考虑道路条件的自适应巡航控制算法研究
发布时间：2021-05-28 08:55
随着计算机、电子、通信和汽车电控等相关技术的飞速发展和进步,智能汽车和自动驾驶技术逐渐成为了汽车工业发展的新方向。作为汽车工业发展的重要环节之一,先进驾驶员辅助系统（Advanced Driver Assistance System,简称:ADAS）具有巨大的应用前景和研究价值。作为重要的ADAS系统之一,自适应巡航控制系统（Adaptive Cruise Control System,简称:ACC）旨在实现车辆的纵向控制,降低驾驶员在行驶过程中的劳动强度,提升车辆的安全性、舒适性和经济性。我国的道路交通环境复杂,其中,城市道路交通流量较大,行驶车速较低,且存在拥堵的风险。此外,受地理环境的限制,坡道和弯道等道路形态在我国公路网中占有较大的比重。然而,传统的ACC仅适用于高速公路等较为简单的工况,难以应对复杂的交通环境和道路工况。在城市道路环境中,复杂多变的交通环境造成了车辆频繁的起步与停止。在坡道条件下,道路的起伏引起车辆燃油消耗水平迅速上升,使其经济性明显降低。然而,传统的定速巡航控制策略不能有效地利用地形来降低车辆的燃油消耗水平。在弯道环境下,雷达目标短暂丢失会引起车辆产生不合理...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景与意义
1.2 车辆自适应巡航控制理论概述
1.2.1 环境感知模块
1.2.2 规划决策模块
1.2.3 执行控制模块
1.3 国内外研究现状及分析
1.3.1 城市道路条件下的自适应巡航控制策略
1.3.2 坡道条件下的经济性巡航控制策略
1.3.3 弯道条件下的自适应巡航控制策略
1.4 本文主要研究内容
第2章 具有多工况适应性的自适应巡航控制系统构建
2.1 系统的功能需求及研究目标
2.2 具有多工况适应性的自适应巡航控制系统架构
2.2.1 规划决策层设计
2.2.2 执行器控制层设计
2.3 本章小结
第3章 坡道条件下的经济性巡航控制策略研究
3.1 基于高精度地图的经济性驾驶控制策略
3.2 基于动态规划理论的经济车速规划方法
3.2.1 基于动态规划理论的经济车速规划
3.2.2 发动机燃油消耗模型
3.3 经济车速规划问题的构建
3.3.1 系统的状态转换方程
3.3.2 系统的约束及扰动
3.3.3 系统的优化目标
3.4 动态规划算法的求解
3.4.1 代价矩阵的建立
3.4.2 基于狄克斯特拉算法的路径寻优
3.4.3 抽象网络模型的建立及最优车速的获取
3.5 本章小结
第4章 弯道条件下的自适应巡航控制策略优化
4.1 基于精准定位的ACC弯道控制策略优化
4.1.1 基于车辆相对运动关系的弯道子工况划分
4.1.2 弯道距离补偿算法
4.1.3 弯道条件下雷达探测的失效补偿机制
4.2 基于最小二乘法原理的弯道半径预测
4.2.1 目标车辆的坐标转换
4.2.2 待拟合数据的更新规则
4.2.3 基于最小二乘法原理的车辆轨迹拟合
4.3 基于主车主动转向运动状态辨识的弯道半径估计
4.3.1 主车主动转向运动状态辨识
4.3.2 基于方向盘转角的弯道半径估计
4.4 基于弯道半径预测的侧向安全控制策略
4.5 本章小结
第5章 试验验证与结果分析
5.1 基于dSPACE/ASM?平台的虚拟仿真测试
5.1.1 工况选择策略及典型直道工况的离线仿真验证
5.1.2 坡道条件下的经济性巡航控制策略仿真验证
5.1.3 弯道半径预测算法及侧向安全控制策略仿真验证
5.2 基于智能车试验平台的测试与分析
5.2.1 智能车试验平台介绍
5.2.2 直道及坡道条件下典型ACC工况测试
5.2.3 弯道条件下典型ACC工况测试
5.3 本章小结
第6章 全文总结与展望
6.1 本文研究内容总结
6.2 未来工作展望
