發(fā)布時間：2021-04-23 21:51

　　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(shè)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(yù)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(xué)約束考慮不足等問題進(jìn)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(xué)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(yù)測控制的計算量,基于合理假設(shè)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(xué)模型,并采用線性輪胎模型對非線性輪胎模型進(jìn)行了近似線性化。（2）分析推導(dǎo)了線性時變模型預(yù)測控制問題的轉(zhuǎn)化與求解步驟。研究了非線性模型預(yù)測控制和線性時變模型預(yù)測控制的機(jī)制;詳細(xì)推導(dǎo)了非線性模型預(yù)測控制模型的線性化轉(zhuǎn)換方程以及線性時變模型預(yù)測控制算法的預(yù)測模型;詳細(xì)推導(dǎo)了多約束線性時變模型預(yù)測控制優(yōu)化問題轉(zhuǎn)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(xué)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(xué)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(xué)和動力學(xué)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(xué)建模及輪胎模型
    2.3 本章小結(jié)
3 線性時變模型預(yù)測控制問題的轉(zhuǎn)化與求解
    3.1 LTV-MPC問題轉(zhuǎn)化
    3.2 LTV-MPC預(yù)測模型設(shè)計
    3.3 LTV-MPC預(yù)測優(yōu)化問題求解
    3.4 本章小結(jié)
4 自動駕駛汽車運動規(guī)劃與控制框架及算法設(shè)計
    4.1 自動駕駛汽車運動規(guī)劃與控制框架及算法設(shè)計
        4.1.1 自動駕駛汽車運動規(guī)劃與控制框架設(shè)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(shè)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(shè)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(jié)
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(yuǎn)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(fù)雜變道工況運動規(guī)劃與控制仿真
        5.3.1 復(fù)雜變道工況1-中低速
        5.3.2 復(fù)雜變道工況1-中高速
        5.3.3 復(fù)雜變道工況2-中低速
        5.3.4 復(fù)雜變道工況2-中高速
        5.3.5 復(fù)雜變道工況3-中低速
        5.3.6 復(fù)雜變道工況3-中高速
    5.4 本章小結(jié)
6 研究結(jié)論與展望
    6.1 論文主要研究結(jié)論
    6.2 后續(xù)研究工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    A.作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
    B.作者在攻讀學(xué)位期間參加的科研項目
    C.學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于禁區(qū)懲罰函數(shù)和MPC倍增預(yù)測的車輛避障研究[J]. 花曉峰,段建民,田曉生.  計算機(jī)工程與應(yīng)用. 2018(15)
[2]智能駕駛,離我們究竟有多遠(yuǎn)[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(xué)學(xué)報. 2016(12)
[4]基于無模型自適應(yīng)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(dá),鄧志東.  自動化學(xué)報. 2017(11)
[5]A*算法在無人車路徑規(guī)劃中的應(yīng)用[J]. 馬靜,王佳斌,張雪.  計算機(jī)技術(shù)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(xué)學(xué)報. 2016(09)
[7]復(fù)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(jī)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(xué)學(xué)報(工學(xué)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(shù). 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(jī)工程與應(yīng)用. 2012(03)



本文編號：3156106