智能驾驶轨迹跟踪控制算法研究
发布时间：2021-06-30 18:32
近年来,智能驾驶汽车作为传统技术性领域与人工智能融合技术的交叉研究领域,受到世界范围内许多企业及学者的热切关注。随着5G技术的日益成熟,智能驾驶在日常生活中的渗透度也逐渐提高。轨迹跟踪控制作为实现智能驾驶关键一环,对无人驾驶的顺利实现起到了决定性作用。在轨迹跟踪问题研究领域,基于几何原理的跟踪算法借助了行驶过程中车辆与道路的相对位置关系,根据参考路径信息及当前行驶状态控制车辆前轮转角,使车辆向下一参考点运动,实现轨迹跟踪控制。该种方法由于原理清晰易懂,适用于大多数车辆模型,所以在轨迹跟踪控制领域中有广泛应用。本文以该模型为轨迹跟踪控制算法研究背景,以高精度,高效跟踪参考轨迹为目标,进行相关控制算法设计。基于几何原理的轨迹跟踪控制系统以车辆当前行驶速度及预瞄距离作为控制输入,以车辆与参考路径的侧向位移误差作为系统输出。侧向位移误差大小是衡量跟踪效果的重要标准。当前点与下一参考点间的预瞄距离是该算法的重要参数之一,预瞄距离设置合理与否,将对跟踪效果产生直接影响。本文首先根据车辆自身车载传感器获得车辆速度及横摆角速度变化率等车辆状态,同时利用V2R道路关系获得车辆与期望轨迹的误差,判断当前轨...
【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】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
预瞄距离对轨迹跟踪效果的影响
第3章轨迹跟踪系统频率特性29导致轨迹跟踪精度不高的情况。本节将通过分析侧向加速度传递函数特性进行系统校正，减少侧向加速度ay滞后性，提高跟踪精度，减小跟踪误差。代入车辆动力学参数，横摆角速度传递函数Gr(s)为：221(1)21rrrrrTsGsss(3.37)为了更加直观地观察横摆角速度频率特性，借助MATLAB软件绘制系统波德图。首先调用LTI工具箱，绘制传递函数波德图；接下来使用margin()函数，根据波德图频率特性曲线，计算系统的相角裕度，幅值裕度以及所对应的频率大校margin函数的使用格式为margin(sys),此处将sys设置为横摆角速度传递函数Gr(s)。运行结果如图3.3所示：图3.3横摆角速度对数幅频曲线由程序运行结果可知，横摆角速度系统幅值裕度为7.32dB，相角裕度大于30°截止频率ωc为4.67rad/s。与绘制横摆角速度幅频特性曲线类似，调用margin()函数，绘制侧向加速度ay的幅频特性曲线。图3.4未校正时侧向加速度对数幅频曲线
第3章轨迹跟踪系统频率特性29导致轨迹跟踪精度不高的情况。本节将通过分析侧向加速度传递函数特性进行系统校正，减少侧向加速度ay滞后性，提高跟踪精度，减小跟踪误差。代入车辆动力学参数，横摆角速度传递函数Gr(s)为：221(1)21rrrrrTsGsss(3.37)为了更加直观地观察横摆角速度频率特性，借助MATLAB软件绘制系统波德图。首先调用LTI工具箱，绘制传递函数波德图；接下来使用margin()函数，根据波德图频率特性曲线，计算系统的相角裕度，幅值裕度以及所对应的频率大校margin函数的使用格式为margin(sys),此处将sys设置为横摆角速度传递函数Gr(s)。运行结果如图3.3所示：图3.3横摆角速度对数幅频曲线由程序运行结果可知，横摆角速度系统幅值裕度为7.32dB，相角裕度大于30°截止频率ωc为4.67rad/s。与绘制横摆角速度幅频特性曲线类似，调用margin()函数，绘制侧向加速度ay的幅频特性曲线。图3.4未校正时侧向加速度对数幅频曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于事件触发的无人驾驶汽车路径跟随预测控制[J]. 张皓,张洪铭,王祝萍. 控制与决策. 2019(11)
[2]视觉预瞄式智能车辆纵横向协同控制研究[J]. 汪若尘,魏振东,叶青,蔡英凤,陈龙. 汽车工程. 2019(07)
[3]基于转角补偿的智能车辆循迹控制系统[J]. 杨阳阳,何志刚,汪若尘,陈龙. 仪表技术与传感器. 2019(05)
[4]基于MPC的智能车轨迹跟踪算法[J]. 梁政焘,赵克刚,裴锋,郭泉成. 机械与电子. 2019(01)
[5]无人驾驶技术发展对策研究[J]. 杨艳明,高增桂,张子龙,沈悦,王林军. 中国工程科学. 2018(06)
[6]智能驾驶进化史:梦想照进现实[J]. 吴甘沙,张玉新. 人工智能. 2018(06)
[7]自动驾驶汽车横向模糊控制器设计[J]. 邵毅明,陈亚伟. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(07)
[8]基于自适应高斯云变换的模糊控制器隶属度函数选取[J]. 王勇,李聪,黄汉桥,周欢. 西北工业大学学报. 2018(03)
[9]百度谷歌无人驾驶汽车发展综述[J]. 何佳,戎辉,王文扬,田晓笛,高嵩,郭蓬. 汽车电器. 2017(12)
[10]无人驾驶关键技术和典型场景应用分析[J]. 王鹏. 城市轨道交通研究. 2017(10)
硕士论文
[1]我国无人驾驶汽车的地方实践与法律规制[D]. 李亚男.东北农业大学 2019
