适应地下停车场弯曲坡道工况的车辆自动驾驶技术研究

发布时间：2022-02-18 19:55

　　自动代客泊车技术的发展能为驾车者提供便捷高效的泊车服务、有效地减少停车场内事故发生率、降低能源消耗,弯曲坡道是常见的地下停车场出入口,极易发生车辆碰擦现象,因此,研究适应地下停车场弯曲坡道的自动驾驶技术具有重要意义。现有自动代客泊车技术中,环境感知系统需要较昂贵基础设施、避撞场景还未涉及弯曲坡道工况和路径跟踪控制律基于时间变量。本文研究适应地下停车场弯曲坡道工况的车辆自动驾驶技术,使智能汽车在自动代客泊车过程中能够安全通过弯曲坡道,进入地下停车场。本文主要从环境感知系统、避撞控制策略、路径跟踪控制律三个方面开展研究,并通过仿真验证所设计的避撞控制策略和路径跟踪控制律的有效性,实车试验验证所设计的路径跟踪控制律的有效性。首先,搭建了基于超声波雷达的环境感知系统。研究了超声波雷达物理特性,通过对雷达回波分析,筛选出有用的物体回波;利用相邻雷达确定物体位置,划分预警区域及设计预警等级,使设计的环境感知区域能完整包络车头和车尾。运用CANoe、PVC管、格子布等工具,进行了环境感知系统探测范围和预警等级的试验,结果表明:所设计的环境感知系统探测范围足够、预警等级设计合理,且预警信息明确。其次,... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 自动代客泊车技术发展情况
        1.2.2 避撞系统环境感知技术研究现状
        1.2.3 路径跟踪控制技术研究现状
    1.3 地下停车场弯曲坡道自动驾驶的关键问题分析
    1.4 本课题的研究内容和意义
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究意义
第二章 基于超声波雷达的环境感知系统设计
    2.1 超声波基本特性
        2.1.1 超声波物理特性
        2.1.2 超声波测距原理
    2.2 环境感知系统搭建
        2.2.1 超声波雷达选取
        2.2.2 超声波雷达性能分析
        2.2.3 超声波雷达安装及线束布置
        2.2.4 超声波雷达回波分析
        2.2.5 障碍物定位策略
        2.2.6 预警分区及预警等级设计
    2.3 环境感知系统测量试验
    2.4 本章小结
第三章 地下停车场弯曲坡道的车辆避撞控制研究
    3.1 弯曲坡道避撞控制简述
        3.1.1 避撞方法简述
        3.1.2 弯曲坡道碰撞场景及安全距离分析
    3.2 模糊控制算法
        3.2.1 模糊理论简介
        3.2.2 隶属度函数
        3.2.3 模糊规则
    3.3 基于模糊算法的智能汽车弯曲坡道避撞控制
        3.3.1 模糊避撞控制器设计
        3.3.2 输入输出参数模糊化
        3.3.3 模糊规则建立
        3.3.4 输出参数解模糊化
    3.4 仿真试验
    3.5 本章小结
第四章 基于非时间参考的弯曲坡道路径跟踪控制研究
    4.1 弯曲坡道路径跟踪分析
    4.2 车辆运动学模型
    4.3 基于非时间参考的弯曲坡道路径跟踪控制
        4.3.1 非时间参考路径跟踪数学描述
        4.3.2 非时间参考路径跟踪控制器设计
        4.3.3 非时间参考控制器奇异点分析
    4.4 路径跟踪控制仿真及自动驾驶系统仿真
        4.4.1 联合仿真模型搭建
        4.4.2 路径跟踪仿真结果分析
        4.4.3 自动驾驶系统仿真结果分析
    4.5 本章小结
第五章 地下停车场弯曲坡道路径跟踪试验
    5.1 试验内容
    5.2 试验车底层电气性能测试
    5.3 目标路径获取
        5.3.1 惯性导航测量系统工作原理
        5.3.2 试验设备安装及数据采集
    5.4 路径跟踪控制性能试验
        5.4.1 路径跟踪试验准备
        5.4.2 路径跟踪试验
    5.5 本章小结
第六章 总结和展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间参加的科研项目及学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于信息融合的自动泊车系统车位智能识别[J]. 江浩斌,沈峥楠,马世典,陈龙.  机械工程学报. 2017(22)
[2]自动泊车系统发展现状及前景分析[J]. 左培文,孟庆阔,李育贤.  上海汽车. 2017(02)
[3]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)
[4]基于运动学约束的移动车辆捷联惯导定位方法及实验研究[J]. 司卓印,李威,杨海,张金尧.  组合机床与自动化加工技术. 2016(06)
[5]自动泊车技术发展空间大[J]. 朱敏慧.  汽车与配件. 2015(28)
[6]基于机器视觉和姿态检测的循迹智能车[J]. 王天河,侯建军.  兵工自动化. 2012(08)
[7]基于模糊控制的汽车避撞系统建模与研究[J]. 王熔熔,李朋.  公路与汽运. 2012(02)
[8]汽车主动避撞系统的安全距离模型和目标检测算法[J]. 裴晓飞,刘昭度,马国成,叶阳.  汽车安全与节能学报. 2012(01)
[9]CAD技术在地下室环形坡道测量放线中的应用[J]. 赵聚现,王保平,张文朋.  科技创新导报. 2009(06)
[10]汽车主动避撞系统的发展现状及趋势[J]. 宋晓琳,冯广刚,杨济匡.  汽车工程. 2008(04)

博士论文
[1]视觉导航智能车辆的路径识别和跟踪控制[D]. 李进.合肥工业大学 2008

硕士论文
[1]毫米波雷达多目标检测与参数估计算法研究[D]. 严鑫.东南大学 2017
[2]自主行驶车辆的避障控制算法研究[D]. 宁江坤.西安工业大学 2016
[3]汽车自动泊车系统关键技术研究[D]. 王龙.重庆交通大学 2016
[4]基于惯性元件的车辆轨迹测量系统设计[D]. 周福宁.沈阳工业大学 2016
[5]基于ARM的捷联惯性导航测量系统设计[D]. 李倩.南京信息工程大学 2015
[6]无信号灯十字交叉口协作车辆控制研究[D]. 李勇.北京理工大学 2015
[7]城市工况汽车低速避撞控制策略研究[D]. 陈冬雪.吉林大学 2014
[8]基于多超声波测距与模糊控制避障系统的设计与实现[D]. 邹波.西南交通大学 2013
[9]基于模糊控制的机器人避障研究[D]. 孟廷豪.中北大学 2013
[10]面向车路协同的车载信息系统设计与实现[D]. 库峰.武汉理工大学 2013



本文编号：3631453