智能車輛換道軌跡跟蹤控制研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-17 11:59
隨著人們對(duì)于安全、節(jié)能、環(huán)保、舒適的交通服務(wù)需求的日益增長(zhǎng),加快汽車智能化的發(fā)展成為了全世界的共識(shí)。智能車輛融合了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù),如無線通信、智能互聯(lián)、環(huán)境感知、車輛運(yùn)動(dòng)控制等,這些技術(shù)象征著汽車行業(yè)未來發(fā)展方向,是新一輪科技革命背景下的新興產(chǎn)業(yè)。車道變更是智能駕駛中最常見的行為之一,研究數(shù)據(jù)顯示,造成人員傷亡的交通事故中,5%與換道操作有關(guān),因此本文針對(duì)換道場(chǎng)景進(jìn)行軌跡跟蹤控制技術(shù)的研究對(duì)于減少交通事故、提高道路通行率具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。自主換道軌跡跟蹤控制相關(guān)技術(shù)屬于智能駕駛技術(shù)研究范疇,當(dāng)前在相對(duì)特殊的真實(shí)環(huán)境中,若是期望令智能車輛的自主行駛活動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)成熟駕駛者基本的智能、穩(wěn)定性還需要一定時(shí)間的發(fā)展。而當(dāng)前的車輛在具體的變換車道程序內(nèi),換道持續(xù)時(shí)間相對(duì)較為短暫,而其中的車輛速度通常可以維持穩(wěn)定的狀態(tài),為便捷后續(xù)的分析工作,暫時(shí)并不計(jì)算針對(duì)車輛采取對(duì)應(yīng)的縱速控制。在分析中先是針對(duì)自主換到?jīng)Q策開展簡(jiǎn)要的分析,依靠針對(duì)換道特征的針對(duì)性研究活動(dòng),針對(duì)其采取最小安全距離的思路來開展設(shè)計(jì)工作,同時(shí)計(jì)算安全以及個(gè)性化等要素來開展模塊的設(shè)計(jì)工作。而對(duì)于軌跡規(guī)劃工作而言,依靠對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式來達(dá)成理想...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 智能汽車發(fā)展概況
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 智能汽車換道軌跡跟蹤概述
1.4 目前存在的主要問題
1.5 主要研究?jī)?nèi)容與研究方法
2 車輛系統(tǒng)建模與控制理論基礎(chǔ)
2.1 輪胎模型
2.2 動(dòng)力學(xué)模型
2.3 車輛模型的驗(yàn)證
2.4 本章小結(jié)
3 自主換道決策與軌跡規(guī)劃
3.1 換道行為特性分析
3.1.1 換道行為的產(chǎn)生
3.1.2 換道過程的劃分
3.2 智能車輛自主換道行為決策
3.2.1 換道策略的制定
3.2.2 換道安全距離模型
3.3 智能車輛換道軌跡規(guī)劃
3.4 本章小結(jié)
4 基于MPC的換道軌跡跟蹤控制
4.1 模型預(yù)測(cè)控制原理
4.2 非線性預(yù)測(cè)控制算法
4.3 線性時(shí)變預(yù)測(cè)控制算法
4.4 模型預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì)
4.4.1 預(yù)測(cè)方程的建立
4.4.2 控制器的優(yōu)化求解
4.4.3 控制器約束條件建立
4.5 本章小結(jié)
5 換道軌跡跟蹤仿真結(jié)果分析
5.1 仿真模擬平臺(tái)
5.1.1 仿真平臺(tái)簡(jiǎn)介
5.1.2 虛擬場(chǎng)景搭建及模型建立
5.2 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.2.1 仿真參數(shù)
5.2.2 仿真結(jié)果
5.3 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于元胞自動(dòng)機(jī)的車輛換道行為研究[J]. 李娟,曲大義,劉聰,王進(jìn)展,許翔華. 公路交通科技. 2016(11)
[2]智能汽車發(fā)展的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 吳忠澤. 時(shí)代汽車. 2015(07)
