【摘要】：隨著新一代信息技術(shù)、傳感器、智能控制等高新技術(shù)與汽車工業(yè)的快速融合,智能汽車技術(shù)已成為當(dāng)今世界汽車工程領(lǐng)域的研究熱點之一。車輛運動規(guī)劃與控制方法作為智能汽車的關(guān)鍵技術(shù),對智能汽車能否安全、通暢、迅速的在道路中行駛具有決定作用,深受國內(nèi)外科研人員的關(guān)注。在緊急情形下,現(xiàn)有車輛運動規(guī)劃與控制方法的研究存在不能兼顧實時性和適應(yīng)性要求的問題。為解決目前緊急變道避障軌跡規(guī)劃與跟蹤控制方法存在的問題,本文將緊急變道軌跡進行分段規(guī)劃,研究基于hp自適應(yīng)偽譜法的軌跡銜接與優(yōu)化方法和基于自抗擾控制的軌跡跟蹤方法,以提高在緊急情形下運動軌跡規(guī)劃與跟蹤方法的實時性和適應(yīng)性。本文主要從分段軌跡規(guī)劃方法、分段軌跡銜接與優(yōu)化方法和軌跡跟蹤控制方法三個方面開展研究,并通過搭建半實物試驗平臺來驗證本文設(shè)計的緊急變道避障軌跡規(guī)劃與控制方法的可行性和有效性。首先,研究了分段軌跡規(guī)劃方法。將緊急變道避障過程分為初始階段和跟蹤階段,針對緊急轉(zhuǎn)向工況開展真實道路試驗,利用聚類分析方法處理優(yōu)秀駕駛員在實車試驗中的轉(zhuǎn)向操作數(shù)據(jù),擬合得出緊急變道過程中的方向盤轉(zhuǎn)角隨時間的關(guān)系即優(yōu)秀駕駛員緊急變道模型,作為車輛跟蹤初始階段軌跡的輸入量。通過建立與求解約束方程,得出Sigmoid函數(shù)的表達式,作為跟蹤階段的參考軌跡。其次,研究了分段軌跡銜接與優(yōu)化方法。利用hp自適應(yīng)偽譜法對緊急變道避障軌跡的初始階段與跟蹤階段進行銜接,并優(yōu)化設(shè)計跟蹤階段的軌跡,以得到符合優(yōu)化目標(biāo)和各類約束條件的緊急變道避障軌跡。通過PreScan與Matlab軟件聯(lián)合仿真,驗證該方法的有效性以及避障軌跡規(guī)劃方法的適應(yīng)性。然后,研究了軌跡跟蹤控制方法。針對緊急變道避障軌跡跟蹤控制方法的實時性和適應(yīng)性要求,設(shè)基于曲率和自抗擾控制方法的軌跡跟蹤控制器。通過穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益獲得前饋輸入,利用期望軌跡曲率和當(dāng)前行駛軌跡的曲率差獲得反饋補償,對緊急變道避障軌跡進行復(fù)合跟蹤控制。通過仿真試驗,驗證設(shè)計的軌跡跟蹤器的良好效果。最后,搭建以智能小車為核心的半實物試驗平臺,對分段軌跡規(guī)劃算法與軌跡跟蹤控制算法進行驗證。通過設(shè)置不同場景的緊急工況,驗證本文提出的緊急避障軌跡規(guī)劃與控制方法的有效性和適應(yīng)性。
【圖文】：

在世界范圍內(nèi)，汽車工業(yè)的發(fā)展隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高而突飛猛進,但同時也給交通安全帶來了非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計，全世界范圍內(nèi)每年大約有 120萬人死于道路交通事故，其中由人為因素例如酒駕、疲勞駕駛、超速等引發(fā)的道路交通事故占事故總量的一半以上[1]，同時造成的交通擁堵占全部碰撞事故類型導(dǎo)致的交通延遲的 10 %[2]。這表明汽車行駛的安全性不僅與道路交通環(huán)境有關(guān)，還與人的駕駛操作行為密切相關(guān)。因此，，為了有效 提高車輛在行駛過程中的安全性，最根本的做法就是將“人”從道路交通系統(tǒng)中剔除，使得系統(tǒng)從“人—車—路”系統(tǒng)變?yōu)椤败嚒贰毕到y(tǒng)。這樣 “人”這一主觀不確定性因素就不會對道路交通系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，將大大提高安全性。于是在這種背景下，產(chǎn)生了智能汽車，智能汽車采用主動控制系統(tǒng)或輔助駕駛系統(tǒng)來提高駕駛安全性，降低事故發(fā)生的概率[3,4]。

圖 2.2 真實道路試驗的駕駛地圖Fig.2.2 Driving map of real road experiment表 2.1 駕駛員信息Tab.2.1 Driver information編號 年齡/年 駕齡/年 性別駕駛員 1 55 33 女駕駛員 2 28 10 男駕駛員 3 53 31 男
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.6;TP273

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 夏紅偉;李秋實;李莉;宋效正;王常虹;;基于hp自適應(yīng)偽譜法的飛行器再入軌跡優(yōu)化與制導(dǎo)[J];中國慣性技術(shù)學(xué)報;2015年06期

2 陳慧巖;張玉;;軍用地面無人機動平臺技術(shù)發(fā)展綜述[J];兵工學(xué)報;2014年10期

3 張喜濤;張安清;;基于Sigmoid函數(shù)的變步長LMS自適應(yīng)濾波算法性能分析[J];艦船電子對抗;2013年06期

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5 姜巖;趙熙俊;龔建偉;熊光明;陳慧巖;;簡單城市環(huán)境下地面無人駕駛系統(tǒng)的設(shè)計研究[J];機械工程學(xué)報;2012年20期

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本文編號：2694059