基于改进RRT算法的无人驾驶车辆路径规划方法研究
发布时间：2022-01-19 00:00
无人驾驶车辆不仅可以降低交通事故的发生率,还可以提高汽车出行的效率,因此受到科研机构、汽车公司和互联网公司等的广泛关注。作为无人驾驶车辆核心技术之一的路径规划,一直都是无人驾驶技术领域研究的难点和热点。无人驾驶车辆的路径规划需要考虑两个方面问题。一方面,无人驾驶车辆需要实时地规划出满足车辆运动学约束的可行性路径,以应对快速变化的交通环境。另一方面,无人驾驶车辆路径规划算法应具有场景通用性,以能够在不同交通场景中成功地进行路径规划。然而,现有的解决方案在解决上述问题方面仍存在许多缺点,为此本文进行了改进研究,具体研究内容如下:（1）采用随机扩展树（RRT,Rapidly Random-exploring Trees）算法进行无人驾驶车辆路径规划,需要对基本RRT算法进行改进优化。基本RRT算法通过对环境空间随机采样规划路径,避免了对环境空间建模,规划效率高,但是正因为随机的采样方式导致采样扩展盲目和生成路径非最优等问题。首先采用人工势场法生成引导改进RRT算法扩展的扩展域,以减少改进RRT算法采样扩展的盲目性,然后运用偏向目标的采样扩展策略、从起始节点和目标节点同时扩展的双向扩展策略、每...
【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】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三届DARPA无人车挑战大赛冠军
第 1 章 绪论自 21 世纪以来，互联网公司和汽车制造商也注意到无人驾驶汽车市场。从2009 年开始，Google 对无人驾驶汽车进行大量研究和道路驾驶测试[11]。Google研发的无人驾驶汽车配备了一系列传感器设备，如摄像头、雷达和惯性导航等，它可以完成定位导航、交通信号和标志识别以及汽车、行人等动静态障碍物检测等，使无人车自主地行驶至目的地[12]，如图 1.2（a）所示。美国电动汽车厂商特斯拉，也在无人驾驶技术研究方面有着长足发展，如图 1.2（b）所示。2015 年 10 月，特斯拉推出了一款名为 Autopilot 的半自动驾驶系统，这是第一款商用的自动驾驶技术[13]。2016 年，优步无人驾驶汽车在优步先进技术中心正式上路测试，如图 1.2（c）所示。
如图1.3(c)所示，此系列无人车车速快，避障等实时能力强。2011 年，中国第一汽车集团与国防科学技术大学联合开发的红旗 HQ3 无人驾驶汽车完成了 286km 的高速全程无人驾驶实验[20]。2015 年，百度无人车在北京进行全程自动驾驶测试，如图 1.3（d）所示，他实现了复杂的行驶动作，如减速、换道、超车、上下匝道和掉头等，完成了进入高速到驶出高速的不同道路场景切换，最高时速达到 100km/h[21]。（a）红旗 CA7460 （b）清华大学 THMR-V（c）军事交通学院“猛师” （d）百度无人车图 1.3 国内无人驾驶汽车
【参考文献】：
期刊论文
[1]平滑ARA*算法在智能车辆路径规划的应用[J]. 赵鑫,胡广地. 机械科学与技术. 2017(08)
[2]改进RRT在汽车避障局部路径规划中的应用[J]. 宋晓琳,周南,黄正瑜,曹昊天. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(04)
[3]自动驾驶技术大战硝烟弥漫 究竟谁能笑到最后?[J]. 信息与电脑(理论版). 2017(04)
[4]无人驾驶汽车发展面临的挑战与建议[J]. 王钦普,赵佳,赵浩. 客车技术与研究. 2016(06)
[5]智能汽车,驶入生活的黑科技[J]. 秦改梅. 科学之友(上半月). 2016(12)
[6]基于贝塞尔曲线的机器人非时间轨迹跟踪方法[J]. 余伶俐,龙子威,周开军. 仪器仪表学报. 2016(07)
[7]基于四阶贝塞尔曲线的无人车可行轨迹规划[J]. 陈成,何玉庆,卜春光,韩建达. 自动化学报. 2015(03)
[8]基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划[J]. 潘杰,王雪松,程玉虎. 中国矿业大学学报. 2012(01)
[9]浅谈智能汽车及其相关问题[J]. 何树林. 汽车工业研究. 2010(09)
[10]无人驾驶汽车的发展现状及方向[J]. 乔维高,徐学进. 上海汽车. 2007(07)
