混合纵向车辆队列中无人驾驶车跟驰优化控制的研究

发布时间：2020-08-28 07:18

【摘要】：无人驾驶车辆作为智能交通系统的重要组成部分,其在公路上的运动形式主要是沿道路纵向行驶。因此,为无人驾驶车辆设计能满足纵向队列行驶要求的队列跟驰控制算法,并且保证在所提算法下的纵向队列稳定以及单车稳定是无人驾驶车辆队列跟驰控制的主要任务。本文在有人驾驶车辆和无人驾驶车辆随机混合的纵向跟驰队列背景下,开展了对无人驾驶车辆跟驰优化控制以及队列稳定性的研究,本文主要研究内容为:首先,简要介绍了所搭建的室内智能交通实验平台,可为本文的研究成果提供实验验证。进一步,通过分析混合纵向队列中有人驾驶车辆和无人驾驶车辆的跟驰行为,分别建立了有人驾驶车辆的跟驰动态模型和无人驾驶车辆的跟驰动态模型,为后续的混合纵向队列模型的建立奠定基础。其次,针对无人驾驶车辆在混合纵向队列中的跟驰控制问题,在PLF拓扑通信结构下,建立了一种新型的混合纵向队列跟驰模型。该模型是由混合判断的建模方法建立的一种适用于多种车辆随机混合的跟驰模型。进而,针对混合纵向队列中存在不确定驾驶员参数等问题,提出了一种数据驱动的Actor-Critic跟驰优化控制算法。并通过仿真和实验结果,验证了所提跟驰优化控制算法的有效性和实时性。最后,针对混合纵向队列稳定性和队列中单车稳定性的问题,在数据驱动的Actor-Critic跟驰优化控制算法的基础上,给出了满足混合纵向队列稳定性以及单车的稳定性的条件。在PLF拓扑通信结构下,分析了混合纵向跟驰队列中有人驾驶车辆的跟驰状态信息对后方无人驾驶车辆驰控制增益的影响,验证所提算法的合理性。并通过数值仿真的方法分析了混合纵向队列中不同车辆参数对队列稳定性的影响。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U495

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