面向汽车变道的车载自组网研究

发布时间：2020-07-25 08:30

【摘要】：现有几乎全部的先进汽车主动安全系统都是在汽车本身上装载大量传感器,主要是通过自车监控与其他对象的安全状态,在不安全状态下采取相应的规避措施,从而保证汽车行驶于安全状态之下。以上传统的安全保障模式,依然有其不足存在。例如由于只能通过自己的监测系统去感知其他对象的行为,这种模式是单向性的,不仅加大了汽车设计难度,而且价格昂贵,目前还是不能满足人们对于安全驾驶概念设计的追求。而在传统的汽车主动安全保障模式上加入车联网技术,形成双向性或多向性的安全保障,将是汽车主动安全技术发展的主要方向。本文首先介绍了车联网技术的概念及其在国内外研究的现状,并通过总结我国现阶段的研究所面临的挑战和机遇,提出本文的研究和方向。以变道场景引入,展开对车载自组网的研究。主要研究内容如下:(1)提出基于车联网技术的汽车变道预警系统的架构,并在Matlab/Simulink仿真平台完成系统模型的搭建,设计了横向控制器与纵向控制器。介绍了纵向控制器——模糊PID控制器,包括模糊PID基本理论、制定的模糊规则以及具体的控制方法。阐述了横向控制器——MPC(模型预测)控制器,包括MPC的基本原理等相关内容,结果表明该系统能有效避免由换道突然而造成的交通事故,能有效提高汽车的主动安全性。(2)对VANET(车载自组网)进行介绍,包括所研究的两方面的内容:无线通信部分与车辆移动的部分。并对两部分的耦合方式有一个简要说明。选取某城市交通干道进行典型交通场景的车载自组网仿真实验,对其时延、抖动与吞吐量等结果进行分析。(3)基于网络仿真平台,且以大量仿真实验为基础,根据车辆最大移动速度变化,从汽车行驶纵向与侧向出发,分析车速、多普勒频移对车载自组网Ad Hoc网络中的DSDV、DSR和AODV三种路由协议的性能影响,并进行深入分析和比较。(4)以ZigBee无线网络通信技术为工具,提出变道预警车路协同系统架构,设计了车路协同系统的车载单元和路侧单元软硬件结构。初步实现车路短距离协同通信,完成ZigBee通信能力的测试。研究结果表明,汽车行驶纵向上的通信效果在一定的速度范围内是较稳定的(将在后面章节详细描述)。这对于在纵向上开发基于车联网的新型汽车主动安全系统提供了理论保障,作为智能汽车最重要的控制系统之一的纵向控制系统,在解决交通堵塞以及减少重大安全事故方面将会起到很大作用。
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.67;U495
【图文】：

图 1.1 全国民用汽车保有量Fig. 1.1 Amount of domestic car ownership表 1.1 交通事故数据Tab. 1.1 Traffic accident data年份 交通事故发生数总计（起） 交通事故死亡人数总（人

图 1.2 人—车—路交通系统功能简图Fig. 1.2 Human-car-road traffic system function diagram述人—车—路交通系统的功能简图。可以看出三个子系统之。为了提高道路交通系统的安全性，需要系统中各个构成要

车联网体系结构

【参考文献】

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本文编号：2769581