复杂野外环境无人车极限驾驶辅助规划系统设计与实现
发布时间：2023-02-21 08:52
为了适应日渐广泛的无人车应用需求,复杂野外环境下的无人车应用日渐增多,复杂野外环境具有道路边界不明显、环境影响因素众多等特点,传统结构化环境下的无人车辅助规划系统面临着新的挑战。复杂野外环境中的路径规划受到环境材质、地形、坡度等多种因素的影响,对环境中障碍判断不能绝对的区分为障碍区域和可行区域,无人车的极限驾驶能力影响着车辆在野外环境下的行驶状态,而往往无人车的决策人员需要更为精确和全面的辅助信息,帮助其做出路径选择。基于以上需求分析,本文以复杂野外环境下的无人车辅助规划问题作为研究对象,考虑无人车的极限工况约束,设计并实现了复杂野外环境下的极限驾驶辅助规划系统,通过对复杂野外环境建模分析环境对路径规划的影响,通过对环境空间中的路径方案搜索形成路径方案,并提供了一种综合的路径成本评估方法,以形成面向无人车决策人员在路径方案决策上的辅助能力。首先,本文的辅助规划系统完成了对复杂野外环境的抽象和建模,通过地图栅格化、坡度表示、障碍判断以及环境材质分类,实现复杂野外环境中对路径规划影响因素的分析,采用提取等高线的方法描述地形的起伏,同时考虑无人车的转角约束和坡度约束,形成在复杂野外环境下无人...
【文章页数】：97 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 国内外研究现状
1.3 论文概要与创新
1.4 论文结构安排
第二章 无人车极限驾驶辅助规划技术原理研究
2.1 辅助规划系统原理研究
2.2 无人车极限驾驶模型研究
2.2.1 无人车坐标系
2.2.2 无人车运动学模型
2.2.3 无人车油耗模型
2.3 无人车极限驾驶辅助规划问题建模
2.4 本章小结
第三章 复杂野外环境下无人车极限驾驶辅助规划系统设计
3.1 复杂野外环境无人车极限驾驶辅助规划系统需求分析
3.2 辅助规划系统框架设计
3.3 复杂野外环境建模
3.3.1 栅格化地图
3.3.2 地图坡度表示
3.3.3 地图中的障碍建模与判断方法
3.3.4 地面材质类型TYPE表示
3.4 复杂野外环境下基于蒙特卡洛随机采样的多重搜索方法研究
3.4.1 复杂野外环境下极限驾驶辅助路径规划特点分析
3.4.2 蒙特卡洛随机采样方法概述
3.4.3 基于蒙特卡洛随机采样的路径搜索算法
3.5 复杂野外环境下对路径方案的成本评估
3.5.1 路径成本评估对象分析
3.5.2 路径成本评估指标分析
3.5.3 路径方案成本综合评估
3.6 复杂野外环境下无人车极限驾驶辅助规划系统界面功能划分
3.7 本章小结
第四章 复杂野外环境下无人车极限驾驶辅助规划仿真验证系统
4.1 验证场景设计
4.1.1 系统预配置说明
4.1.2 验证场景想定
4.1.3 验证功能点
4.2 数据结构和数据格式定义
4.3 系统核心类图
4.4 辅助规划系统主要模块实现
4.4.1 辅助规划系统人机交互模块实现
4.4.1.1 参数配置模块实现
4.4.1.2 状态信息管理模块实现
4.4.1.3 场景绘制模块的实现
4.4.1.4 路径方案和方案评估交互模块
4.4.2 辅助规划系统逻辑处理模块的实现
4.4.2.1 复杂野外环境约束处理模块实现
4.4.2.2 无人车极限驾驶约束处理模块实现
4.4.2.3 路径规划决策模块实现
4.4.2.4 路径成本评估模块实现
4.4.3 网络通信模块
4.5 本章小结
第五章 系统验证与结果分析
5.1 系统辅助规划验证流程
5.2 路径方案评估结果分析
5.3 辅助规划系统有效性实验验证
5.3.1 辅助规划系统规划方案约束满足有效性的实验验证
5.3.2 对于不同车型,辅助规划系统推荐方案有效性的实验验证
5.3.3 对辅助规划成本综合评估体系的实验验证
5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 未来展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
本文编号：3747455
【文章页数】：97 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 国内外研究现状
1.3 论文概要与创新
1.4 论文结构安排
第二章 无人车极限驾驶辅助规划技术原理研究
2.1 辅助规划系统原理研究
2.2 无人车极限驾驶模型研究
2.2.1 无人车坐标系
2.2.2 无人车运动学模型
2.2.3 无人车油耗模型
2.3 无人车极限驾驶辅助规划问题建模
2.4 本章小结
第三章 复杂野外环境下无人车极限驾驶辅助规划系统设计
3.1 复杂野外环境无人车极限驾驶辅助规划系统需求分析
3.2 辅助规划系统框架设计
3.3 复杂野外环境建模
3.3.1 栅格化地图
3.3.2 地图坡度表示
3.3.3 地图中的障碍建模与判断方法
3.3.4 地面材质类型TYPE表示
3.4 复杂野外环境下基于蒙特卡洛随机采样的多重搜索方法研究
3.4.1 复杂野外环境下极限驾驶辅助路径规划特点分析
3.4.2 蒙特卡洛随机采样方法概述
3.4.3 基于蒙特卡洛随机采样的路径搜索算法
3.5 复杂野外环境下对路径方案的成本评估
3.5.1 路径成本评估对象分析
3.5.2 路径成本评估指标分析
3.5.3 路径方案成本综合评估
3.6 复杂野外环境下无人车极限驾驶辅助规划系统界面功能划分
3.7 本章小结
第四章 复杂野外环境下无人车极限驾驶辅助规划仿真验证系统
4.1 验证场景设计
4.1.1 系统预配置说明
4.1.2 验证场景想定
4.1.3 验证功能点
4.2 数据结构和数据格式定义
4.3 系统核心类图
4.4 辅助规划系统主要模块实现
4.4.1 辅助规划系统人机交互模块实现
4.4.1.1 参数配置模块实现
4.4.1.2 状态信息管理模块实现
4.4.1.3 场景绘制模块的实现
4.4.1.4 路径方案和方案评估交互模块
4.4.2 辅助规划系统逻辑处理模块的实现
4.4.2.1 复杂野外环境约束处理模块实现
4.4.2.2 无人车极限驾驶约束处理模块实现
4.4.2.3 路径规划决策模块实现
4.4.2.4 路径成本评估模块实现
4.4.3 网络通信模块
4.5 本章小结
第五章 系统验证与结果分析
5.1 系统辅助规划验证流程
5.2 路径方案评估结果分析
5.3 辅助规划系统有效性实验验证
5.3.1 辅助规划系统规划方案约束满足有效性的实验验证
5.3.2 对于不同车型,辅助规划系统推荐方案有效性的实验验证
5.3.3 对辅助规划成本综合评估体系的实验验证
5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 未来展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
本文编号：3747455
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/3747455.html