参考文献
作者简介及在读期间所取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ACC系统的目标车辆换道与出入弯道状态辨识算法[J]. 王畅,山岩,赵佳,郭应时,朱永振. 汽车工程. 2017(08)
[2]大数据方法对于缓解城市交通拥堵的作用的理论分析[J]. 赵鹏军,李铠. 现代城市研究. 2014(10)
[3]基于道路坡度实时信息的经济车速优化方法[J]. 王建强,俞倩雯,李升波,段宁,李克强. 汽车安全与节能学报. 2014(03)
[4]信息融合理论的基本方法与进展（Ⅱ）[J]. 潘泉,王增福,梁彦,杨峰,刘准钆. 控制理论与应用. 2012(10)
[5]基于风险状态预估的弯道防侧滑超速预警系统[J]. 张德兆,王建强,李升波,李克强. 公路交通科技. 2009(S1)
[6]车辆弯道变速行驶时的纵横向耦合控制研究[J]. 李以农,卢少波,郑玲,杨柳. 系统仿真学报. 2007(23)
[7]起-停车辆巡航技术的发展及关键技术[J]. 施绍有,高峰,王江锋. 汽车工程. 2006(09)
[8]用于自适应巡航控制的汽车纵向动力学模型的建立[J]. 詹军. 吉林大学学报(工学版). 2006(02)
[9]基于ACC的制动系统模型研究[J]. 詹军. 中国机械工程. 2005(05)
[10]基于最优预瞄加速度决策的汽车自适应巡航控制系统[J]. 管欣,王景武,高振海. 吉林大学学报(工学版). 2004(02)
博士论文
[1]多系统耦合电动汽车能量动态转换机理与集成控制研究[D]. 赵阳.吉林大学 2017
[2]基于约束优化的汽车集成控制研究[D]. 王御.吉林大学 2016
[3]基于弯道行驶的车辆自适应巡航控制[D]. 张德兆.清华大学 2011
硕士论文
[1]考虑驾驶员驾驶习性的汽车纵向智能辅助驾驶系统研究[D]. 苏琛.吉林大学 2018
[2]轮毂电机驱动电动汽车自适应巡航控制算法的研究[D]. 成旺龙.吉林大学 2016
[3]自动变速汽车坡道行驶的燃油经济性研究[D]. 周敏.北京理工大学 2016
[4]道路坡度及车辆质量自适应的自主驾驶车辆纵向速度控制研究[D]. 刘柏楠.吉林大学 2015
[5]基于轨迹分析的自适应巡航系统目标识别方法研究[D]. 耿石峰.吉林大学 2015
[6]基于车联网的汽车行驶经济车速控制方法[D]. 俞倩雯.清华大学 2014
本文编号：3207956
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景与意义
1.2 车辆自适应巡航控制理论概述
1.2.1 环境感知模块
1.2.2 规划决策模块
1.2.3 执行控制模块
1.3 国内外研究现状及分析
1.3.1 城市道路条件下的自适应巡航控制策略
1.3.2 坡道条件下的经济性巡航控制策略
1.3.3 弯道条件下的自适应巡航控制策略
1.4 本文主要研究内容
第2章 具有多工况适应性的自适应巡航控制系统构建
2.1 系统的功能需求及研究目标
2.2 具有多工况适应性的自适应巡航控制系统架构
2.2.1 规划决策层设计
2.2.2 执行器控制层设计
2.3 本章小结
第3章 坡道条件下的经济性巡航控制策略研究
3.1 基于高精度地图的经济性驾驶控制策略
3.2 基于动态规划理论的经济车速规划方法
3.2.1 基于动态规划理论的经济车速规划
3.2.2 发动机燃油消耗模型
3.3 经济车速规划问题的构建
3.3.1 系统的状态转换方程
3.3.2 系统的约束及扰动
3.3.3 系统的优化目标
3.4 动态规划算法的求解
3.4.1 代价矩阵的建立
3.4.2 基于狄克斯特拉算法的路径寻优
3.4.3 抽象网络模型的建立及最优车速的获取
3.5 本章小结