博士论文
[1]无人驾驶汽车环境信息提取及运动决策方法研究[D]. 武历颖.长安大学 2016
[2]基于人类驾驶行为的无人驾驶车辆行为决策与运动规划方法研究[D]. 杜明博.中国科学技术大学 2016
[3]ITS智能车辆关键技术研究[D]. 李贻斌.天津大学 2008
硕士论文
[1]基于引导域的参数化RRT无人驾驶车辆运动规划算法研究[D]. 冯来春.中国科学技术大学 2017
[2]基于联合仿真的智能车辆路径跟踪控制研究[D]. 李兵.大连理工大学 2014
本文编号：3595839
【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】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三届DARPA无人车挑战大赛冠军
第 1 章 绪论自 21 世纪以来，互联网公司和汽车制造商也注意到无人驾驶汽车市场。从2009 年开始，Google 对无人驾驶汽车进行大量研究和道路驾驶测试[11]。Google研发的无人驾驶汽车配备了一系列传感器设备，如摄像头、雷达和惯性导航等，它可以完成定位导航、交通信号和标志识别以及汽车、行人等动静态障碍物检测等，使无人车自主地行驶至目的地[12]，如图 1.2（a）所示。美国电动汽车厂商特斯拉，也在无人驾驶技术研究方面有着长足发展，如图 1.2（b）所示。2015 年 10 月，特斯拉推出了一款名为 Autopilot 的半自动驾驶系统，这是第一款商用的自动驾驶技术[13]。2016 年，优步无人驾驶汽车在优步先进技术中心正式上路测试，如图 1.2（c）所示。
如图1.3(c)所示，此系列无人车车速快，避障等实时能力强。2011 年，中国第一汽车集团与国防科学技术大学联合开发的红旗 HQ3 无人驾驶汽车完成了 286km 的高速全程无人驾驶实验[20]。2015 年，百度无人车在北京进行全程自动驾驶测试，如图 1.3（d）所示，他实现了复杂的行驶动作，如减速、换道、超车、上下匝道和掉头等，完成了进入高速到驶出高速的不同道路场景切换，最高时速达到 100km/h[21]。（a）红旗 CA7460 （b）清华大学 THMR-V（c）军事交通学院“猛师” （d）百度无人车图 1.3 国内无人驾驶汽车
【参考文献】：
期刊论文
[1]平滑ARA*算法在智能车辆路径规划的应用[J]. 赵鑫,胡广地. 机械科学与技术. 2017(08)
[2]改进RRT在汽车避障局部路径规划中的应用[J]. 宋晓琳,周南,黄正瑜,曹昊天. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(04)
[3]自动驾驶技术大战硝烟弥漫 究竟谁能笑到最后?[J]. 信息与电脑(理论版). 2017(04)
[4]无人驾驶汽车发展面临的挑战与建议[J]. 王钦普,赵佳,赵浩. 客车技术与研究. 2016(06)
[5]智能汽车,驶入生活的黑科技[J]. 秦改梅. 科学之友(上半月). 2016(12)
[6]基于贝塞尔曲线的机器人非时间轨迹跟踪方法[J]. 余伶俐,龙子威,周开军. 仪器仪表学报. 2016(07)
[7]基于四阶贝塞尔曲线的无人车可行轨迹规划[J]. 陈成,何玉庆,卜春光,韩建达. 自动化学报. 2015(03)
[8]基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划[J]. 潘杰,王雪松,程玉虎. 中国矿业大学学报. 2012(01)
[9]浅谈智能汽车及其相关问题[J]. 何树林. 汽车工业研究. 2010(09)
[10]无人驾驶汽车的发展现状及方向[J]. 乔维高,徐学进. 上海汽车. 2007(07)
博士论文
[1]无人驾驶汽车环境信息提取及运动决策方法研究[D]. 武历颖.长安大学 2016
[2]基于人类驾驶行为的无人驾驶车辆行为决策与运动规划方法研究[D]. 杜明博.中国科学技术大学 2016
[3]ITS智能车辆关键技术研究[D]. 李贻斌.天津大学 2008
硕士论文
[1]基于引导域的参数化RRT无人驾驶车辆运动规划算法研究[D]. 冯来春.中国科学技术大学 2017
[2]基于联合仿真的智能车辆路径跟踪控制研究[D]. 李兵.大连理工大学 2014
本文编号：3595839
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