將以上之兩種軌跡修正模式與軌跡預測系統做結合之後，可以整理出整體系 統架構如圖 3.24 所示
圖 3.24 車輛軌跡預測及誤差自動補償系統之架構圖
補償模式切換的時機，取決於『輪廓誤差補償模式』及『偏駛角誤差補償模 式』所佔用總軌跡補償時間的比例，而軌跡補償模式的順序是：先啟動『輪廓誤 差補償模式』，再切換成『偏駛角誤差補償模式』。兩種不同軌跡補償模式所佔用 的總軌跡補償時間比例，可以用方程式 3.45 表示如下。
, ,
f c r p 1
c c
t t
t + t = （3.45）
其中tf c, 代表一開始補償軌跡的時間長度，也就是『輪廓誤差補償模式』所
佔用的時間；tr p, 代表切換之後補償軌跡的時間長度，也就是『偏駛角誤差補償 模式』所佔用的時間；t 代表總軌跡補償時間長度。 c
本模擬乃套用第二章推導之車輛模型，及前面所證明表現較佳之『外插軌跡 預測補償法』，並參考[14]所用之模擬汽車系統參數列於表 3.5。圖 3.25 為結合汽 車系統模型及預測軌跡模型，在未受外力干擾的情形下所跑出來的軌跡及其預測 表現，由圖中可看出，在 8 個取樣時間之後，軌跡誤差穩定在 2%。圖 3.26 則為
車輛在第八個取樣時間，突然受到一個大變化的轉向角輸入干擾情形下，所跑出 來的軌跡及其預測表現，由圖可以看出，圖 3.27 則比較車輛受到干擾及未受干 擾情形下之轉向角變化、偏駛率變化，及行走軌跡之差別。
表 3.5 車輛系統模擬參數
參數 大小 單位
車輛縱向速度，Vx 16.67 m/s
車輪輪距，D 1.5 m
車輛質心與前輪軸距離，Lf 1 m
車輛質心與後輪軸距離，Lr 1.5 m
車體重量， m 1540 kg
車輛質心轉動慣量，Iv 2100 kg m⋅ 2 前輪轉向剛度，CαF 123190 N/rad 後輪轉向剛度，CαR 110000 N/rad
圖 3.25 (a)車輛未受干擾時之行車軌跡及其預測軌跡 (b)預測軌跡之追蹤誤
圖 3.26 (a)車輛受異常轉向角干擾時之行車軌跡及其預測軌跡 (b)預測軌跡 之追蹤誤差
圖 3.27 車輛受干擾及未受干擾情形下之(a)轉向角變化(b)偏駛率變化(c)行走 軌跡
由圖 3.25(b)可以發現車輛在未受轉向角輸入干擾的情況下，軌跡預測誤差 大約維持在 10%以下，而圖 3.26 及圖 3.27 可以看出當車輛受到大變化的轉向角 輸入干擾時，預測軌跡系統的追蹤誤差會突然的激增，因為軌跡預測是利用過去 行車軌跡資訊來預測下一點的行車軌跡，因此在受到干擾之後產生巨大的預測誤 差，也會併入下一點軌跡預測的參考資訊，而使得其後的軌跡預測同樣產生巨大 的預測誤差，因此當軌跡預測誤差超過容許值，判定車輛為失控狀態時，應立即 停止軌跡預測，並採用圖 3.20 所述方法預測車輛期望行駛之軌跡，再經由軌跡 補償模式來修正車輛行駛軌跡。從圖 3.27（c）中也可看出受到車輛干擾後所行
接下來的模擬是將軌跡補償修正系統導入原模擬系統中，目的是為了使受到 干擾之車輛行駛軌跡，經過軌跡補償模式修正過後，回復到期望行駛之軌跡上，
關於補償軌跡系統模擬相關設定之選用列於表 3.6，圖 3.28 則比較出車輛未受到 干擾，及受干擾有軌跡補償修正情形下之轉向角變化、偏駛率變化，及行走軌跡 之差別；圖 3.29 則顯示輪廓誤差和車頭偏擺角度，分別在『輪廓誤差補償模式』
及『偏駛角誤差補償模式』的修正下，其值隨時間變化的曲線圖；圖 3.30 顯示 出結合汽車模型、軌跡預測及軌跡補償修正系統，在車輛未受到干擾，及受到干 擾有軌跡補償修正時，所模擬出來之行駛軌跡及預測軌跡。
表 3.6 軌跡補償修正相關參數設定
最大容許追蹤誤差，Et 20%
輪廓誤差補償模式增益值，Kc 0.09 偏駛角誤差補償模式增益值，Kp 0.25
軌跡預測取樣時間 1sec
軌跡補償取樣時間 0.1sec
輪廓誤差補償模式佔用總補償時間比例， f c,
c
t t
0.5
偏駛角誤差補償模式佔用總補償時間比例， r p,
c
t t
0.5
圖 3.28 車輛未受干擾及受干擾有軌跡補償修正情形下之(a)轉向角變化(b)偏 駛率變化(c)行走軌跡(d)軌跡補償修正時行走軌跡放大圖
圖 3.29 (a)在『輪廓誤差補償模式』下輪廓誤差隨時間變化曲線圖 (b) 在『偏 駛角誤差補償模式』下偏駛角度誤差隨時間變化曲線圖
圖 3.30 車輛受到干擾有補償修正時之行走軌跡與預測軌跡
由圖 3.28 可以看出，系統在取樣時間 8 的時候判斷出車輛已經失控，於是 便透過軌跡補償模式介入修正駕駛輸入之轉向角，表 3.6 顯示軌跡補償模式的取 樣時間為軌跡預測取樣時間的十分之一，軌跡補償模式將在取樣時間 8 到 9 之 間，輸入十個修正過後的轉向角，在取樣時間 8 到 8.5 時，採用『輪廓誤差補償 模式』來修正車輛行走軌跡與期望軌跡間的輪廓誤差，由圖 3.29（a）可以看出 輪廓誤差經過修正後呈現出遞減的表現；而在取樣時間 8.6 到 9 時，採用『偏駛 角誤差補償模式』來修正車輛行走時車頭行進方向與期望軌跡行進方向間的偏駛 角度誤差，由圖 3.29（b）可以看出偏駛角度誤差經過修正後呈現出遞減的現象。
由圖 3.30 可以清楚的看出車輛在行駛過程中受到干擾時，軌跡預測模式和軌跡 補償模式的運作情形，當行駛軌跡和預測軌跡差異過大經判定車輛已經失控，軌 跡修正系統便介入干預駕駛，將行駛軌跡修正趨近於預期行駛之軌跡上，同時停 止軌跡預測模式，等到修正軌跡模式終止後，經過預測軌跡資訊的重新計算之 後，再次啟動軌跡預測模式。