智能汽车多模式驾驶仿真平台开发
发布时间：2021-06-18 09:19
智能汽车是当前汽车领域的前沿研究热点。由于技术限制,完全的自动驾驶技术短时间内较难实现,具备手动驾驶模式和自动驾驶模式的多模式车辆是当前和今后一段时间内智能汽车的基本特征。当科研人员关注把重点放在实现自动驾驶技术时,有关极限工况下智能汽车驾驶安全性验证和多模式驾驶带来的人机交互以及驾驶员的情景意识和注意力、认知负荷、行为特征等研究越来越受到关注。本课题基于虚拟现实和模拟驾驶技术,结合智能汽车路径跟踪控制策略,构建智能汽车多模式驾驶仿真平台,为极限工况下智能汽车驾驶安全性验证、人-车辆-环境系统交互、以及多模式驾驶的驾驶员心理和行为特征等研究提供平台。建立了多模式驾驶的车辆动力学模型。通过对车辆纵向受力分析,联合车辆纵向受力平衡方程式和传动系统动力学建立车辆纵向动力学模型;基于一定的假设与简化条件,建立了以二自由度车辆动力学模型为基础的车辆横向动力学模型;分析了车辆前轮转角与方向盘转角之间的函数关系,建立了行驶方向控制模型;设计了车辆动力学模型在虚拟行驶场景中的应用方案,把动力学模型和虚拟行驶场景结合了起来。设计了智能汽车路径跟踪控制策略和运动控制系统方案。针对智能汽车多模式驾驶仿真平台...
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１谷歌无人驾驶原型车?
谷歌公司的无人车可以运用谷歌地图对车辆进行导向，在自主行驶条件下，无人车己??行驶了近两千公里。２０１１年，美国内华达州通过允许自动驾驶汽车上路的法律后，谷歌成??为世界上第一个获得自动驾驶汽车授权的公司。图１－１为谷歌推出的首款无人驾驶原型车??“豆荚车”。??图１－１谷歌无人驾驶原型车?图１－２奥迪无人驾驶概念车Ａｕｄｉ?Ａｉｃｏｎ??欧洲各国在智能车辆技术研宄方面也做了很多研宄工作，技术水平处于世界前列，很??多技术对世界智能车研究产生了深远影响。１９８７年至１９９５年欧洲启动了?ＰＲＯＭＥＴＨＥＵＳ??计划，这是欧洲智能车领域最大的研发项目，计划旨在实现具有最高效率和空前安全性的??欧洲交通工具方案［１１］。恩斯特？迪克曼斯（ＥｍｓｔＤｉｃｋｍａｎｎｓ）是二十世纪八十年代自动驾??驶汽车的先驱，１９９４年他主持研制ＶａＭＰ，通过依靠两个相机，可以实时进行１〇〇米范围??内３２０＊２４０像素的图像处理，识别道路标记和车道内的相对位置和在场的其他车辆。在巴??黎附近的试驾时，在模拟交通情况下时速高达１３０公里／小时（８１英里／小时），甚至可以对??能否安全变更车道进行了判断。１９９５年，恩斯特？迪克曼斯的团队重新设计了?Ｓ级奔驰自??主驾驶车辆，完成了从德国慕尼黑到丹麦欧登塞行程１１６０多英里路程，最高时速１７５公里??／小时（１１２英里／小时）
驶辅助控制器，全面精准的计算出车辆周边的驾驶环境，引导车辆自动驾驶。值得一提的??是，该车辆在自动驾驶过程中，最高车速可达到１３０公里／ｈ，并可以实现自动刹车、加速，??以及预测性变更车道。图１－２为奥迪无人驾驶概念车Ａｕｄｉ?Ａｉｃｃｍ。??相比之下，国内在自主驾驶方面研究的起步稍晚。从八十年代末开始，国防科技大学??先后研制出基于视觉的ＣＩＴＡＶＴ系列智能车辆［１＞１４］。其中，在ＣＩＴＡＶＴ－?Ｉ、ＣＩＴＡＶＴ－ＩＩ型??无人驾驶小车的研制过程中对无人驾驶汽车的原理进行了研究；ＣＩＴＡＶＴ－ＩＩＩ型的研究以实??现在非结构化道路下遥控和自主驾驶为目的；ＣＩＴＡＶＴ－ＩＶ型自主驾驶车基于ＢＪ２０２０ＳＧ吉??普车改装而成，该车型以研究结构化道路环境下的自驾驶技术为目标，空载条件下速度最??高为１１０ｋｍ／ｈ，车辆具有人工驾驶、遥控驾驶、非结构化道路上的低速自主驾驶和结构化??道路上的自主驾驶四种工作模式。??清华大学在国防科工委和国家“８６３计划”的资助下从１９８８年开始研究开发ＴＨＭＲ??系列智能车［１５４６］。ＴＨＭＲ－Ｖ智能车能够实现结构化环境下的车道线自动跟踪，准结构化环??境下的道路跟踪，复杂环境下的道路避障、道路停障以及视觉临场感遥控驾驶等功能，最??高车速达１５０ｋｍ／ｈ。ＴＨＭＲ－Ｖ智能车采用了基于扩充转移网络的道路理解技术，大幅度降??低了道路图像处理和车道线识别的计算量
