智能汽车紧急工况下避撞轨迹规划方法研究
发布时间：2021-09-07 05:24
汽车保有量的快速增长使得道路交通安全问题日益突出。数据统计显示,由驾驶人的原因所引起的碰撞事故在交通事故中占比40%左右。因此,为提高行车安全性,避撞技术一直是车辆主动安全领域的重点发展方向。轨迹规划是智能汽车完成变道避撞行为的先决条件。当前针对常规工况下的轨迹规划研究已经非常丰富,但在紧急工况下,由于现有轨迹规划方法无法反映车辆避撞过程中的非线性动力学特性,不能完全表征车辆系统的稳定性,导致其适用性存在问题。因此,研究紧急工况下的避撞轨迹规划问题,提出合理的轨迹规划方法具有重要的理论意义和工程应用价值。基于临界安全距离建立避撞模式决策机制,将车辆可行避撞区域划分为不同类型,定义转向避撞区域的临界点（即最晚转向点）和车辆极限避撞能力点（根据车辆的操纵稳定性极限来确定）之间的区域为紧急避撞区域,并将车辆处于该区域的工况定义为紧急工况。提出了采用拓展时间比来评价所规划轨迹的避撞能力。建立了车辆的稳定域边界模型,将其作为车辆避撞过程中的稳定性约束。基于质心侧偏角-质心侧偏角速度（β-dβ）相平面分析车辆行驶稳定性,通过探究纵向车速、道路附着系数以及前轮转角等因素影响下的稳定域变化规律,采用五...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三维曲面图
江苏大学硕士学位论文17通过避撞模式决策机制能够定量地确定两种模式的切换点，这为车辆可行避撞区域的划分提供了依据。图2.10为分级避撞示意图。其中，预警起始点、临界预警距离点、最晚制动点与最晚转向点将车辆行驶区域划分为正常行驶区域、预警区域、制动避撞区域、转向避撞区域与无法避撞区域。图中临界预警距离点、最晚制动点、最晚转向点即分别对应前文的Sw、Sb、Ss。在此需特别说明的是：临界预警距离点即避撞系统主动制动的起始点，从该点开始车辆的所有避撞行为都由避撞系统决定，驾驶员已经不足以控制车辆实现避撞。而临界预警距离点以左安全裕度较大，驾驶员自己操作即能避开障碍物。另外，制动和转向联合避撞也是一种可能的情形，本文暂不考虑。图2.10分级避撞示意图Fig.2.10Schematicdiagramofgradedcollisionavoidance图2.11可行避撞区域划分示意图Fig.2.11Schematicdiagramofdivisionoffeasiblecollisionavoidanceareas图中的最晚转向点是根据五次多项式法计算得到的，该方法能够满足一般情形下车辆避撞的需求。然而，五次多项式法规划的轨迹并未发挥车辆的全部避撞能力，也就是说，在最晚转向点后还存在一定的区域，车辆能实现安全避撞，这
江苏大学硕士学位论文17通过避撞模式决策机制能够定量地确定两种模式的切换点，这为车辆可行避撞区域的划分提供了依据。图2.10为分级避撞示意图。其中，预警起始点、临界预警距离点、最晚制动点与最晚转向点将车辆行驶区域划分为正常行驶区域、预警区域、制动避撞区域、转向避撞区域与无法避撞区域。图中临界预警距离点、最晚制动点、最晚转向点即分别对应前文的Sw、Sb、Ss。在此需特别说明的是：临界预警距离点即避撞系统主动制动的起始点，从该点开始车辆的所有避撞行为都由避撞系统决定，驾驶员已经不足以控制车辆实现避撞。而临界预警距离点以左安全裕度较大，驾驶员自己操作即能避开障碍物。另外，制动和转向联合避撞也是一种可能的情形，本文暂不考虑。图2.10分级避撞示意图Fig.2.10Schematicdiagramofgradedcollisionavoidance图2.11可行避撞区域划分示意图Fig.2.11Schematicdiagramofdivisionoffeasiblecollisionavoidanceareas图中的最晚转向点是根据五次多项式法计算得到的，该方法能够满足一般情形下车辆避撞的需求。然而，五次多项式法规划的轨迹并未发挥车辆的全部避撞能力，也就是说，在最晚转向点后还存在一定的区域，车辆能实现安全避撞，这