[2]自主驾驶汽车局部运动规划研究[D]. 熊晓勇.吉林大学 2019
[3]一汽集团无人驾驶汽车发展战略研究[D]. 李曜辰.吉林大学 2019
[4]自动驾驶动态避障局部路径规划及控制研究[D]. 杨雷.华中科技大学 2019
[5]考虑输入受约束的车辆稳定性控制研究[D]. 曲卓.吉林大学 2018
[6]基于单目视觉的无人驾驶汽车轨迹跟踪控制系统研究[D]. 吴俊丽.长安大学 2018
[7]模糊PID航向控制器自适应优化研究[D]. 杨成明.上海交通大学 2017
本文编号：3258263
【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】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
预瞄距离对轨迹跟踪效果的影响
第3章轨迹跟踪系统频率特性29导致轨迹跟踪精度不高的情况。本节将通过分析侧向加速度传递函数特性进行系统校正，减少侧向加速度ay滞后性，提高跟踪精度，减小跟踪误差。代入车辆动力学参数，横摆角速度传递函数Gr(s)为：221(1)21rrrrrTsGsss(3.37)为了更加直观地观察横摆角速度频率特性，借助MATLAB软件绘制系统波德图。首先调用LTI工具箱，绘制传递函数波德图；接下来使用margin()函数，根据波德图频率特性曲线，计算系统的相角裕度，幅值裕度以及所对应的频率大校margin函数的使用格式为margin(sys),此处将sys设置为横摆角速度传递函数Gr(s)。运行结果如图3.3所示：图3.3横摆角速度对数幅频曲线由程序运行结果可知，横摆角速度系统幅值裕度为7.32dB，相角裕度大于30°截止频率ωc为4.67rad/s。与绘制横摆角速度幅频特性曲线类似，调用margin()函数，绘制侧向加速度ay的幅频特性曲线。图3.4未校正时侧向加速度对数幅频曲线
第3章轨迹跟踪系统频率特性29导致轨迹跟踪精度不高的情况。本节将通过分析侧向加速度传递函数特性进行系统校正，减少侧向加速度ay滞后性，提高跟踪精度，减小跟踪误差。代入车辆动力学参数，横摆角速度传递函数Gr(s)为：221(1)21rrrrrTsGsss(3.37)为了更加直观地观察横摆角速度频率特性，借助MATLAB软件绘制系统波德图。首先调用LTI工具箱，绘制传递函数波德图；接下来使用margin()函数，根据波德图频率特性曲线，计算系统的相角裕度，幅值裕度以及所对应的频率大校margin函数的使用格式为margin(sys),此处将sys设置为横摆角速度传递函数Gr(s)。运行结果如图3.3所示：图3.3横摆角速度对数幅频曲线由程序运行结果可知，横摆角速度系统幅值裕度为7.32dB，相角裕度大于30°截止频率ωc为4.67rad/s。与绘制横摆角速度幅频特性曲线类似，调用margin()函数，绘制侧向加速度ay的幅频特性曲线。图3.4未校正时侧向加速度对数幅频曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于事件触发的无人驾驶汽车路径跟随预测控制[J]. 张皓,张洪铭,王祝萍. 控制与决策. 2019(11)
[2]视觉预瞄式智能车辆纵横向协同控制研究[J]. 汪若尘,魏振东,叶青,蔡英凤,陈龙. 汽车工程. 2019(07)
[3]基于转角补偿的智能车辆循迹控制系统[J]. 杨阳阳,何志刚,汪若尘,陈龙. 仪表技术与传感器. 2019(05)
[4]基于MPC的智能车轨迹跟踪算法[J]. 梁政焘,赵克刚,裴锋,郭泉成. 机械与电子. 2019(01)
[5]无人驾驶技术发展对策研究[J]. 杨艳明,高增桂,张子龙,沈悦,王林军. 中国工程科学. 2018(06)
[6]智能驾驶进化史:梦想照进现实[J]. 吴甘沙,张玉新. 人工智能. 2018(06)
[7]自动驾驶汽车横向模糊控制器设计[J]. 邵毅明,陈亚伟. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(07)
[8]基于自适应高斯云变换的模糊控制器隶属度函数选取[J]. 王勇,李聪,黄汉桥,周欢. 西北工业大学学报. 2018(03)
[9]百度谷歌无人驾驶汽车发展综述[J]. 何佳,戎辉,王文扬,田晓笛,高嵩,郭蓬. 汽车电器. 2017(12)
[10]无人驾驶关键技术和典型场景应用分析[J]. 王鹏. 城市轨道交通研究. 2017(10)
硕士论文
[1]我国无人驾驶汽车的地方实践与法律规制[D]. 李亚男.东北农业大学 2019
[2]自主驾驶汽车局部运动规划研究[D]. 熊晓勇.吉林大学 2019
[3]一汽集团无人驾驶汽车发展战略研究[D]. 李曜辰.吉林大学 2019
[4]自动驾驶动态避障局部路径规划及控制研究[D]. 杨雷.华中科技大学 2019
[5]考虑输入受约束的车辆稳定性控制研究[D]. 曲卓.吉林大学 2018
[6]基于单目视觉的无人驾驶汽车轨迹跟踪控制系统研究[D]. 吴俊丽.长安大学 2018
[7]模糊PID航向控制器自适应优化研究[D]. 杨成明.上海交通大学 2017
本文编号：3258263
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