【参考文献】：
期刊论文
[1]变结构控制的抖振问题研究[J]. 张鹏,张金鹏. 航空兵器. 2013(02)
[2]基于预瞄最优曲率模型的大曲率转向控制方法[J]. 沈峘,凌锐,李舜酩. 中国机械工程. 2012(17)
[3]基于期望横摆角速度的视觉导航智能车辆横向控制[J]. 王家恩,陈无畏,王檀彬,汪明磊,肖灵芝. 机械工程学报. 2012(04)
[4]智能车辆路径跟踪横向控制方法的研究[J]. 赵熙俊,陈慧岩. 汽车工程. 2011(05)
[5]基于自适应和神经动力学的轮式移动机器人路径跟踪控制(英文)[J]. 曹政才,赵应涛,吴启迪. 控制理论与应用. 2010(12)
[6]汽车驾驶模拟系统的研究与进展[J]. 王力军,荆旭,滕贻健,焦学健,柴山. 农业装备与车辆工程. 2009(05)
[7]基于运动预测的路径跟踪最优控制研究[J]. 武星,楼佩煌. 控制与决策. 2009(04)
[8]一种假设验证框架下的实时道路车辆检测方法[J]. 孙冲,程洪,郑南宁. 模式识别与人工智能. 2006(06)
[9]改进的有限时间最优预瞄横向控制器设计[J]. 马莹,李克强,高峰,郭磊,连小珉. 汽车工程. 2006(05)
[10]CITAVT-IV——视觉导航的自主车[J]. 孙振平,安向京,贺汉根. 机器人. 2002(02)
博士论文
[1]智能汽车自主循迹控制策略研究[D]. 张琨.哈尔滨工业大学 2013
[2]城市环境下无人驾驶车辆运动控制方法的研究[D]. 赵盼.中国科学技术大学 2012
[3]自主驾驶汽车智能控制系统[D]. 孙振平.国防科学技术大学 2004
硕士论文
[1]汽车驾驶模拟系统研究与动感实现[D]. 黄琳秦.西南交通大学 2018
[2]车载全风挡平视显示交互仿真平台开发[D]. 刘群.扬州大学 2018
[3]基于虚拟现实技术的四自由度驾驶模拟器的开发[D]. 顾根.江苏科技大学 2017
[4]基于动力学模型的智能车辆横、纵向及综合控制策略研究[D]. 雷敏.重庆交通大学 2017
[5]基于联合仿真的智能车辆路径跟踪控制研究[D]. 李兵.大连理工大学 2014
[6]一种无人驾驶车辆路径跟踪控制方式研究[D]. 龚毅.南京理工大学 2014
[7]基于虚拟现实技术的汽车虚拟驾驶系统的研究与开发[D]. 荆旭.山东理工大学 2007
[8]自动驾驶模拟器视景生成技术研究[D]. 王伟.武汉理工大学 2005
[9]基于虚拟现实的汽车驾驶模拟器建模技术研究[D]. 周慎.武汉理工大学 2005
[10]视觉导航中基于图像的路边识别算法研究[D]. 张晓峰.南京理工大学 2004
本文编号：3236401
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１谷歌无人驾驶原型车?
谷歌公司的无人车可以运用谷歌地图对车辆进行导向，在自主行驶条件下，无人车己??行驶了近两千公里。２０１１年，美国内华达州通过允许自动驾驶汽车上路的法律后，谷歌成??为世界上第一个获得自动驾驶汽车授权的公司。图１－１为谷歌推出的首款无人驾驶原型车??“豆荚车”。??图１－１谷歌无人驾驶原型车?图１－２奥迪无人驾驶概念车Ａｕｄｉ?Ａｉｃｏｎ??欧洲各国在智能车辆技术研宄方面也做了很多研宄工作，技术水平处于世界前列，很??多技术对世界智能车研究产生了深远影响。１９８７年至１９９５年欧洲启动了?ＰＲＯＭＥＴＨＥＵＳ??计划，这是欧洲智能车领域最大的研发项目，计划旨在实现具有最高效率和空前安全性的??欧洲交通工具方案［１１］。恩斯特？迪克曼斯（ＥｍｓｔＤｉｃｋｍａｎｎｓ）是二十世纪八十年代自动驾??驶汽车的先驱，１９９４年他主持研制ＶａＭＰ，通过依靠两个相机，可以实时进行１〇〇米范围??内３２０＊２４０像素的图像处理，识别道路标记和车道内的相对位置和在场的其他车辆。在巴??黎附近的试驾时，在模拟交通情况下时速高达１３０公里／小时（８１英里／小时），甚至可以对??能否安全变更车道进行了判断。１９９５年，恩斯特？迪克曼斯的团队重新设计了?Ｓ级奔驰自??主驾驶车辆，完成了从德国慕尼黑到丹麦欧登塞行程１１６０多英里路程，最高时速１７５公里??／小时（１１２英里／小时）