第4章 弯道条件下的自适应巡航控制策略优化
4.1 基于精准定位的ACC弯道控制策略优化
4.1.1 基于车辆相对运动关系的弯道子工况划分
4.1.2 弯道距离补偿算法
4.1.3 弯道条件下雷达探测的失效补偿机制
4.2 基于最小二乘法原理的弯道半径预测
4.2.1 目标车辆的坐标转换
4.2.2 待拟合数据的更新规则
4.2.3 基于最小二乘法原理的车辆轨迹拟合
4.3 基于主车主动转向运动状态辨识的弯道半径估计
4.3.1 主车主动转向运动状态辨识
4.3.2 基于方向盘转角的弯道半径估计
4.4 基于弯道半径预测的侧向安全控制策略
4.5 本章小结
第5章 试验验证与结果分析
5.1 基于dSPACE/ASM?平台的虚拟仿真测试
5.1.1 工况选择策略及典型直道工况的离线仿真验证
5.1.2 坡道条件下的经济性巡航控制策略仿真验证
5.1.3 弯道半径预测算法及侧向安全控制策略仿真验证
5.2 基于智能车试验平台的测试与分析
5.2.1 智能车试验平台介绍
5.2.2 直道及坡道条件下典型ACC工况测试
5.2.3 弯道条件下典型ACC工况测试
5.3 本章小结
第6章 全文总结与展望
6.1 本文研究内容总结
6.2 未来工作展望
参考文献
作者简介及在读期间所取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ACC系统的目标车辆换道与出入弯道状态辨识算法[J]. 王畅,山岩,赵佳,郭应时,朱永振. 汽车工程. 2017(08)
[2]大数据方法对于缓解城市交通拥堵的作用的理论分析[J]. 赵鹏军,李铠. 现代城市研究. 2014(10)
[3]基于道路坡度实时信息的经济车速优化方法[J]. 王建强,俞倩雯,李升波,段宁,李克强. 汽车安全与节能学报. 2014(03)
[4]信息融合理论的基本方法与进展（Ⅱ）[J]. 潘泉,王增福,梁彦,杨峰,刘准钆. 控制理论与应用. 2012(10)
[5]基于风险状态预估的弯道防侧滑超速预警系统[J]. 张德兆,王建强,李升波,李克强. 公路交通科技. 2009(S1)
[6]车辆弯道变速行驶时的纵横向耦合控制研究[J]. 李以农,卢少波,郑玲,杨柳. 系统仿真学报. 2007(23)
[7]起-停车辆巡航技术的发展及关键技术[J]. 施绍有,高峰,王江锋. 汽车工程. 2006(09)
[8]用于自适应巡航控制的汽车纵向动力学模型的建立[J]. 詹军. 吉林大学学报(工学版). 2006(02)
[9]基于ACC的制动系统模型研究[J]. 詹军. 中国机械工程. 2005(05)
[10]基于最优预瞄加速度决策的汽车自适应巡航控制系统[J]. 管欣,王景武,高振海. 吉林大学学报(工学版). 2004(02)
博士论文
[1]多系统耦合电动汽车能量动态转换机理与集成控制研究[D]. 赵阳.吉林大学 2017
[2]基于约束优化的汽车集成控制研究[D]. 王御.吉林大学 2016
[3]基于弯道行驶的车辆自适应巡航控制[D]. 张德兆.清华大学 2011
硕士论文
[1]考虑驾驶员驾驶习性的汽车纵向智能辅助驾驶系统研究[D]. 苏琛.吉林大学 2018
[2]轮毂电机驱动电动汽车自适应巡航控制算法的研究[D]. 成旺龙.吉林大学 2016
[3]自动变速汽车坡道行驶的燃油经济性研究[D]. 周敏.北京理工大学 2016
[4]道路坡度及车辆质量自适应的自主驾驶车辆纵向速度控制研究[D]. 刘柏楠.吉林大学 2015
[5]基于轨迹分析的自适应巡航系统目标识别方法研究[D]. 耿石峰.吉林大学 2015
[6]基于车联网的汽车行驶经济车速控制方法[D]. 俞倩雯.清华大学 2014
本文编号：3207956
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