基于信息融合的车辆防碰撞控制算法研究

发布时间：2017-07-18 18:02

  本文关键词：基于信息融合的车辆防碰撞控制算法研究

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【摘要】：随着汽车时代的到来,人们的生活变得更加快捷与舒适,但车辆行驶过程中的安全问题也随之而来。如何利用车载传感器技术来避免车辆事故的发生,逐渐发展成国内外科研机构所研究的课题之一。将基于信息融合的车辆防碰撞控制算法运用于高速行驶的车辆,通过车载传感器探测前方路况信息并结合自身的行驶状态进行分析综合,做出有效的决策。首先,在车辆防碰撞系统中对传感器雷达的组成与基本原理做出了详细地分析,并选择基于FMCW雷达工作体制,产生发射信号和接收信号波形。其次,通过分析防碰撞预警雷达获取的数据信号,说明信号滤波的必要性。然后采用联合卡尔曼滤波算法有效地将异类雷达采集到信息进行数据融合处理,对防碰撞系统的精度进行合理的优化,以达到理想的融合效果。最后,研究了车辆防碰撞的控制算法,构建汽车的Simulink模型,分别对传统的PID控制和模糊控制进行仿真分析。通过Matlab/Simulink联合仿真可以看出:优化后的算法可以将两种传感器采集到的数据达到精确的融合,改善了汽车的主动安全状况,有效地预防交通事故的发生,同时提高了车辆在高速行驶过程中的稳定性和舒适度,在汽车防碰撞控制领域具有重要的研究意义。
【关键词】：信息融合 模糊控制 防碰撞 毫米波雷达 滤波
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.6;TP212
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 选题背景及研究意义10-11
• 1.1.1 研究背景10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 基于信息融合的车辆防碰撞系统的国内外研究现状11-12
• 1.2.1 国内研究现状11-12
• 1.2.2 国外研究现状12
• 1.3 汽车防碰撞雷达比较12-15
• 1.3.1 超声波雷达12-13
• 1.3.2 红外线雷达13
• 1.3.3 激光雷达测距13
• 1.3.4 CCD摄像图像系统13-14
• 1.3.5 毫米波雷达14
• 1.3.6 测距传感器的性能对比14-15
• 1.4 论文研究的主要内容15-16
• 2 基于多传感器的前方车辆检测16-28
• 2.1 引言16
• 2.2 脉冲激光测距16-18
• 2.2.1 激光测距原理16
• 2.2.2 激光测距系统组成16-18
• 2.3 毫米波雷达测距18-22
• 2.3.1 FMCW雷达结构18-19
• 2.3.2 毫米波雷达测量原理19-22
• 2.4 雷达目标定位分析22-23
• 2.4.1 雷达横向扫描范围确定22-23
• 2.4.2 雷达纵向扫描范围23
• 2.5 差频信号分析23-27
• 2.5.1 FMCW雷达波形23-25
• 2.5.2 噪声对差频信号的干扰25-27
• 2.6 本章小结27-28
• 3 基于多传感器的数据融合算法28-40
• 3.1 引言28
• 3.2 多传感器信息融合算法及优势28-33
• 3.2.1 多传感器信息融合原理28
• 3.2.2 多传感器的信息融合的优势28-29
• 3.2.3 多传感器的信息融合的常用算法29-33
• 3.3 多传感器信息融合模型33-39
• 3.3.1 多传感器信息融合的功能模型33-34
• 3.3.2 多传感器信息融合的结构模型34-39
• 3.4 本章小结39-40
• 4 信息融合技术的应用40-51
• 4.1 引言40
• 4.2 联合卡尔曼滤波算法40-43
• 4.2.1 联合卡尔曼算法原理40
• 4.2.2 联合卡尔曼算法结构40-42
• 4.2.3 最小二乘算法融合42-43
• 4.3 小波变换43-47
• 4.3.1 传统小波阈值函数43-44
• 4.3.2 改进小波阈值函数44-45
• 4.3.3 仿真分析45-47
• 4.4 FMCW雷达/激光异类传感器信息融合47-50
• 4.5 本章小结50-51
• 5 多传感器信息融合的控制算法51-71
• 5.1 引言51-52
• 5.2 PID控制52-59
• 5.2.1 PID控制特点53
• 5.2.2 PID 控制原理53-54
• 5.2.3 PID参数对系统的影响54-59
• 5.3 模糊控制59-62
• 5.3.1 模糊集合59-60
• 5.3.2 隶属函数与隶属度60-62
• 5.4 模糊控制器的设计62-67
• 5.4.1 输入、输出的模糊化运算62-65
• 5.4.2 模糊控制规则65-67
• 5.5 仿真分析67-70
• 5.6 本章小结70-71
• 6 结论71-72
• 参考文献72-74
• 致谢74

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本文编号：559003