自动驾驶车辆自主换道系统的研究

发布时间：2021-07-03 02:07

　　智能汽车在提升驾驶安全性、道路通行效率等方面具有巨大的潜力,因此,受到了民众广泛的关注。车道变换作为驾驶行为中最为基本的行为之一,对道路通行效率、行车安全等都有着重要的影响。本文基于高速公路场景,对自动驾驶车辆的自主换道系统进行分析,将从车辆动力学建模与运动控制、换道决策机制、换道运动规划、轨迹跟随控制,四个方面来对该课题进行详细阐述。在车辆动力学建模与运动控制方面,首先,建立目标车辆的14自由度车辆动力学模型;然后,设计了分层结构的运动控制算法框架,即上层为运动控制算法,下层为转矩协调分配;最后,设计仿真实验进行验证运动控制的效果,从实验数据分析可以得到,所设计的分层结构运动控制算法具有良好地控制效果。在换道决策方面,首先,根据对换道行为特性分析,确定本文所研究的换道行为是选择性换道行为,即为摆脱前方低速车辆,以获得更宽阔的驾驶空间和较高的车速而进行车道变更的操作;然后,引入间距期望、速度期望,作为换道决策的参考因素;最后,设计了满足换道意图和换道可行性条件的换道决策机制。在获得了换道决策之后,也就获得了目标车道的信息。在换道运动规划方面,首先,介绍了Frenet坐标系的基本理论;然... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

魔术公式轮胎模型输入与输出关系

图 2.2 车轮受力分析，在轮胎坐标系下，车轮沿着 tZ轴的运动微wi ( l , r ) wi ( l , r ) zwi ( l , r ) zsi ( l , r)m z F F的过程中，因弹性迟滞现象产生一个阻碍车轮车轮绕车轮中心轴线的回转运动表达为式（2fi ( l , r ) zwi ( l , r ) zwi ( l , r ) r w ( l , r)T F s F f R系中，可得到车轮的力矩平衡方程：wi ( l , r ) wi ( l , r ) wi ( l , r ) fi ( l , r ) xwi ( l , r ) w ( l , r)I T T F R需求，所选取的电机的查表模型为：( , ) max ( , ) ( , )( )mi l r i l r i l rT T n a板深度系数，max ( , )( )i l rT n为对应的电机转速-最

图 2.4 电机三维查表模型的运动控制了 14 自由度车辆动力学模型，本节将介绍车辆模重点不是研究车辆的运动控制，因此本节将只介绍动驾驶车辆之间的关系。型运动控制的分层结构设计的轮毂电机车辆模型的运动控制主要包括：车辆调分配。从图 2.5 中可以看出，上层车辆运动控转角 为输入，根据车辆的状态反馈，计算车辆稳定性控制变量zcM 和ycF；下层转矩协调分配模所求解的控制变量和约束条件为输入，首先通过最后求解执行器转矩lT ，并作用于四轮独立驱动车车辆的运动控制。


本文编号：3261644