基于前车历史轨迹点的路径规划与跟随控制方法研究

发布时间：2023-06-28 02:01

　　当今社会,智能车在解决交通拥堵、交通事故等问题时拥有极其重要的战略发展地位。车辆局部路径规划以及轨迹跟随控制作为实现车辆智能化过程中的重要组成部分,是车辆实现智能驾驶的必要环节,因此本文对上述问题进行了深入研究,主要完成了以下工作:(1)研究了一种基于前车历史轨迹点的局部路径规划方法,通过对EyeQ输出信号的解读,设计了 一种与其输出轨迹描述方式一致的轨迹生成方法,通过对前车历史轨迹点的记录与处理,得到能够供下层控制模块使用的轨迹输出,使车辆在行驶过程中因道线缺失导致功能退出的问题得到解决。(2)研究了 一种纵向自适应巡航控制的速度规划方法,使用线性模型预测控制的方法对纵向相对车距和车速进行求解,得到满足相应要求的最优期望加速度,并对所使用的算法进行了仿真分析,其有效性得到了验证。(3)研究了一种基于预瞄横向误差与预估航向角误差的前馈反馈横向控制器,结合车辆动力学与稳态车辆转向运动规律建立了基于预瞄横向误差的前馈控制器,使用了航向角预估方法搭建了基于预估航向角误差的反馈控制器,并使用了模糊控制的方法建立了基于车速与路径曲率的预瞄距离调节器。通过仿真验证,所建立的横向控制器可以很好地完成...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 自动驾驶汽车关键技术
    1.3 自动驾驶汽车轨迹跟随控制方法研究现状
    1.4 本文研究内容与研究方法
第2章 基于前车历史位置点的路径规划
    2.1 道路信息简介以及路径规划的目的
    2.2 基于自由边界三次样条插值的路径生成方法
        2.2.1 自由边界三次样条插值
        2.2.2 三次样条插值算法
    2.3 基于前车历史位置点的路径规划
        2.3.1 前车历史轨迹点记录堆栈
        2.3.2 基于前车历史轨迹点计算轨迹信息
    2.4 本章小结
第3章 车辆动力学模型
    3.1 自行车模型
        3.1.1 运动学自行车模型
        3.1.2 动力学自行车模型
    3.2 七自由度车辆动力学模型
    3.3 线性轮胎模型
    3.4 本章小结
第4章 车辆跟随前车的纵向速度控制
    4.1 跟随前车情景下的纵向速度规划方法
        4.1.1 基于线性MPC的自适应巡航速度规划方法
        4.1.2 仿真验证
    4.2 纵向速度跟随控制器
    4.3 本章小结
第5章 车辆横向路径跟随控制
    5.1 预瞄横向误差前馈和预估航向角偏差反馈的路径跟随控制
        5.1.1 预瞄横向误差与期望转角传递函数建立
        5.1.2 基于车速与路径曲率的预瞄距离调节器
        5.1.3 基于预估航向角误差的路径跟随反馈控制
        5.1.4 仿真验证
    5.2 基于MPC的路径跟随控制器
        5.2.1 模型预测控制理论简介
        5.2.2 模型预测控制器设计
        5.2.3 仿真验证
    5.3 本章小结
第6章 基于虚拟传感器的智能跟车算法验证
    6.1 仿真平台搭建
    6.2 仿真实验
    6.3 本章小结
结论与展望
参考文献
附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录)
致谢



本文编号：3835758