[3]智能汽車技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J]. 陳慧,徐建波. 中國(guó)集成電路. 2014(11)
[4]基于運(yùn)動(dòng)微分約束的無人車輛縱橫向協(xié)同規(guī)劃算法的研究[J]. 姜巖,龔建偉,熊光明,陳慧巖. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(12)
[5]智能汽車換道控制算法的仿真研究[J]. 王暢,秦加合,郭明華,孫勤英,張文霞. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2013(07)
[6]軟約束線性模型預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性方法[J]. 李升波,王建強(qiáng),李克強(qiáng). 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(11)
[7]智能車輛自由換道模型研究[J]. 李瑋,高德芝,段建民. 公路交通科技. 2010(02)
[8]輪胎動(dòng)力學(xué)模型的建立與仿真分析[J]. 李松焱,閔永軍,王良模,安麗華. 南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(03)
[9]奧迪Q7駕駛輔助系統(tǒng)之換道輔助系統(tǒng)[J]. 路明輝. 汽車電器. 2008(10)
博士論文
[1]智能汽車綜合縱向控制的統(tǒng)一駕駛員模型研究[D]. 崔文鋒.吉林大學(xué) 2017
[2]城區(qū)動(dòng)態(tài)環(huán)境下智能車輛行為決策研究[D]. 宋威龍.北京理工大學(xué) 2016
[3]基于視覺和雷達(dá)的智能車輛自主換道決策機(jī)制與控制研究[D]. 朱愿.中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院 2014
[4]智能車輛自動(dòng)換道與自動(dòng)超車控制方法的研究[D]. 游峰.吉林大學(xué) 2005
碩士論文
[1]智能網(wǎng)聯(lián)汽車高速公路自主性換道決策模型研究[D]. 丁婉婷.東南大學(xué) 2017
[2]無人駕駛車輛換道與超車控制方法研究[D]. 祁智.燕山大學(xué) 2017
[3]自主駕駛車輛軌跡跟蹤控制研究[D]. 馬迪.大連理工大學(xué) 2017
[4]智能車輛自主換道方法的研究[D]. 王政.吉林大學(xué) 2016
[5]無人駕駛車輛換道控制方法研究[D]. 王震宇.東南大學(xué) 2016
[6]復(fù)雜動(dòng)態(tài)城市環(huán)境下無人駕駛車輛仿生換道決策模型研究[D]. 田賡.北京理工大學(xué) 2016
[7]基于模型預(yù)測(cè)控制的無人駕駛車輛軌跡跟蹤控制算法研究[D]. 孫銀健.北京理工大學(xué) 2015
[8]用于換道仿真的車輛運(yùn)動(dòng)控制與動(dòng)力學(xué)模型研究[D]. 秦加合.長(zhǎng)安大學(xué) 2013
[9]4WS車輛高速公路智能換道避障安全行車輔助系統(tǒng)研究[D]. 戚志錦.重慶交通大學(xué) 2012
[10]城市道路駕駛員車道變換行為及注視轉(zhuǎn)移特性研究[D]. 霍克.長(zhǎng)安大學(xué) 2010
本文編號(hào):3143415
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 智能汽車發(fā)展概況
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 智能汽車換道軌跡跟蹤概述
1.4 目前存在的主要問題
1.5 主要研究?jī)?nèi)容與研究方法
2 車輛系統(tǒng)建模與控制理論基礎(chǔ)
2.1 輪胎模型
2.2 動(dòng)力學(xué)模型
2.3 車輛模型的驗(yàn)證
2.4 本章小結(jié)
3 自主換道決策與軌跡規(guī)劃
3.1 換道行為特性分析
3.1.1 換道行為的產(chǎn)生
3.1.2 換道過程的劃分
3.2 智能車輛自主換道行為決策
3.2.1 換道策略的制定
3.2.2 換道安全距離模型
3.3 智能車輛換道軌跡規(guī)劃
3.4 本章小結(jié)
4 基于MPC的換道軌跡跟蹤控制
4.1 模型預(yù)測(cè)控制原理
4.2 非線性預(yù)測(cè)控制算法
4.3 線性時(shí)變預(yù)測(cè)控制算法
4.4 模型預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì)
