【摘要】：智能無人駕駛車輛是智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transport System,ITS)的關(guān)鍵組成部分,它將環(huán)境感知建模、路徑規(guī)劃、行為決策、路徑跟蹤、運(yùn)動控制等多種功能有機(jī)結(jié)合起來。其中,路徑跟蹤與運(yùn)動控制在智能無人駕駛技術(shù)中占有十分重要的地位,同時(shí),準(zhǔn)確地跟蹤期望可行路徑并且穩(wěn)定地運(yùn)動控制是實(shí)現(xiàn)智能無人駕駛的基礎(chǔ)。本文針對智能無人駕駛車輛的關(guān)鍵問題——智能無人車路徑跟蹤及底層運(yùn)動控制方法中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。以中國科學(xué)院沈陽自動化研究所的“北極星”越野車作為實(shí)驗(yàn)研究平臺進(jìn)行改裝,建立智能無人駕駛系統(tǒng),搭建了智能無人駕駛車輛的硬件平臺、軟件平臺和主要傳感器以及各個(gè)功能模塊,并在各模塊之間建立了CAN總線通信和UDP通信。以下為主要工作:首先,參照相關(guān)研究成果,將路徑跟蹤控制分為橫向跟蹤控制與縱向跟蹤控制,并對目前已有的路徑跟蹤控制方法進(jìn)行了深入的調(diào)研。在橫向跟蹤控制方面,對于研究領(lǐng)域較為常用的傳統(tǒng)Pure Pursuit跟蹤方法其目前所存在的在智能無人車行駛過程中無法獲取合適的預(yù)瞄距離這個(gè)問題進(jìn)行了分析,并且提出了一種基于比較跟蹤位置誤差來獲取自適應(yīng)預(yù)瞄距離的改進(jìn)方法,通過這種改進(jìn)方法,智能無人車能夠更加精確、穩(wěn)定地跟蹤不同曲率下的期望可行路徑。在縱向跟蹤控制方面,結(jié)合PID控制理論,根據(jù)車輛實(shí)驗(yàn)研究平臺,設(shè)計(jì)了基于油門和剎車雙方的智能無人車縱向跟蹤控制系統(tǒng),即通過油門的加速、減速以及剎車的制動來實(shí)現(xiàn)智能無人車縱向速度跟蹤控制。之后,在搭載Ubuntu操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上對改進(jìn)的Pure Pursuit跟蹤方法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),并與傳統(tǒng)Pure Pursuit方法進(jìn)行比較,所獲得的實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果及數(shù)據(jù)能夠驗(yàn)證所提出改進(jìn)方法的有效性。最后,參與設(shè)計(jì)了智能無人駕駛車輛系統(tǒng),主要負(fù)責(zé)包括底層傳感器的軟、硬件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等各功能模塊的搭建和測試工作。通過智能無人車實(shí)驗(yàn)平臺在實(shí)際環(huán)境下的道路測試實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本文對智能無人車輛底層運(yùn)動控制的方案設(shè)計(jì)以及相關(guān)算法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.6
【圖文】：

社會快速發(fā)展，人類生活水平日漸提高，汽車迅速進(jìn)入普通百姓家中，極大方便了人們的日常出行。在現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，汽車業(yè)飛速發(fā)展，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)都給汽車業(yè)注入了新鮮活力與動力，汽車作為一個(gè)智能化的綜合體，以其特有的優(yōu)越性，為人類文明進(jìn)步與社會發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。同時(shí)，道路交通系統(tǒng)的不斷發(fā)展，加快了社會革新，推動了區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)，改善了人們?nèi)粘Ｉ钯|(zhì)量。近些年來，全球范圍內(nèi)汽車的產(chǎn)銷量與保有量呈現(xiàn)逐年遞增趨勢，21 世紀(jì)以來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)社會的迅猛發(fā)展，我國已經(jīng)成為全球第一大汽車產(chǎn)銷市場。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2016 年我國汽車產(chǎn)銷分別為 2819 萬輛和2803 萬輛，居全球之首，截至 2016 年底，全國機(jī)動車保有量達(dá) 2.9 億輛，其中汽車保有量達(dá)到 1.94 億輛，汽車駕駛?cè)顺^ 3.1 億人，預(yù)計(jì)到 2020 年，我國各類汽車保有量將達(dá) 2.8 億輛[1]。如圖 1.1 所示，為 2012-2020 年全國汽車保有量走勢及預(yù)測圖。

社會快速發(fā)展，人類生活水平日漸提高，汽車迅速進(jìn)入普通百姓家中，極大方便了人們的日常出行。在現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，汽車業(yè)飛速發(fā)展，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)都給汽車業(yè)注入了新鮮活力與動力，汽車作為一個(gè)智能化的綜合體，以其特有的優(yōu)越性，為人類文明進(jìn)步與社會發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。同時(shí)，道路交通系統(tǒng)的不斷發(fā)展，加快了社會革新，推動了區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)，改善了人們?nèi)粘Ｉ钯|(zhì)量。近些年來，全球范圍內(nèi)汽車的產(chǎn)銷量與保有量呈現(xiàn)逐年遞增趨勢，21 世紀(jì)以來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)社會的迅猛發(fā)展，我國已經(jīng)成為全球第一大汽車產(chǎn)銷市場。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2016 年我國汽車產(chǎn)銷分別為 2819 萬輛和2803 萬輛，居全球之首，截至 2016 年底，全國機(jī)動車保有量達(dá) 2.9 億輛，其中汽車保有量達(dá)到 1.94 億輛，汽車駕駛?cè)顺^ 3.1 億人，預(yù)計(jì)到 2020 年，我國各類汽車保有量將達(dá) 2.8 億輛[1]。如圖 1.1 所示，為 2012-2020 年全國汽車保有量走勢及預(yù)測圖。

全球約有 120 萬人在道路交通事故中喪生，受傷人數(shù)更是超過 5000 萬，而在我國，2005 年因交通事故死亡近 10 萬人，約有 47 萬人受傷。2009 年，全國道路交通事故共造成 67759 人死亡，27.5 萬人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失高達(dá) 9.1 億元人民幣；2011 年和 2013 年，全國交通事故共造成死亡人數(shù)分別為 62387 人和 58539人，連續(xù)位居世界第一位[1]。如圖 1.2（a）為近年我國汽車交通事故發(fā)生數(shù)量圖，圖 1.2（b）為 2013 年我國交通事故死亡原因分布圖。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

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2 孫振平;自主駕駛汽車智能控制系統(tǒng)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

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本文編號：2768558