基于熟练驾驶员转向操纵特征的智能汽车弯道仿人驾驶转角模型研究

发布时间：2023-04-23 05:40

　　近几年自动驾驶汽车逐渐成为汽车工程领域的研究热点,国际SAE学会将自动驾驶汽车的智能化程度划分为六个等级,从完全人类驾驶(L0级)到完全自动驾驶(L5级)。随着自动驾驶汽车智能化等级的逐步上升,必然存在不同智能化等级的汽车共享道路的交通场景。为了让不同智能化等级的汽车和谐安全地共享道路,让智能驾驶汽车理解人类驾驶员的驾驶行为并且拥有人类驾驶员的优良驾驶习惯,是交通运输系统领域迫切需要研究并解决的新课题。本文通过研究人类驾驶员在常见的双车道弯道处的转向操纵特性,提出智能汽车弯道仿人驾驶转角模型,并进行仿真分析和台架试验验证,为研究自动驾驶车辆的仿人转向控制奠定基础。首先,采集了多名熟练驾驶员在四条不同曲率半径的双车道弯道上的行驶轨迹、车速以及方向盘转角数据。为了得到熟练驾驶员在弯道处不同位置的转向操纵特征,对时序数据进行处理并获得了关于位置距离变化的数据。通过分析关于位置距离变化的行驶轨迹、车速以及方向盘转角数据,得到了熟练驾驶员在弯道处的定性驾驶特征。其次,为了得到熟练驾驶员在双车道弯道处转向操纵的定量特征模型,将实际弯道进行理想化处理。在理想弯道中,采用曲率半径和弧度来表征不同的双车...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 仿人自动驾驶的研究现状
    1.3 双车道弯道驾驶特征研究现状
    1.4 智能驾驶汽车弯道转角预测研究现状
    1.5 主要研究内容
    1.6 研究思路
第二章 熟练驾驶员弯道驾驶数据采集和分析
    2.1 实车试验采集熟练驾驶员驾驶数据
        2.1.1 试验人员
        2.1.2 试验车辆与数据采集设备
        2.1.3 试验道路
        2.1.4 试验过程
    2.2 熟练驾驶员行驶轨迹、车速与转向特征结果分析
        2.2.1 时序数据处理
        2.2.2 同一弯道下熟练驾驶员的行驶轨迹分析
        2.2.3 不同弯道下熟练驾驶员驾驶行驶车速分析
        2.2.4 不同弯道下熟练驾驶员方向盘转角分析
    2.3 本章小结
第三章 基于熟练驾驶员转向特征的弯道转角模型
    3.1 理想弯道
    3.2 弯道特征距离回归模型
        3.2.1 弯道特征距离
        3.2.2 多元回归模型
    3.3 基于弯道特征距离的弯道“梯形”转角模型
        3.3.1 弯道“梯形”转角模型
        3.3.2 弯道“梯形”转角模型的验证
    3.4 本章小结
第四章 双车道弯道仿人轨迹规划与跟踪
    4.1 双车道弯道仿人轨迹规划
        4.1.1 车辆运动学模型
        4.1.2 基于仿人“梯形”转角模型的智能汽车行驶轨迹规划
    4.2 基于模型预测控制的双车道弯道仿人轨迹跟踪
        4.2.1 模型预测控制原理
        4.2.2 基于MPC的轨迹跟踪控制流程
        4.2.3 预测模型设计
        4.2.4 目标函数与约束条件设计
    4.3 仿真实验与分析
        4.3.1 仿真环境
        4.3.2 仿真结果分析
    4.4 本章小结
第五章 弯道仿人转角模型转向台架验证
    5.1 台架试验工作原理
    5.2 试验设备
        5.2.1 智能汽车转向控制台架
        5.2.2 数据通讯设备
        5.2.3 转向控制器
    5.3 试验结果
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 进一步研究的工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间参加的科研项目及学术成果
附录A



本文编号：3799204