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于极限车速的车辆稳定性控制研究[J]. 金辉,李世杰. 汽车工程. 2018(01)
[2]无人车运动规划算法综述[J]. 余卓平,李奕姗,熊璐. 同济大学学报(自然科学版). 2017(08)
[3]改进RRT在汽车避障局部路径规划中的应用[J]. 宋晓琳,周南,黄正瑜,曹昊天. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(04)
[4]驾驶员制动和转向避撞极限[J]. 李霖,朱西产,陈海林. 同济大学学报(自然科学版). 2016(11)
[5]UniTire统一轮胎模型[J]. 郭孔辉. 机械工程学报. 2016(12)
[6]双线法与横摆角速度法联合的车辆稳定性判据[J]. 余卓平,冷搏,熊璐,冯源. 同济大学学报(自然科学版). 2015(12)
[7]智能汽车自动紧急控制策略[J]. 李霖,朱西产. 同济大学学报(自然科学版). 2015(11)
[8]紧急避让路径跟踪自抗扰控制[J]. 赵又群,王健,季学武,李波. 同济大学学报(自然科学版). 2015(08)
[9]极限工况下车辆行驶的稳定性判据[J]. 熊璐,曲彤,冯源,邓律华. 机械工程学报. 2015(10)
[10]基于四阶贝塞尔曲线的无人车可行轨迹规划[J]. 陈成,何玉庆,卜春光,韩建达. 自动化学报. 2015(03)
博士论文
[1]电动汽车主动避撞系统状态估计与控制策略研究[D]. 廉宇峰.吉林大学 2015
[2]车辆三自由度平面运动稳定性的非线性分析及控制策略评价[D]. 刘丽.吉林大学 2010
硕士论文
[1]基于路面附着系数估计的汽车紧急避撞控制研究[D]. 郭陆平.长春工业大学 2019
[2]智能汽车纵横向主动避撞控制策略研究[D]. 叶一凡.吉林大学 2019
[3]基于MATLAB的最优控制算法研究及应用[D]. 双宇航.华中科技大学 2018
[4]汽车主动制动/转向避障控制系统研究[D]. 李印祥.合肥工业大学 2018
[5]弯道驾驶行为研究及无人驾驶车辆智能行为评价[D]. 董芳.北京理工大学 2016
[6]基于相平面稳定域边界的轻型车稳定性控制研究[D]. 高月磊.吉林大学 2013
本文编号：3388928
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三维曲面图
江苏大学硕士学位论文17通过避撞模式决策机制能够定量地确定两种模式的切换点，这为车辆可行避撞区域的划分提供了依据。图2.10为分级避撞示意图。其中，预警起始点、临界预警距离点、最晚制动点与最晚转向点将车辆行驶区域划分为正常行驶区域、预警区域、制动避撞区域、转向避撞区域与无法避撞区域。图中临界预警距离点、最晚制动点、最晚转向点即分别对应前文的Sw、Sb、Ss。在此需特别说明的是：临界预警距离点即避撞系统主动制动的起始点，从该点开始车辆的所有避撞行为都由避撞系统决定，驾驶员已经不足以控制车辆实现避撞。而临界预警距离点以左安全裕度较大，驾驶员自己操作即能避开障碍物。另外，制动和转向联合避撞也是一种可能的情形，本文暂不考虑。图2.10分级避撞示意图Fig.2.10Schematicdiagramofgradedcollisionavoidance图2.11可行避撞区域划分示意图Fig.2.11Schematicdiagramofdivisionoffeasiblecollisionavoidanceareas图中的最晚转向点是根据五次多项式法计算得到的，该方法能够满足一般情形下车辆避撞的需求。然而，五次多项式法规划的轨迹并未发挥车辆的全部避撞能力，也就是说，在最晚转向点后还存在一定的区域，车辆能实现安全避撞，这
