隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,人們生活水平的提高,自動駕駛技術(shù)越來越受到行業(yè)的關(guān)注。智能車輛在行駛過程中,道路環(huán)境時刻在發(fā)生變化,如行駛在不同車道上的其他車輛、禁止通行的交通指示牌等,控制器需要采取有效的控制策略,控制智能車輛躲避障礙物并平穩(wěn)行駛在車道中。設(shè)計(jì)智能車輛避障控制策略,不僅要考慮道路安全,滿足道路行駛規(guī)范,還應(yīng)考慮車輛本身的動力學(xué)及運(yùn)動學(xué)特性,保證行車穩(wěn)定性,如何在兩者之間做出平衡,是本文研究的重點(diǎn)。針對該問題,本文提出基于模型預(yù)測控制的避障控制策略,并完成了以下工作:首先,分析障礙車的運(yùn)動學(xué)特性,根據(jù)其運(yùn)動學(xué)特性預(yù)測短時間內(nèi)障礙車的運(yùn)動狀態(tài),并基于此確定主車與障礙車的碰撞安全條件。建立包括基于二維高斯分布的障礙車動能場、基于跨道時間的車道保持勢場以及目標(biāo)趨向勢場在內(nèi)的行車風(fēng)險場數(shù)學(xué)模型。其次,設(shè)計(jì)基于模型預(yù)測控制的避障控制器。建立主車的動力學(xué)與運(yùn)動學(xué)模型,為防止主車與障礙車靠近發(fā)生碰撞危險,保證主車行駛在車道內(nèi)區(qū)域,使主車能夠駛向目標(biāo)位置,以主車所受障礙車動能場最小、主車所受車道保持勢場最小、目標(biāo)趨向勢場最小為優(yōu)化目標(biāo)1;為保證主車在沒有干擾的情況下能夠維持當(dāng)前期望車... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211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】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀
        1.2.1 自動駕駛研究現(xiàn)狀
        1.2.2 行車風(fēng)險場研究現(xiàn)狀
        1.2.3 避障控制策略研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容及方法
第二章 行車風(fēng)險場及模型預(yù)測控制理論
    2.1 引言
    2.2 行車風(fēng)險場
        2.2.1 行車風(fēng)險的概念和基本特點(diǎn)
        2.2.2 用場表征行車風(fēng)險
        2.2.3 行車風(fēng)險場概念
    2.3 模型預(yù)測控制理論
        2.3.1 模型預(yù)測控制簡介
        2.3.2 模型預(yù)測控制的基本原理
        2.3.3 模型預(yù)測控制的特點(diǎn)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 行車風(fēng)險場環(huán)境建模
    3.1 引言
    3.2 障礙車運(yùn)動學(xué)分析及碰撞安全條件
        3.2.1 障礙車運(yùn)動學(xué)分析
        3.2.2 碰撞安全條件
    3.3 車道保持勢場模型
    3.4 障礙車動能場模型
    3.5 目標(biāo)趨向勢場模型
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于模型預(yù)測的避障控制器設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 避障控制方案
    4.3 車輛系統(tǒng)建模
        4.3.1 車輛動力學(xué)模型
        4.3.2 車輛運(yùn)動學(xué)模型
    4.4 避障控制算法設(shè)計(jì)
        4.4.1 控制問題需求分析
        4.4.2 控制問題數(shù)學(xué)描述
    4.5 仿真驗(yàn)證與分析
        4.5.1 安全工況仿真驗(yàn)證與分析
        4.5.2 危險工況仿真驗(yàn)證與分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與MPC的避障控制器設(shè)計(jì)
    5.1 引言
    5.2 避障控制算法設(shè)計(jì)
        5.2.1 路徑規(guī)劃問題數(shù)學(xué)描述
        5.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
    5.3 仿真驗(yàn)證與分析
        5.3.1 安全工況仿真驗(yàn)證與分析
        5.3.2 危險工況仿真驗(yàn)證與分析
    5.4 硬件在環(huán)試驗(yàn)驗(yàn)證與分析
        5.4.1 硬件在環(huán)試驗(yàn)平臺
        5.4.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況



本文編號：3164378