基于流場的車輛換道軌跡規(guī)劃方法
本文選題:換道軌跡模型 + 安全性判定。 參考:《燕山大學(xué)》2016年碩士論文
【摘要】:換道是車輛的主要駕駛行為之一,由于車輛換道過程中更易發(fā)生事故,所以換道安全性已成為國內(nèi)外的研究重點(diǎn),換道安全性包括車輛穩(wěn)定性和不發(fā)生碰撞兩方面內(nèi)容,本文將綜合考慮兩方面內(nèi)容,根據(jù)換道軌跡模型判定換道安全性并得到車輛最終換道軌跡,最后進(jìn)行仿真分析。目前,國內(nèi)外關(guān)于車輛換道模型研究很多,如三角函數(shù)換道模型、圓弧模型、等速偏移模型、期望加速度模型等。上述換道軌跡模型計(jì)算較為繁瑣,且安全性判定方法較為單一,準(zhǔn)確性差。因此,本文將提出一種新的換道軌跡模型能夠?qū)崟r判定車輛的換道安全性。首先,本文對車輛外流場分布進(jìn)行CFD模擬計(jì)算,根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知車輛速度外流場影響區(qū)域及速度場數(shù)據(jù),隨后運(yùn)用DS證據(jù)理論對歸一化的車輛外流場橫、縱向速度數(shù)據(jù)進(jìn)行融合,判斷數(shù)據(jù)場中各單元的安全程度,并設(shè)定出車輛行駛的安全域。其次,本文提出一種新的5次多項(xiàng)式換道軌跡模型,以車輛操縱穩(wěn)定性為優(yōu)化目標(biāo),利用蟻群算法求解相關(guān)變量,確定了最優(yōu)換道軌跡模型,并運(yùn)用加權(quán)證據(jù)理論融合車輛安全域數(shù)據(jù)及相對行駛軌跡傾斜角,對車輛換道安全性進(jìn)行了判定。最后,以換道車輛車速為30m/s時安全換道為例對車輛安全性判定結(jié)果進(jìn)行了仿真分析,并對車輛換道時的突發(fā)情況進(jìn)行了簡單分析,給出了相應(yīng)的應(yīng)對策略。通過研究分析,本文提出的多項(xiàng)式換道軌跡模型曲率連續(xù)、計(jì)算簡單、適應(yīng)性強(qiáng),可以實(shí)時判定車輛換道安全性,實(shí)現(xiàn)車輛換道軌跡的實(shí)時更新,為車輛安全換道提供了理論依據(jù)。
[Abstract]:The change of lane is one of the main driving behaviors of the vehicle. Because the accident is more likely to occur in the course of the change of the vehicle, the safety of the change of course has become the focus of the research at home and abroad. The safety of the change of course includes two aspects: the stability of the vehicle and the non-collision. In this paper, two aspects will be considered synthetically, according to the change track model to judge the safety of the change of track and get the final track of the vehicle, and finally carry on the simulation analysis. At present, there are a lot of researches on vehicle change model, such as trigonometric function change model, circular arc model, isokinetic migration model, expected acceleration model and so on. The calculation of the trajectory model is complicated, and the method of safety determination is simple and the accuracy is poor. Therefore, this paper proposes a new trajectory model which can determine the safety of the vehicle in real time. Firstly, CFD simulation is carried out on the distribution of vehicle outflow field. According to the calculated results, the influence area and velocity field data of vehicle velocity outflow field are obtained, and then the normalized vehicle outflow field is transverted by DS evidence theory. The longitudinal velocity data are fused to judge the safety degree of each unit in the data field and the safety range of vehicle driving is set up. Secondly, this paper presents a new 5-order polynomial trajectory model, which takes the vehicle handling stability as the optimization objective, and uses ant colony algorithm to solve the related variables, and determines the optimal trajectory model. The weighted evidence theory is used to combine the data of vehicle safety domain and the angle of relative track inclination to determine the safety of vehicle change. Finally, the result of vehicle safety determination is simulated and analyzed when the vehicle speed is 30m/s, and the emergency situation is simply analyzed, and the corresponding countermeasures are given. Through research and analysis, the polynomial trajectory model proposed in this paper has the advantages of continuous curvature, simple calculation and strong adaptability. It can determine the safety of vehicle change in real time and realize the real-time updating of vehicle track change. It provides a theoretical basis for the safe change of vehicle lanes.
【學(xué)位授予單位】:燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:U491
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本文編號:2078617
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