面向L3级自动驾驶的驾驶员意图识别与智能换道控制系统研究
发布时间：2021-02-04 12:50
智能化是汽车未来必然的发展方向之一,它可以减轻驾驶员的负担,并且可以提高汽车品牌的竞争力。目前,传统车企大都面向L3级自动驾驶进行技术研究,在搭载智能控制系统的汽车量产之前,需要进行大量的测试以确保车辆行驶的安全性与可靠性。与真实道路测试相比,虚拟场景测试可以进行包括极端工况在内的各种工况下的测试,在控制算法开发初期进行虚拟测试也显得更加安全,并且可以节省大量的人力、物力和财力。因此,虚拟场景测试逐渐得到了众多传统车企和自动驾驶科技公司的认可。为了使得虚拟场景测试更具有参考价值,如何创建更加符合真实道路的虚拟场景成为亟待解决的问题。决策规划和运动控制是智能车辆重要技术研究模块,为了使得车辆执行的操作能够满足驾驶员乘坐的舒适性与信任感,需要对驾驶员的行为意图进行分析建模,并根据车辆所处的状态和环境进行轨迹规划。此外,为了使得车辆可以完美地追踪期望轨迹,还需要开发较为优秀的轨迹追踪控制算法。针对上述内容,本文进行了以下三方面的研究:（1）面向L3级自动驾驶常见的落地场景,提出了一种VTD创建接近中国真实道路虚拟场景的技术路线,并创建了中国国际无人驾驶汽车大赛的常熟九宫格区域内的城市道路以及...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 论文的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 智能驾驶虚拟仿真平台
1.2.2 驾驶员意图识别
1.2.3 轨迹规化及轨迹追踪算法
1.3 本文研究目的及研究内容
2 面向L3级自动驾驶的虚拟道路场景建模研究
2.1 引言
2.2 场景搭建工具简介
2.2.1 VTD概述
2.2.2 ArcGIS概述
2.3 VTD创建复杂交通虚拟场景
2.3.1 技术路线
2.3.2 虚拟场景建模效果
2.4 ArcGIS与 CarSim联合创建智能驾驶场景
2.5 本章小结
3 面向L3级自动驾驶的驾驶员意图识别模型研究
3.1 引言
3.2 NGSIM数据库预处理
3.3 驾驶员意图识别模型的建立
3.3.1 隐马尔可夫模型
3.3.2 高斯混合模型
3.3.3 粒子群算法
3.4 驾驶员意图识别模型的验证测试
3.5 本章小结
4 基于模型预测控制的智能换道控制系统研究
4.1 引言
4.2 最优换道轨迹规划
4.2.1 多项式轨迹规划
4.2.2 约束条件
4.2.3 损失函数
4.3 轨迹追踪控制算法
4.3.1 模型预测控制的工作原理
4.3.2 预测模型
4.3.3 车辆约束条件
4.3.4 优化目标函数
4.4 控制变量求解
4.5 本章小结
5 智能换道控制系统的仿真测试与验证
5.1 引言
5.2 智能换道控制系统
5.2.1 智能换道控制系统架构
5.2.2 最优轨迹求解
5.3 智能换道控制系统的性能
5.3.1 不同车速工况下的系统仿真效果
5.3.2 不同预测时域下的轨迹追踪效果
5.3.3 极限工况下的系统仿真效果
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 展望
参考文献
附录
A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
B.作者在攻读学位期间参加的科研项目
C.学位论文数据集
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进BP神经网络的智能车PID控制研究[J]. 丁鹏,李林升,钟成. 机械工程师. 2018(03)
[2]汽车驾驶员不安全行为分析[J]. 张娇,王筱冬. 科技风. 2018(06)
[3]基于路面识别的汽车紧急避撞控制算法[J]. 魏民祥,严明月,汪,张凤娇. 汽车安全与节能学报. 2017(04)
[4]基于支持向量机的车辆换道决策模型[J]. 张叠,杜荣华,刘理. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2017(05)
[5]基于BP-PID的电主轴单元闭环稳定性温控策略[J]. 张艺凡,王萍,高卫国,刘腾,郭悟斌,张大卫. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2017(08)
[6]基于NGSIM轨迹数据的换道行为微观特性分析[J]. 张颖达,邵春福,李慧轩,马雪婧. 交通信息与安全. 2015(06)
[7]基于模糊PID的智能4WS车辆换道路径跟踪控制[J]. 戚志锦,杨志刚,黄燕. 汽车工程学报. 2012(05)
[8]软约束线性模型预测控制系统的稳定性方法[J]. 李升波,王建强,李克强. 清华大学学报(自然科学版). 2010(11)
[9]基于高斯混合隐马尔科夫模型的高速公路超车行为辨识与分析[J]. 吕岸,胡振程,陈慧. 汽车工程. 2010(07)
博士论文
[1]车联网环境下的驾驶行为特性研究[D]. 柴锐.北京理工大学 2016
[2]具有换道辅助功能的车辆自适应巡航控制[D]. 党睿娜.清华大学 2013
[3]智能车辆自动换道与自动超车控制方法的研究[D]. 游峰.吉林大学 2005
[4]基于HMM的统计过程监控研究[D]. 周韶园.浙江大学 2005
[5]自主驾驶汽车智能控制系统[D]. 孙振平.国防科学技术大学 2004
硕士论文
[1]基于驾驶员意图的智能车辆路径跟随研究[D]. 郑亚奇.湖南大学 2016
