与匝道车辆交互的无人驾驶汽车避撞系统研究

发布时间：2017-04-15 12:12

  本文关键词：与匝道车辆交互的无人驾驶汽车避撞系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无人驾驶汽车技术发展的重大意义之一就是对于交通安全的改善,匝道入口作为交通事故高发区域,研究在匝道入口的避撞问题对于无人驾驶汽车技术的发展具有重要意义。本文针对无人驾驶汽车在匝道入口区域的安全避撞问题进行了研究。根据匝道入口场景及其驾驶规范,分析匝道入口场景中潜在的碰撞危险,结合基于车载传感器和基于V2V通信技术这两种车辆避撞系统的优点提出一种基于V2V通信和车载雷达综合信息的匝道入口避撞系统。使用PreScan与Simulink联合仿真平台,对提出的无人驾驶汽车匝道入口避撞系统进行仿真验证。仿真结果表明,在社会车辆驾驶意图明确的情况下无人驾驶汽车通过该避撞系统可以有效的避免匝道入口区域的潜在碰撞危险。利用V2V通信获取即将并入主行车道的其他车辆的状态信息,并通过多维隐马尔科夫模型估计其驾驶意图;无人驾驶汽车综合其他车辆的驾驶意图与自身车辆的行驶状态做出行驶决策,并采用混合状态系统控制自身车辆;通过PreScan和Simulink搭建仿真实验,实验结果表明无人驾驶汽车在匝道入口区域可以与社会车辆进行交互。基于东风猛士无人驾驶车辆平台设计匝道入口避撞系统的硬件结构和软件程序。通过该无人驾驶车辆平台和一辆有人驾驶车辆搭建匝道入口实车实验平台,该平台中的车辆采用GPS和惯导进行组合定位,采用ZigBee模块进行无人驾驶车辆和有人驾驶车辆之间的通信,通过ESR毫米波雷达进行前方障碍车辆检测。实车实验验证了基于V2V通信和毫米波雷达的匝道入口避撞系统在匝道环境中的可行性。
【关键词】：无人驾驶汽车 匝道入口 毫米波雷达 V2V无线通信 避撞系统 车辆交互
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U463.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 本论文研究的背景和意义10-12
• 1.2 无人驾驶汽车匝道入.避撞系统相关研究现状12-17
• 1.2.1 匝道入.安全性研究12-13
• 1.2.2 避撞系统环境感知研究现状13-14
• 1.2.3.无人驾驶汽车与其他车辆交互的研究现状14-17
• 1.3 本文的内容安排17-19
• 第2章 无人驾驶汽车匝道入.避撞系统设计分析19-39
• 2.1 匝道入口场景19-21
• 2.2 基于车载传感器与V2V通信的避撞系统21-26
• 2.2.1 基于车载传感器的车辆避撞系统21-23
• 2.2.2 基于V2V通信的车辆避撞系统23-24
• 2.2.3 仿真验证与对比24-26
• 2.3 综合V2V通信与车载传感器信息的匝道入.避撞系统26-28
• 2.4 PreScan仿真平台与仿真实验28-38
• 2.4.1 PreScan软件介绍28-30
• 2.4.2 仿真场景与控制算法30-33
• 2.4.3 仿真结果33-38
• 2.5 本章小结38-39
• 第3章 具有交互能力的无人驾驶汽车匝道入.避撞系统39-50
• 3.1 具有交互能力的无人驾驶汽车匝道入.避撞系统结构39-40
• 3.2 状态估计模块40-43
• 3.2.1 隐形马尔科夫模型41
• 3.2.2 前向算法41-42
• 3.2.3 二维离散HMM42-43
• 3.3 决策模块43-44
• 3.4 混合状态系统44-45
• 3.5 仿真实验45-49
• 3.5.1 社会车辆的驾驶意图估计46-47
• 3.5.2 无人驾驶汽车与社会车辆的交互行为47-49
• 3.6 本章小结49-50
• 第4章 东风猛士无人驾驶平台与避撞系统设计50-61
• 4.1 东风猛士无人驾驶车辆平台50-53
• 4.1.1 定位系统50-52
• 4.1.2 纵向控制执行52-53
• 4.2 基于东风猛士无人驾驶车辆平台的匝道入.避撞系统设计53-59
• 4.2.1 ZigBee模块实现V2V通信53-54
• 4.2.2 毫米波雷达及其数据处理54-58
• 4.2.3 匝道入.避撞算法与软件设计58-59
• 4.3 本章小结59-61
• 第5章 实车实验61-66
• 5.1 实验场景与过程61-62
• 5.2 实验结果与分析62-65
• 5.3 本章小结65-66
• 结论与展望66-68
• 参考文献68-72
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单72-73
• 致谢73

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