驶辅助控制器，全面精准的计算出车辆周边的驾驶环境，引导车辆自动驾驶。值得一提的??是，该车辆在自动驾驶过程中，最高车速可达到１３０公里／ｈ，并可以实现自动刹车、加速，??以及预测性变更车道。图１－２为奥迪无人驾驶概念车Ａｕｄｉ?Ａｉｃｃｍ。??相比之下，国内在自主驾驶方面研究的起步稍晚。从八十年代末开始，国防科技大学??先后研制出基于视觉的ＣＩＴＡＶＴ系列智能车辆［１＞１４］。其中，在ＣＩＴＡＶＴ－?Ｉ、ＣＩＴＡＶＴ－ＩＩ型??无人驾驶小车的研制过程中对无人驾驶汽车的原理进行了研究；ＣＩＴＡＶＴ－ＩＩＩ型的研究以实??现在非结构化道路下遥控和自主驾驶为目的；ＣＩＴＡＶＴ－ＩＶ型自主驾驶车基于ＢＪ２０２０ＳＧ吉??普车改装而成，该车型以研究结构化道路环境下的自驾驶技术为目标，空载条件下速度最??高为１１０ｋｍ／ｈ，车辆具有人工驾驶、遥控驾驶、非结构化道路上的低速自主驾驶和结构化??道路上的自主驾驶四种工作模式。??清华大学在国防科工委和国家“８６３计划”的资助下从１９８８年开始研究开发ＴＨＭＲ??系列智能车［１５４６］。ＴＨＭＲ－Ｖ智能车能够实现结构化环境下的车道线自动跟踪，准结构化环??境下的道路跟踪，复杂环境下的道路避障、道路停障以及视觉临场感遥控驾驶等功能，最??高车速达１５０ｋｍ／ｈ。ＴＨＭＲ－Ｖ智能车采用了基于扩充转移网络的道路理解技术，大幅度降??低了道路图像处理和车道线识别的计算量
【参考文献】：
期刊论文
[1]变结构控制的抖振问题研究[J]. 张鹏,张金鹏. 航空兵器. 2013(02)
[2]基于预瞄最优曲率模型的大曲率转向控制方法[J]. 沈峘,凌锐,李舜酩. 中国机械工程. 2012(17)
[3]基于期望横摆角速度的视觉导航智能车辆横向控制[J]. 王家恩,陈无畏,王檀彬,汪明磊,肖灵芝. 机械工程学报. 2012(04)
[4]智能车辆路径跟踪横向控制方法的研究[J]. 赵熙俊,陈慧岩. 汽车工程. 2011(05)
[5]基于自适应和神经动力学的轮式移动机器人路径跟踪控制(英文)[J]. 曹政才,赵应涛,吴启迪. 控制理论与应用. 2010(12)
[6]汽车驾驶模拟系统的研究与进展[J]. 王力军,荆旭,滕贻健,焦学健,柴山. 农业装备与车辆工程. 2009(05)
[7]基于运动预测的路径跟踪最优控制研究[J]. 武星,楼佩煌. 控制与决策. 2009(04)
[8]一种假设验证框架下的实时道路车辆检测方法[J]. 孙冲,程洪,郑南宁. 模式识别与人工智能. 2006(06)
[9]改进的有限时间最优预瞄横向控制器设计[J]. 马莹,李克强,高峰,郭磊,连小珉. 汽车工程. 2006(05)
[10]CITAVT-IV——视觉导航的自主车[J]. 孙振平,安向京,贺汉根. 机器人. 2002(02)
博士论文
[1]智能汽车自主循迹控制策略研究[D]. 张琨.哈尔滨工业大学 2013
[2]城市环境下无人驾驶车辆运动控制方法的研究[D]. 赵盼.中国科学技术大学 2012
[3]自主驾驶汽车智能控制系统[D]. 孙振平.国防科学技术大学 2004
硕士论文
[1]汽车驾驶模拟系统研究与动感实现[D]. 黄琳秦.西南交通大学 2018
[2]车载全风挡平视显示交互仿真平台开发[D]. 刘群.扬州大学 2018
[3]基于虚拟现实技术的四自由度驾驶模拟器的开发[D]. 顾根.江苏科技大学 2017
[4]基于动力学模型的智能车辆横、纵向及综合控制策略研究[D]. 雷敏.重庆交通大学 2017
[5]基于联合仿真的智能车辆路径跟踪控制研究[D]. 李兵.大连理工大学 2014
[6]一种无人驾驶车辆路径跟踪控制方式研究[D]. 龚毅.南京理工大学 2014
[7]基于虚拟现实技术的汽车虚拟驾驶系统的研究与开发[D]. 荆旭.山东理工大学 2007
[8]自动驾驶模拟器视景生成技术研究[D]. 王伟.武汉理工大学 2005
[9]基于虚拟现实的汽车驾驶模拟器建模技术研究[D]. 周慎.武汉理工大学 2005
[10]视觉导航中基于图像的路边识别算法研究[D]. 张晓峰.南京理工大学 2004
本文编号：3236401
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