[2]基于模型预测控制的无人驾驶车辆轨迹跟踪控制算法研究[D]. 孙银健.北京理工大学 2015
[3]基于驾驶员在环仿真平台的车辆路径跟随模型研究[D]. 陈炜.湖南大学 2014
[4]汽车纵向防撞预警控制系统建模与仿真研究[D]. 肖迪.湖南大学 2014
[5]汽车避撞控制系统建模与仿真研究[D]. 李诗福.湖南大学 2009
[6]高速公路车辆行驶安全辅助换道预警系统研究[D]. 杨双宾.吉林大学 2008
[7]基于主被动集成的汽车安全控制系统建模与仿真[D]. 冯广刚.湖南大学 2008
本文编号：3018336
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 论文的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 智能驾驶虚拟仿真平台
1.2.2 驾驶员意图识别
1.2.3 轨迹规化及轨迹追踪算法
1.3 本文研究目的及研究内容
2 面向L3级自动驾驶的虚拟道路场景建模研究
2.1 引言
2.2 场景搭建工具简介
2.2.1 VTD概述
2.2.2 ArcGIS概述
2.3 VTD创建复杂交通虚拟场景
2.3.1 技术路线
2.3.2 虚拟场景建模效果
2.4 ArcGIS与 CarSim联合创建智能驾驶场景
2.5 本章小结
3 面向L3级自动驾驶的驾驶员意图识别模型研究
3.1 引言
3.2 NGSIM数据库预处理
3.3 驾驶员意图识别模型的建立
3.3.1 隐马尔可夫模型
3.3.2 高斯混合模型
3.3.3 粒子群算法
3.4 驾驶员意图识别模型的验证测试
3.5 本章小结
4 基于模型预测控制的智能换道控制系统研究
4.1 引言
4.2 最优换道轨迹规划
4.2.1 多项式轨迹规划
4.2.2 约束条件
4.2.3 损失函数
4.3 轨迹追踪控制算法
4.3.1 模型预测控制的工作原理
4.3.2 预测模型
4.3.3 车辆约束条件
4.3.4 优化目标函数
4.4 控制变量求解
4.5 本章小结
5 智能换道控制系统的仿真测试与验证
5.1 引言
5.2 智能换道控制系统
5.2.1 智能换道控制系统架构
5.2.2 最优轨迹求解
5.3 智能换道控制系统的性能
5.3.1 不同车速工况下的系统仿真效果
5.3.2 不同预测时域下的轨迹追踪效果
5.3.3 极限工况下的系统仿真效果
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 展望
参考文献
附录
A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
B.作者在攻读学位期间参加的科研项目
C.学位论文数据集
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进BP神经网络的智能车PID控制研究[J]. 丁鹏,李林升,钟成. 机械工程师. 2018(03)
[2]汽车驾驶员不安全行为分析[J]. 张娇,王筱冬. 科技风. 2018(06)
[3]基于路面识别的汽车紧急避撞控制算法[J]. 魏民祥,严明月,汪,张凤娇. 汽车安全与节能学报. 2017(04)
[4]基于支持向量机的车辆换道决策模型[J]. 张叠,杜荣华,刘理. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2017(05)
[5]基于BP-PID的电主轴单元闭环稳定性温控策略[J]. 张艺凡,王萍,高卫国,刘腾,郭悟斌,张大卫. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2017(08)
[6]基于NGSIM轨迹数据的换道行为微观特性分析[J]. 张颖达,邵春福,李慧轩,马雪婧. 交通信息与安全. 2015(06)
[7]基于模糊PID的智能4WS车辆换道路径跟踪控制[J]. 戚志锦,杨志刚,黄燕. 汽车工程学报. 2012(05)
[8]软约束线性模型预测控制系统的稳定性方法[J]. 李升波,王建强,李克强. 清华大学学报(自然科学版). 2010(11)
[9]基于高斯混合隐马尔科夫模型的高速公路超车行为辨识与分析[J]. 吕岸,胡振程,陈慧. 汽车工程. 2010(07)
博士论文
[1]车联网环境下的驾驶行为特性研究[D]. 柴锐.北京理工大学 2016
[2]具有换道辅助功能的车辆自适应巡航控制[D]. 党睿娜.清华大学 2013
[3]智能车辆自动换道与自动超车控制方法的研究[D]. 游峰.吉林大学 2005
[4]基于HMM的统计过程监控研究[D]. 周韶园.浙江大学 2005
[5]自主驾驶汽车智能控制系统[D]. 孙振平.国防科学技术大学 2004
硕士论文
[1]基于驾驶员意图的智能车辆路径跟随研究[D]. 郑亚奇.湖南大学 2016
[2]基于模型预测控制的无人驾驶车辆轨迹跟踪控制算法研究[D]. 孙银健.北京理工大学 2015
[3]基于驾驶员在环仿真平台的车辆路径跟随模型研究[D]. 陈炜.湖南大学 2014
[4]汽车纵向防撞预警控制系统建模与仿真研究[D]. 肖迪.湖南大学 2014
[5]汽车避撞控制系统建模与仿真研究[D]. 李诗福.湖南大学 2009
[6]高速公路车辆行驶安全辅助换道预警系统研究[D]. 杨双宾.吉林大学 2008
[7]基于主被动集成的汽车安全控制系统建模与仿真[D]. 冯广刚.湖南大学 2008
本文编号：3018336
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3018336.html