江苏大学硕士学位论文17通过避撞模式决策机制能够定量地确定两种模式的切换点，这为车辆可行避撞区域的划分提供了依据。图2.10为分级避撞示意图。其中，预警起始点、临界预警距离点、最晚制动点与最晚转向点将车辆行驶区域划分为正常行驶区域、预警区域、制动避撞区域、转向避撞区域与无法避撞区域。图中临界预警距离点、最晚制动点、最晚转向点即分别对应前文的Sw、Sb、Ss。在此需特别说明的是：临界预警距离点即避撞系统主动制动的起始点，从该点开始车辆的所有避撞行为都由避撞系统决定，驾驶员已经不足以控制车辆实现避撞。而临界预警距离点以左安全裕度较大，驾驶员自己操作即能避开障碍物。另外，制动和转向联合避撞也是一种可能的情形，本文暂不考虑。图2.10分级避撞示意图Fig.2.10Schematicdiagramofgradedcollisionavoidance图2.11可行避撞区域划分示意图Fig.2.11Schematicdiagramofdivisionoffeasiblecollisionavoidanceareas图中的最晚转向点是根据五次多项式法计算得到的，该方法能够满足一般情形下车辆避撞的需求。然而，五次多项式法规划的轨迹并未发挥车辆的全部避撞能力，也就是说，在最晚转向点后还存在一定的区域，车辆能实现安全避撞，这
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于极限车速的车辆稳定性控制研究[J]. 金辉,李世杰. 汽车工程. 2018(01)
[2]无人车运动规划算法综述[J]. 余卓平,李奕姗,熊璐. 同济大学学报(自然科学版). 2017(08)
[3]改进RRT在汽车避障局部路径规划中的应用[J]. 宋晓琳,周南,黄正瑜,曹昊天. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(04)
[4]驾驶员制动和转向避撞极限[J]. 李霖,朱西产,陈海林. 同济大学学报(自然科学版). 2016(11)
[5]UniTire统一轮胎模型[J]. 郭孔辉. 机械工程学报. 2016(12)
[6]双线法与横摆角速度法联合的车辆稳定性判据[J]. 余卓平,冷搏,熊璐,冯源. 同济大学学报(自然科学版). 2015(12)
[7]智能汽车自动紧急控制策略[J]. 李霖,朱西产. 同济大学学报(自然科学版). 2015(11)
[8]紧急避让路径跟踪自抗扰控制[J]. 赵又群,王健,季学武,李波. 同济大学学报(自然科学版). 2015(08)
[9]极限工况下车辆行驶的稳定性判据[J]. 熊璐,曲彤,冯源,邓律华. 机械工程学报. 2015(10)
[10]基于四阶贝塞尔曲线的无人车可行轨迹规划[J]. 陈成,何玉庆,卜春光,韩建达. 自动化学报. 2015(03)
博士论文
[1]电动汽车主动避撞系统状态估计与控制策略研究[D]. 廉宇峰.吉林大学 2015
[2]车辆三自由度平面运动稳定性的非线性分析及控制策略评价[D]. 刘丽.吉林大学 2010
硕士论文
[1]基于路面附着系数估计的汽车紧急避撞控制研究[D]. 郭陆平.长春工业大学 2019
[2]智能汽车纵横向主动避撞控制策略研究[D]. 叶一凡.吉林大学 2019
[3]基于MATLAB的最优控制算法研究及应用[D]. 双宇航.华中科技大学 2018
[4]汽车主动制动/转向避障控制系统研究[D]. 李印祥.合肥工业大学 2018
[5]弯道驾驶行为研究及无人驾驶车辆智能行为评价[D]. 董芳.北京理工大学 2016
[6]基于相平面稳定域边界的轻型车稳定性控制研究[D]. 高月磊.吉林大学 2013
本文编号：3388928
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