自動駕駛系統(tǒng)的兩大子模塊——運動規(guī)劃模塊和運動控制模塊扮演著極其重要的角色,是自動駕駛汽車智能最直接的體現(xiàn),直接影響著駕乘人員安全性、舒適性、能耗和交通效率等方面。設計一個快速的、可靠的和穩(wěn)健的自動駕駛汽車運動規(guī)劃和控制框架及算法極其重要。論文針對現(xiàn)有的基于模型預測控制的自動駕駛汽車運動規(guī)劃與控制框架及算法計算量大、現(xiàn)有的運動規(guī)劃與控制框架及算法在規(guī)劃階段中對車輛動力學約束考慮不足等問題進行了研究,主要研究內(nèi)容如下:（1）建立了車輛自行車動力學模型與線性輪胎模型。為了在保證控制效果的前提下盡可能減少模型預測控制的計算量,基于合理假設建立了適用于自動駕駛汽車運動規(guī)劃與控制的車輛自行車動力學模型,并采用線性輪胎模型對非線性輪胎模型進行了近似線性化。（2）分析推導了線性時變模型預測控制問題的轉化與求解步驟。研究了非線性模型預測控制和線性時變模型預測控制的機制;詳細推導了非線性模型預測控制模型的線性化轉換方程以及線性時變模型預測控制算法的預測模型;詳細推導了多約束線性時變模型預測控制優(yōu)化問題轉化為二次規(guī)劃問題的步驟以及求解方程。（3）提出了一種新的自動駕駛汽車運動規(guī)劃與控制框架及算法。為了降低... 

【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 論文研究背景及意義
    1.2 自動駕駛汽車運動規(guī)劃與運動控制算法研究現(xiàn)狀
    1.3 基于MPC的自動駕駛汽車運動規(guī)劃與控制
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
2 車輛運動學和動力學建模
    2.1 自動駕駛汽車運動規(guī)劃與控制車輛建模方法綜述
    2.2 車輛動力學建模及輪胎模型
    2.3 本章小結
3 線性時變模型預測控制問題的轉化與求解
    3.1 LTV-MPC問題轉化
    3.2 LTV-MPC預測模型設計
    3.3 LTV-MPC預測優(yōu)化問題求解
    3.4 本章小結
4 自動駕駛汽車運動規(guī)劃與控制框架及算法設計
    4.1 自動駕駛汽車運動規(guī)劃與控制框架及算法設計
        4.1.1 自動駕駛汽車運動規(guī)劃與控制框架設計
        4.1.2 基于縱向安全優(yōu)先性的動態(tài)安全區(qū)域規(guī)劃
        4.1.3 自動駕駛汽車縱向運動規(guī)劃與縱向運動控制算法設計
        4.1.4 自動駕駛汽車橫向運動規(guī)劃與控制集成算法設計
    4.2 自動駕駛汽車運動規(guī)劃與控制框架及算法性能對比
    4.3 本章小結
5 自動駕駛汽車運動規(guī)劃與控制仿真
    5.1 車道保持工況運動規(guī)劃與控制仿真
        5.1.1 前車切入工況
        5.1.2 前車切出工況
        5.1.3 跟車工況
        5.1.4 遠處追擊前車工況
        5.1.5 前車緊急制動工況
    5.2 簡單變道工況運動規(guī)劃與控制仿真
        5.2.1 簡單變道工況-中低速
        5.2.2 簡單變道工況-中高速
    5.3 復雜變道工況運動規(guī)劃與控制仿真
        5.3.1 復雜變道工況1-中低速
        5.3.2 復雜變道工況1-中高速
        5.3.3 復雜變道工況2-中低速
        5.3.4 復雜變道工況2-中高速
        5.3.5 復雜變道工況3-中低速
        5.3.6 復雜變道工況3-中高速
    5.4 本章小結
6 研究結論與展望
    6.1 論文主要研究結論
    6.2 后續(xù)研究工作展望
參考文獻
附錄
    A.作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄
    B.作者在攻讀學位期間參加的科研項目
    C.學位論文數(shù)據(jù)集
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]智能駕駛,離我們究竟有多遠[J]. 華南,王碧清.  中華兒女. 2017(13)
[3]無人駕駛車輛路徑跟蹤的增量式PID控制[J]. 譚寶成,王賓.  西安工業(yè)大學學報. 2016(12)
[4]基于無模型自適應控制的無人駕駛汽車橫向控制方法[J]. 田濤濤,侯忠生,劉世達,鄧志東.  自動化學報. 2017(11)
[5]A*算法在無人車路徑規(guī)劃中的應用[J]. 馬靜,王佳斌,張雪.  計算機技術與發(fā)展. 2016(11)
[6]基于Pure Pursuit算法的智能車路徑跟蹤[J]. 段建民,楊晨,石慧.  北京工業(yè)大學學報. 2016(09)
[7]復雜環(huán)境下基于RRT的智能車輛運動規(guī)劃算法[J]. 杜明博,梅濤,陳佳佳,趙盼,梁華為,黃如林,陶翔.  機器人. 2015(04)
[8]基于最優(yōu)控制理論的智能車輛軌跡生成方法[J]. 李愛娟,李舜酩,趙萬忠,沈峘,江星星,邱緒云,王慧君.  吉林大學學報(工學版). 2014(05)
[9]智能車輛的滑模軌跡跟蹤控制[J]. 李淵,馬戎,付維平.  測控技術. 2012(09)
[10]基于多項式的智能車輛換道軌跡規(guī)劃[J]. 李瑋,王晶,段建民.  計算機工程與應用. 2012(03)



本文編號：3156106