4.4.1 預(yù)測(cè)方程的建立
4.4.2 控制器的優(yōu)化求解
4.4.3 控制器約束條件建立
4.5 本章小結(jié)
5 換道軌跡跟蹤仿真結(jié)果分析
5.1 仿真模擬平臺(tái)
5.1.1 仿真平臺(tái)簡(jiǎn)介
5.1.2 虛擬場(chǎng)景搭建及模型建立
5.2 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.2.1 仿真參數(shù)
5.2.2 仿真結(jié)果
5.3 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于元胞自動(dòng)機(jī)的車輛換道行為研究[J]. 李娟,曲大義,劉聰,王進(jìn)展,許翔華. 公路交通科技. 2016(11)
[2]智能汽車發(fā)展的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 吳忠澤. 時(shí)代汽車. 2015(07)
[3]智能汽車技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J]. 陳慧,徐建波. 中國(guó)集成電路. 2014(11)
[4]基于運(yùn)動(dòng)微分約束的無人車輛縱橫向協(xié)同規(guī)劃算法的研究[J]. 姜巖,龔建偉,熊光明,陳慧巖. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(12)
[5]智能汽車換道控制算法的仿真研究[J]. 王暢,秦加合,郭明華,孫勤英,張文霞. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2013(07)
[6]軟約束線性模型預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性方法[J]. 李升波,王建強(qiáng),李克強(qiáng). 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(11)
[7]智能車輛自由換道模型研究[J]. 李瑋,高德芝,段建民. 公路交通科技. 2010(02)
[8]輪胎動(dòng)力學(xué)模型的建立與仿真分析[J]. 李松焱,閔永軍,王良模,安麗華. 南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(03)
[9]奧迪Q7駕駛輔助系統(tǒng)之換道輔助系統(tǒng)[J]. 路明輝. 汽車電器. 2008(10)
博士論文
[1]智能汽車綜合縱向控制的統(tǒng)一駕駛員模型研究[D]. 崔文鋒.吉林大學(xué) 2017
[2]城區(qū)動(dòng)態(tài)環(huán)境下智能車輛行為決策研究[D]. 宋威龍.北京理工大學(xué) 2016
[3]基于視覺和雷達(dá)的智能車輛自主換道決策機(jī)制與控制研究[D]. 朱愿.中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院 2014
[4]智能車輛自動(dòng)換道與自動(dòng)超車控制方法的研究[D]. 游峰.吉林大學(xué) 2005
碩士論文
[1]智能網(wǎng)聯(lián)汽車高速公路自主性換道決策模型研究[D]. 丁婉婷.東南大學(xué) 2017
[2]無人駕駛車輛換道與超車控制方法研究[D]. 祁智.燕山大學(xué) 2017
[3]自主駕駛車輛軌跡跟蹤控制研究[D]. 馬迪.大連理工大學(xué) 2017
[4]智能車輛自主換道方法的研究[D]. 王政.吉林大學(xué) 2016
[5]無人駕駛車輛換道控制方法研究[D]. 王震宇.東南大學(xué) 2016
[6]復(fù)雜動(dòng)態(tài)城市環(huán)境下無人駕駛車輛仿生換道決策模型研究[D]. 田賡.北京理工大學(xué) 2016
[7]基于模型預(yù)測(cè)控制的無人駕駛車輛軌跡跟蹤控制算法研究[D]. 孫銀健.北京理工大學(xué) 2015
[8]用于換道仿真的車輛運(yùn)動(dòng)控制與動(dòng)力學(xué)模型研究[D]. 秦加合.長(zhǎng)安大學(xué) 2013
[9]4WS車輛高速公路智能換道避障安全行車輔助系統(tǒng)研究[D]. 戚志錦.重慶交通大學(xué) 2012
[10]城市道路駕駛員車道變換行為及注視轉(zhuǎn)移特性研究[D]. 霍克.長(zhǎng)安大學(xué) 2010
本文編號(hào):3143415
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