1. 研究目的与意义（文献综述）

线控转向(steering-by-wire,SBW),系统作为新一代的转向系统，移除了连接转向盘和转向轮之间的机械传动机构，依靠电气系统实现自主转向功能，成为车辆智能辅助驾驶功能和无人驾驶功能的底盘基础，为实现无人驾驶提供保障^[1]。但是线控转向系统含有许多电子元件,其可靠性低于传统的机械系统,为了满足汽车的可靠性与安全性的要求,SBW系统必须采用容错控制技术^[2]。目前国外著名汽车公司和汽车零部件厂家竞相研究具有智能化的新一代转向系统。值得一提的是，英菲尼迪已经率先量产了配备线控转向系统的Q50车型，线控主动转向作为英菲尼迪革命性的创新科技，可以帮助驾驶者游刃有余的控制车辆^[3]。

英特尔首席执行官布莱恩·克兰尼克表示,自动驾驶催生全新的‘乘客经济’,将逐渐重新配置各行各业^[4]。传感器、深度学习、机器视觉等技术的蓬勃发展，为自动驾驶的发展奠定了基础^[5,6]。比如，吉林大学设计的双目立体视觉环境感知系统，可有效获取月球车前方路面的障碍物信息，为月球车的自主导航提供大量可靠的三维环境信息^[7]。

SAE将自动驾驶分成了L0到L5^[8]，共六级,0级，无自动化水平；1级，驾驶支援；2级，部分自动化；3级，有条件自动化；4级，高度自动化；5级，完全自动化。现阶段福特、通用正在进行对 L5 等级的研发，宝马、日产、奥迪和沃尔沃等公司也都在大力研发自动驾驶技术^[9]。

自主转向系统的设计，满足了汽车智能化发展的需要，可以将驾驶员从频繁的转向操作中解放出来，提高了汽车的主动安全性，主动安全在避免事故的同时又使得车辆获得更好的操纵稳定性^[10]。本文采用线控转向系统，使发动机的布置空间增大而且安装方便^[11]，转向系统的布置更加灵活。

自动驾驶的研究中还存在着一些问题，比如预测和回应人类的行为，成本问题，法规难题，目前面临的最棘手的技术问题是如何提高汽车的视觉能力，如何将人类的视觉能力复制于电脑系统^[12]。

2. 研究的基本内容与方案

（1）基本内容：选择英菲尼迪q50为目标车型，自主转向系统的设计内容包括两方面，一方面是机械转向部分来执行转向的功能，另一方面是控制系统的设计，实现“自主”二字，即在没有驾驶员操作的情况下，达到车辆完全自动转向的功能。

（2）设计目标：①完成机械部分的建模并进行多次仿真优化，使结构设计更加合理。②阐明控制系统的工作原理，将信号采集、数据处理及控制指令输出的整个工作流程表述清楚。

（3）技术方案及措施：①机械部分包括转向操纵机构、齿轮齿条式转向器和转向执行机构。转向操纵机构与转向器之间设置离合器。在自主驾驶时，由电机驱动转向器工作。②一枚高精度彩色摄像头、四枚立体摄像头、以及一部lidar 激光雷达安装在车顶，四部短距雷达安装在前保险杠处，此外，还有两部长距雷达、两枚单目摄像头等信息采集设备^[13]。传感器包括车速传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、转向拉杆位移传感器、前轮转角传感器等^[15]。控制系统的控制对象为转向电机，采用模糊控制为基础的控制方法^[14]，基本原理如图1所示。

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1]田承伟，宗长富，王祥，等．基于riccati方 程 的汽车线控转向传感器故障重构研究［Ｊ］。中国机械工程,2009，20(21)：2637－2641．

[2]姜国彬．汽车线控转向系统故障诊断方法研究［Ｄ］．长春：吉林大学，2009．

[3]英菲尼迪q50[j].产品可靠性报告,2016,(2): 29