具有安全性约束的智能车辆路径规划方法研究

发布时间：2024-06-06 05:33

　　路径规划是自动驾驶系统的核心技术之一,一条安全可靠的路径是智能车辆安全行驶的基本前提。由于路径的规划基于道路环境和车辆自身姿态信息,其中,外界的环境具有复杂性和时变性,对车辆行驶的安全性和效率有很大的影响。因此,研究一种既能保证车辆安全、又能使车辆行驶效率高的路径规划方法,对车辆的自动驾驶具有重要的意义。为了规划出安全可靠的路径,需要研究智能车辆安全性的表示方法及模型。针对这一问题,本文构建了基于势场的威胁评估模型来表示外界环境因素对智能车辆安全性的影响。首先,提取与车辆安全密切相关的环境因素,包括目标特征、道路环境和运动学因素。其次,采用模糊推理的方法计算威胁系数,并构建静态威胁势场模型。由于车辆运动学因素对威胁评估模型影响较大,本文在静态威胁势场的基础上,添加运动学因素构建动态威胁势场模型,以提高模型的准确性。最后,通过仿真试验证明了本文的威胁评估方法是有效的。为了兼顾车辆的高安全性和高行驶效率,本文在威胁评估模型的基础上提出一种具有安全性约束的路径规划方法。首先,根据需求建立具有安全性约束的路径规划模型,通过设立安全约束条件确保车辆行驶在安全区域内;然后,设计时间最优目标函数。针...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 路径规划
        1.2.2 威胁评估
        1.2.3 问题分析
    1.3 研究内容
    1.4 论文章节安排
第2章 相关技术分析
    2.1 智能车辆威胁评估技术
        2.1.1 威胁评估概述
        2.1.2 常用威胁评估方法
    2.2 智能车辆路径规划技术
        2.2.1 环境建模方法
        2.2.2 路径规划方法
    2.3 本章小结
第3章 基于势场的威胁评估方法
    3.1 坐标系建立
    3.2 威胁因素提取
    3.3 静态威胁势场模型构建
        3.3.1 静态威胁势场模型结构
        3.3.2 静态威胁势场模型
    3.4 动态威胁势场构建
        3.4.1 动态威胁势场模型结构
        3.4.2 动态威胁势场模型
    3.5 仿真试验分析
    3.6 本章小结
第4章 具有安全性约束的路径规划方法
    4.1 算法思路
    4.2 具有安全性约束的路径规划模型构建
    4.3 地图构建方法
    4.4 改进的方向优先顺序选择路径规划算法
        4.4.1 方向优先顺序选择算法简介
        4.4.2 方向优先顺序选择算法的改进
        4.4.3 算法流程
        4.4.4 路径平滑
    4.5 仿真实验分析
        4.5.1 基于静态目标的路径规划仿真
        4.5.2 基于动态目标的路径规划仿真
    4.6 本章小结
第5章 路径规划软件设计与实验
    5.1 需求分析
    5.2 系统框架
        5.2.1 硬件平台介绍
        5.2.2 系统软件架构
    5.3 软件开发
        5.3.1 威胁评估模块
        5.3.2 地图构建模块
        5.3.3 路径规划模块
        5.3.4 路径平滑模块
    5.4 实验验证
        5.4.1 基于静态目标的路径规划实验
        5.4.2 基于动态目标的路径规划实验
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 课题总结
    6.2 课题展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果



本文编号：3990380