【摘要】：日益增多的汽車產(chǎn)量,隨之帶來的主要問題有交通擁堵、能源消耗以及汽車安全性問題。由于無人駕駛汽車完全排除了人為因素的干擾,所以可以極大的解決交通安全等問題,而穩(wěn)定可靠的路徑跟蹤系統(tǒng)是無人駕駛汽車實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的必要條件,因此本文針對無人駕駛汽車路徑跟蹤控制問題展開了深入的研究,主要完成了以下工作:(1)介紹了本課題無人駕駛汽車實(shí)驗(yàn)平臺力帆620整車系統(tǒng)架構(gòu),對配備的車載傳感器的工作原理以及技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的說明,對車輛整個底盤系統(tǒng)進(jìn)行了改裝設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了底層各個執(zhí)行模塊的自動控制,為后續(xù)實(shí)車實(shí)驗(yàn)研究奠定了硬件基礎(chǔ)。(2)研究了一種車輛縱向系統(tǒng)控制策略,采用分層的思想進(jìn)行設(shè)計(jì),速度控制上位控制器采用可靠實(shí)用的PID控制,其中下位控制器油門與制動控制利用逆向縱向模型進(jìn)行分析推算得到控制量。同時為了保證智能車輛在加減速時的平穩(wěn)性與舒適性,設(shè)計(jì)了油門/制動切換規(guī)則避免車輛在實(shí)際行駛過程中兩者之間的頻繁切換,并通過PreScan與Simulink聯(lián)合仿真驗(yàn)證了縱向控制系統(tǒng)算法的有效性與魯棒性。(3)研究了基于改進(jìn)Pure Pursuit跟蹤算法的仿駕駛員模型路徑跟蹤橫向控制系統(tǒng),系統(tǒng)由基于預(yù)瞄橫向誤差的控制系統(tǒng)和目標(biāo)航向角反饋控制系統(tǒng)兩部分組成。預(yù)瞄橫向誤差根據(jù)車輛-道路之間的運(yùn)動學(xué)關(guān)系來確定;而反饋控制系統(tǒng)則采用仿駕駛員模型的PID控制器來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制,通過聯(lián)合仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本文算法在不同工況下都能很好的跟蹤上目標(biāo)軌跡,并且具有較高的跟蹤精度,為后續(xù)將算法移植到實(shí)車環(huán)境奠定了基礎(chǔ)。(4)在基于模型開發(fā)的Simulink自動代碼生成系統(tǒng)平臺下編寫了整車底層各個執(zhí)行模塊的控制程序;在Linux操作系統(tǒng)下使用C++語言以Qt為開發(fā)平臺編寫了上位機(jī)軟件,并對軟件界面各個組成部分進(jìn)行了詳細(xì)的功能說明;基于Visual Studio2010軟件平臺開發(fā)了GPS坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換上位機(jī)軟件。最后為了驗(yàn)證本文路徑跟蹤算法的有效性,選擇了包含典型工況的路段進(jìn)行了實(shí)車實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提出的橫縱向控制系統(tǒng)具有較好的控制效果,能夠滿足無人駕駛汽車路徑跟蹤控制的要求。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2687209