【摘要】：現(xiàn)代社會,人類對日常生活的智能化決策依賴程度越來越高,在交通控制領(lǐng)域,隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,融合了“智能化”和“網(wǎng)聯(lián)化”技術(shù)的網(wǎng)聯(lián)式自主駕駛車輛“駛?cè)搿比藗兊囊曇�。在此背景�?多車協(xié)同控制技術(shù)作為網(wǎng)聯(lián)式自主駕駛車輛的核心技術(shù),可以有效解決交通擁堵問題,受到了大批學(xué)者的關(guān)注。本文以網(wǎng)聯(lián)式自主駕駛車輛為研究對象,借助群智能理論研究多車協(xié)同控制技術(shù),并在不同測試環(huán)境下進(jìn)行多車協(xié)同控制策略的實(shí)車應(yīng)用研究。首先,本文以編隊(duì)為主要應(yīng)用場景,研究網(wǎng)聯(lián)式自主駕駛多車協(xié)同控制技術(shù),設(shè)計(jì)了網(wǎng)聯(lián)式編隊(duì)模型及其通信架構(gòu),模型利用中心服務(wù)單元(CSU)、路側(cè)單元(RSU)進(jìn)行無線通信,車載單元(OBU)加裝感知設(shè)備進(jìn)行環(huán)境感知;自主駕駛車輛在此通信架構(gòu)下形成了一種“分解型”的分層控制結(jié)構(gòu)。以此為基礎(chǔ),建立自主駕駛多車協(xié)同線性控制模型,進(jìn)行穩(wěn)定性分析。設(shè)計(jì)了多車隊(duì)形保持、多車隊(duì)形切換、編隊(duì)避障、自適應(yīng)4種編隊(duì)?wèi)?yīng)用場景;并討論了場景中編隊(duì)車間距控制、有限狀態(tài)機(jī)(FSM)建模、縱橫向耦合控制、構(gòu)建環(huán)境態(tài)勢場等車隊(duì)模型控制問題。為提高4種編隊(duì)?wèi)?yīng)用場景下網(wǎng)聯(lián)式自主駕駛車輛多車協(xié)同控制技術(shù)的魯棒性和靈活性,本文研究了群智能(Swarm Intelligent,SI)理論,抽象出多智能體汽車系統(tǒng)(Multi Intelligent Vehicle System,MIVS)。受到自然界“自組織協(xié)同機(jī)制”的啟發(fā),在多智能體汽車系統(tǒng)(MIVS)上應(yīng)用“蜂擁控制”算法,對自主駕駛多車協(xié)同線性控制模型進(jìn)行優(yōu)化,提出了多智能體汽車系統(tǒng)(MIVS)協(xié)同控制策略(多車隊(duì)形保持策略、多車隊(duì)形切換策略、編隊(duì)避障策略、自適應(yīng)策略)。具體的工作包括:借助面積勢函數(shù),構(gòu)造了攝動力,解決編隊(duì)一維隊(duì)列跟馳問題;應(yīng)用有限狀態(tài)機(jī)(FSM)模型,實(shí)現(xiàn)協(xié)作式換道場景;變道時(shí)加入漸變虛擬引導(dǎo)車,提高編隊(duì)橫向控制的舒適性和穩(wěn)定性;在動態(tài)、靜態(tài)障礙物邊緣創(chuàng)造虛擬智能體,使自主駕駛車輛具備局部路徑規(guī)劃能力。為驗(yàn)證基于群智能的多車協(xié)同控制算法的有效性,本文首先進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。結(jié)合車輛運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)特征,構(gòu)造了Simulink-CarSim聯(lián)合仿真模型,實(shí)現(xiàn)了基于群智能的多車協(xié)同控制算法,并模擬本文設(shè)計(jì)的4種編隊(duì)?wèi)?yīng)用場景,仿真結(jié)果表明該算法有效。最后在應(yīng)用研究層面,利用無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)(LTE-V/5G)技術(shù)及東風(fēng)AX7自主駕駛試驗(yàn)平臺,在專用的試車場內(nèi),進(jìn)行網(wǎng)聯(lián)式自主駕駛車輛多車協(xié)同控制實(shí)車測試。三輛AX7自主駕駛車輛組成的網(wǎng)聯(lián)式自主駕駛編隊(duì)在華北某封閉試車場內(nèi)以0~20km/h的速度完成起步、加減速、停車的試驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了3輛AX7距離保持在15m(含車身長度)的編隊(duì)行駛策略,距離控制精度?0.5m(穩(wěn)態(tài)誤差);多車隊(duì)形切換策略和編隊(duì)避障策略在華中某封閉試車場內(nèi)成功完成,實(shí)車協(xié)作式換道場景下最短車間距可控制在5m,策略執(zhí)行周期?20s,換道過程中最大橫向加速度2.3m/s~2,側(cè)向加速度變化率0.1g/sec,滿足了駕駛舒適性需求。最后自適應(yīng)策略在華中某郊區(qū)開放道路上,完成了存在動態(tài)、靜態(tài)障礙物的環(huán)境感知測試。以上4種編隊(duì)?wèi)?yīng)用場景的測試驗(yàn)證了本文基于群智能的多車協(xié)同控制策略的有效性與應(yīng)用研究價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：湖北汽車工業(yè)學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.6
【圖文】：

濟(jì)的不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程快速推進(jìn)，城市空間拓展、交通系統(tǒng)建設(shè)以及機(jī)爆發(fā)式增長之間的矛盾日趨嚴(yán)重。在此背景下，為破解制約社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的須高度重視并充分發(fā)揮科技創(chuàng)新的引領(lǐng)和支撐作用。國家制造強(qiáng)國建設(shè)咨制的《“中國制造 2025”重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖》針對交通問題，提出將智能為重點(diǎn)任務(wù)。為創(chuàng)造政策環(huán)境，馬凱副總理批復(fù)在制造強(qiáng)國建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組下聯(lián)發(fā)展部際協(xié)調(diào)機(jī)制，聯(lián)合公安部、交通部、發(fā)改委 20 個部門，共同解決重大問題，擬出臺國家層面的智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展指導(dǎo)意見；創(chuàng)新環(huán)境上，通重大專項(xiàng)等支持先進(jìn)傳感器、車載操作系統(tǒng)、V2X 通信等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)攻境上，國家工信部批復(fù)了 5.905GHz-5.925GHz（共 20MHz 帶寬），作為 LT通信技術(shù)的無線通信測試頻段；示范環(huán)境上，遵循“先試先行，產(chǎn)業(yè)集聚和的方式，會同地方政府，在上海、浙江、北京-河北、重慶、吉林、湖北等，提供技術(shù)融合協(xié)同創(chuàng)新的應(yīng)用和測試驗(yàn)證環(huán)境（見圖 1 1）；國際合作環(huán)政校企及科研院所亦積極拓展法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和應(yīng)用等方面的交流對

3無人/全自動微公交示范運(yùn)營

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2717118