基于6-DOF平台模拟车辆自主避障的研究

发布时间：2023-10-12 00:20

　　随着社会的进步,汽车成为人类出行的重要交通工具。在现代科技的引领下,汽车变得越来越智能化,智能系统能够辅助人类驾驶汽车。无人驾驶汽车是智能汽车发展的最终方向,现在无人驾驶技术已经成为研究和关注的重点。在无人驾驶技术中,路径规划和轨迹跟踪是保证车辆安全、平稳行驶的重要技术,本文针对无人驾驶车辆的局部路径规划和轨迹跟踪进行了深入的研究,并借助模拟驾驶平台对相关算法进行验证,具体内容如下:首先,对比各种路径规划算法,并选出了适合无人驾驶车辆的路径规划算法—“人工势场法”。通过对传统人工势场法(Artifical Potential Field,APF)对障碍物的处理方式以及斥力势场函数的改进,解决了算法中存在的局部极小值、目标不可达的问题。其次,针对常见的轨迹跟踪算法存在的适应性差,无法添加约束等问题,提出了一种改进的基于模型预测控制的路径跟踪算法,通过使用改进的车辆动力学模型作为预测模型,简化了以往算法复杂程度,在保证对车辆动力学参数有相对约束的同时,提高了计算速度。该算法通过添加前轮偏角的约束,以提高车辆行驶的安全性和对路径的跟踪能力。然后,设计基于CarSim和Matlab/Simul...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 课题研究的背景
        1.1.2 课题研究的意义
    1.2 无人驾驶车辆的研究进展综述
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 无人驾驶车辆未来的发展
    1.3 论文的研究内容及结构安排
        1.3.1 课题主要研究内容
        1.3.2 论文结构安排
第2章 无人驾驶车辆路径规划方法研究
    2.1 引言
    2.2 车辆感知系统简介
    2.3 常用的路径规划方法
    2.4 传统的人工势场法
    2.5 人工势场法的改进
        2.5.1 针对局部最小值问题进行改进
        2.5.2 针对目标不可达问题进行改进
    2.6 本章小结
第3章 无人驾驶车辆路径跟踪方法研究
    3.1 引言
    3.2 适合自动驾驶的路径跟踪方法
        3.2.1 Pure Pursuit轨迹跟踪算法
        3.2.2 环形预描法
        3.2.3 PID控制算法
        3.2.4 模型预测控制(MPC)算法
    3.3 基于模型预测控制的路径跟踪方法
        3.3.1 模型预测
        3.3.2 优化求解
        3.3.3 反馈校正
    3.4 路径跟踪方法仿真
        3.4.1 仿真平台设计
        3.4.2 仿真工况设计
        3.4.3 实验结论
    3.5 本章小结
第4章 路径规划和路径跟踪算法联合仿真分析
    4.1 引言
    4.2 引入楔形斥力势场
    4.3 对目标路径进行平滑处理
    4.4 算法联合仿真验证
    4.5 本章小结
第5章 并联模拟驾驶平台实验
    5.1 引言
    5.2 实验整体方案
    5.3 并联模拟驾驶平台设计
    5.4 并联模拟驾驶平台控制系统搭建
    5.5 建立模拟驾驶中虚拟视景
        5.5.1 模型导入
        5.5.2 场景建立
    5.6 综合控制算法以及通讯的建立
    5.7 并联模拟驾驶平台车辆仿真控制验证
    5.8 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3853076