当前位置:主页 > 科技论文 > 汽车论文 >

无人驾驶车辆换道控制方法研究

发布时间:2018-11-25 11:52
【摘要】:随着人们对汽车智能化要求的不断提高,无人驾驶汽车作为智能驾驶的核心成为了最为关注的技术。而车道变换是无人驾驶中最常见的行为,很大程度上影响道路的流通性,快速而安全的换道操作对减少交通事故具有极强的现实应用意义。本文以无人驾驶汽车为研究对象,针对换道工况下的路径规划和轨迹跟踪进行了研究,设计出一种简单有效的路径规划方法和轨迹跟踪控制器,以优化跟踪效果和降低控制器在线计算量。同时探讨了考虑侧倾运动时的轨迹跟踪效果。主要的研究内容包括以下四个方面:(1)针对行驶时需要换道的不同工况,设计了综合的换道策略。给出前后车换道时不发生碰撞的换道安全车距,再利用多项式设计出汽车在没有障碍物和有障碍物两种工况下的换道路径。(2)建立无人驾驶汽车的运动学模型、三自由度整车动力学模型和魔术轮胎模型,搭建Simulink模型并与CarSim模型进行联合仿真,仿真结果表明Simulink数学模型和CarSim模型具有相近的动力学特性。(3)将非线性汽车动力学系统进行线性化处理,设定约束条件和优化目标函数,在此基础上设计基于Laguerre函数的模型预测器和基于Legendre函数的模型预测器以跟踪换道轨迹,并运用Simulink和CarSim进行联合仿真,仿真结果表明基于Legendre函数的模型预测控制器对路面附着系数具有鲁棒性,同时还具有降低汽车动力学参数波动和在线计算量的优点。(4)建立了包含侧倾的四自由度整车动力学模型,设计了基于Legendre函数的模型预测控制器,并运用Simulink和CarSim对模型预测控制系统进行联合仿真,仿真结果表明考虑侧倾的无人驾驶系统跟踪效果更好,同时系统响应速度也更快。
[Abstract]:With the increasing demand for intelligent automobile, driverless vehicle as the core of intelligent driving has become the most concerned technology. Lane change is the most common behavior in driverless traffic, which largely affects the flow of roads. Rapid and safe operation of changing lanes has a strong practical significance in reducing traffic accidents. In this paper, a simple and effective path planning method and a trajectory tracking controller are designed to study the path planning and trajectory tracking of driverless vehicles. In order to optimize the tracking effect and reduce the on-line calculation of the controller. At the same time, the track tracking effect considering the roll motion is discussed. The main research contents include the following four aspects: (1) according to the different driving conditions, a comprehensive changing strategy is designed. In this paper, the safe distance between the front and rear vehicles without collision is given, and then the path of the vehicle is designed by polynomial. (2) the kinematics model of the driverless vehicle is established, and the path of the vehicle is designed under the condition of no obstacle and no obstacle. (2) the kinematics model of the driverless vehicle is established. The three-degree-of-freedom vehicle dynamics model and the magic tire model are built, the Simulink model is built and the CarSim model is simulated jointly. The simulation results show that the Simulink mathematical model and the CarSim model have similar dynamic characteristics. (3) the nonlinear vehicle dynamics system is linearized, the constraint conditions are set and the objective function is optimized. On this basis, a model predictor based on Laguerre function and a model predictor based on Legendre function are designed to track the track change, and Simulink and CarSim are used for joint simulation. The simulation results show that the model predictive controller based on Legendre function is robust to the road adhesion coefficient. At the same time, it has the advantages of reducing the fluctuation of vehicle dynamics parameters and the amount of calculation on line. (4) A four-degree-of-freedom vehicle dynamics model including roll is established, and a model predictive controller based on Legendre function is designed. The model predictive control system is simulated by Simulink and CarSim. The simulation results show that the driverless system with roll tilting has better tracking effect and faster response speed.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U463.6

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘艳玲;熊辉;;基于运动学的换道安全间距研究[J];交通标准化;2014年04期

2 楼大成;;车辆换道过程中目标车辆与周围车辆的安全距离[J];硅谷;2014年05期

3 杨建国,王金梅,李庆丰,王兆安;微观仿真中车辆换道的行为分析和建模[J];公路交通科技;2004年11期

4 杨小宝;张宁;;任意性换道模型的比较与选择[J];交通运输系统工程与信息;2006年04期

5 刘小明;郑淑晖;蒋新春;;基于动态重复博弈的车辆换道模型[J];公路交通科技;2008年06期

6 杨小宝;;考虑实施过程的车辆换道模型及其应用[J];物理学报;2009年02期

7 金立生;Bartvan Arem;杨双宾;Mascha van der Voort;Martijn Tideman;;高速公路汽车辅助驾驶安全换道模型[J];吉林大学学报(工学版);2009年03期

8 李玮;高德芝;段建民;;智能车辆自由换道模型研究[J];公路交通科技;2010年02期

9 王崇伦;李振龙;陈阳舟;代桂平;;考虑换道约束空间的车辆换道模型研究[J];公路交通科技;2012年01期

10 付静静;孙浩;杜春臣;;基于驾驶人换道行为的换道决策辅助系统预警时间研究[J];北京汽车;2012年04期

相关会议论文 前3条

1 张安英;;基于预判概率的换道决策模型研究[A];第八届中国智能交通年会优秀论文集——智能交通与安全[C];2013年

2 李玮;段建民;龚建伟;;障碍物条件下智能车辆换道路径规划的近优解[A];2011年中国智能自动化学术会议论文集(第一分册)[C];2011年

3 杨晓光;孙剑;;面向ITS的交通仿真实验系统研究与开发[A];第一届中国智能交通年会论文集[C];2005年

相关重要报纸文章 前3条

1 本报记者 李龙俊;换道超车,,才有机会后来居上[N];四川日报;2014年

2 记者 徐景明;车一进隧道就不允许换道[N];厦门日报;2010年

3 闻天;安全驾车十二诀[N];华夏时报;2004年

相关博士学位论文 前10条

1 宋竹;微观交通仿真查询算法与换道模型研究[D];电子科技大学;2015年

2 魏福禄;信号交叉口四左转车道交通运行特性研究[D];吉林大学;2015年

3 李慧轩;基于驾驶行为动态获取的换道行为微观建模及仿真校验研究[D];北京交通大学;2016年

4 杨柳;基于元胞自动机的高速公路交通流特性研究[D];长沙理工大学;2015年

5 彭金栓;基于视觉特性与车辆相对运动的驾驶人换道意图识别方法[D];长安大学;2012年

6 王畅;车辆换道预警的若干关键问题研究[D];长安大学;2012年

7 侯海晶;高速公路驾驶人换道意图识别方法研究[D];吉林大学;2013年

8 党睿娜;具有换道辅助功能的车辆自适应巡航控制[D];清华大学;2013年

9 罗强;面向高速公路行车安全预警的车道偏离及换道模型研究[D];华南理工大学;2014年

10 漆巍巍;城市道路拥堵状态下驾驶人生理及换道特性研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 吴杭哲;基于最小安全距离的车辆换道控制研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

2 陈文娇;车辆换道行为动态特性及其对车流影响研究[D];青岛理工大学;2015年

3 滕飞;换道车辆的实时轨迹预测方法研究[D];北京理工大学;2016年

4 袁盛s

本文编号:2355998


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/2355998.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户9fc69***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com