自動駕駛車輛擬人化換道決策和換道軌跡研究
發(fā)布時間:2021-04-29 21:12
相比于其他駕駛行為,換道過程中駕駛?cè)诵枰P(guān)注前方、后方、以及側(cè)向的交通場景,并根據(jù)多維度的信息輸入做出換道決策。對于自動駕駛車輛,換道過程中車載計算機系統(tǒng)也需要觀察周圍的交通環(huán)境,并根據(jù)交通環(huán)境狀態(tài)和自車運動狀態(tài)進行換道決策,決定是否采取換道操作以及如何進行換道�,F(xiàn)階段,自動駕駛車輛的自主換道能力相對較弱,尤其是換道決策和換道執(zhí)行模式需要進一步提升。自動駕駛車輛和傳統(tǒng)人工駕駛車輛在一定時間內(nèi)將在道路上混合行駛。從安全和交通流穩(wěn)定特性需求出發(fā),最好能夠?qū)崿F(xiàn)這兩類車輛行為的一致性。顯然,將駕駛?cè)烁脑斐蔀闄C器一樣的駕駛模式不現(xiàn)實,而將駕駛?cè)说鸟{駛特性提取后輸入計算機,實現(xiàn)自動駕駛車輛的類人化行駛從技術(shù)上更為現(xiàn)實。以換道為例,換道通常分為正常換道和緊急避讓換道。本研究針對自動駕駛車輛的正常換道過程,以保證自動駕駛車輛換道的安全性、乘坐舒適性為目標(biāo),通過學(xué)習(xí)人類駕駛?cè)说膿Q道決策和換道軌跡特性,建立自動駕駛車輛在非緊急避讓情況下的換道決策和換道軌跡模型,實現(xiàn)自動駕駛車輛的類人化換道。針對上述需求,本研究通過在小型乘用車上搭建實驗平臺,開展真實道路環(huán)境下的正常駕駛實驗,基于雷達(dá)、視覺傳感器等儀器,獲...
【文章來源】:長安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 自動駕駛換道決策研究現(xiàn)狀
1.2.2 自動駕駛換道軌跡規(guī)劃研究現(xiàn)狀
1.3 研究目標(biāo)與內(nèi)容
1.4 主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線
1.4.1 主要研究內(nèi)容
1.4.2 主要技術(shù)路線
第二章 駕駛?cè)苏鎸崜Q道數(shù)據(jù)的獲取
2.1 試驗?zāi)康?br> 2.2 試驗方案
2.3 試驗路線
2.3.1 城市低速干道
2.3.3 城市快速干道
2.3.4 普通公路
2.3.5 高速公路
2.4 試驗設(shè)備
2.5 換道數(shù)據(jù)概況
2.5.1 換道過程的定義
2.5.2 換道起始點的確定
2.5.3 換道數(shù)據(jù)基本概況
2.6 本章小結(jié)
第三章 自動駕駛車輛擬人化換道決策模型
3.1 引言
3.2 換道場景劃分
3.3 換道數(shù)據(jù)的采集和預(yù)處理
3.3.1 換道數(shù)據(jù)的采集
3.3.2 換道行為數(shù)據(jù)預(yù)處理
3.4 車輛換道軌跡提取
3.4.1 車輛換道初始時刻和結(jié)束時刻的確定
3.4.2 換道初始時刻和結(jié)束時刻數(shù)據(jù)分析
3.5 自動駕駛車輛擬人化換道決策模型的建立
3.5.1 基于決策樹的換道決策模型
3.5.2 換道決策規(guī)則建立
3.5.3 換道決策樹結(jié)果的驗證與分析
3.6 基于不同類型駕駛?cè)说臄M人化換道決策模型
3.6.1 駕駛?cè)笋{駛特性與風(fēng)格分類
3.6.2 駕駛風(fēng)格概念
3.6.3 駕駛風(fēng)格測量
3.6.4 多維度駕駛風(fēng)格量表
3.6.5 冒進型駕駛?cè)说臄M人化換道決策模型
3.6.6 基于不同類型駕駛員換道決策模型結(jié)果的驗證與分析
3.7 本章小結(jié)
第四章 自動駕駛車輛擬人化換道軌跡規(guī)劃模型
4.1 引言
4.2 模型建立及換道設(shè)計準(zhǔn)則
4.2.1 模型建立
4.2.2 換道設(shè)計準(zhǔn)則
4.3 換道時刻劃分
4.4 換道軌跡規(guī)劃方法
4.5 基于七次多項式的換道軌跡模型
4.6 基于七次多項式的換道軌跡規(guī)劃模型的建立
4.6.1 換道軌跡的約束條件
4.6.2 臨界安全行車距離
4.6.3 防側(cè)翻算法
4.6.4 避撞算法
4.7 基于駕駛?cè)藫Q道數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)的擬人化軌跡生成
4.7.1 自由換道場景下的駕駛?cè)藫Q道數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)
4.7.2 非自由換道場景下的駕駛?cè)藫Q道數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)
4.7.3 自動駕駛車輛擬人化換道軌跡庫生成與驗證
4.8 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 全文展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]面向無人駕駛的車輛協(xié)同換道軌跡規(guī)劃[J]. 游峰,谷廣. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(15)
[2]智能車輛換道行駛的經(jīng)濟車速研究[J]. 金輝,丁峰. 汽車工程. 2018(05)
[3]基于相關(guān)向量機的換道安全性評估[J]. 賈小龍,宋定波,王暢,山巖,何愛生,賈丙碩. 交通信息與安全. 2018(02)
[4]基于5次多項式換道模型的高速公路中央分隔帶開口長度數(shù)值研究[J]. 桂珂捷. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(07)
[5]基于Simulink的換道防碰撞預(yù)警建模與仿真分析[J]. 張凱,劉軍,后士浩,晏曉娟. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)). 2018(02)
[6]駕駛態(tài)度對駕駛員駕駛風(fēng)格的影響[J]. 李爽. 中國健康心理學(xué)雜志. 2016(10)
[7]Structured trajectory planning of collision-free lane change using the vehicle-driver integration data[J]. WANG Jiang Feng,ZHANG Qian,ZHANG Zhi Qi,YAN Xue Dong. Science China(Technological Sciences). 2016(05)
[8]營運客車換道越線時間預(yù)測方法研究[J]. 黎莉,黃曉夢,郭艷君,王暢. 中國安全科學(xué)學(xué)報. 2016(04)
[9]基于相關(guān)向量機和樣條曲線的換道軌跡規(guī)劃[J]. 李茗,李晗. 公路. 2015(09)
[10]駕駛?cè)藫Q道決策分析及意圖識別算法設(shè)計[J]. 丁潔云,黨睿娜,王建強,李克強. 清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(07)
博士論文
[1]多車道高速公路運行方式對分流區(qū)交通安全影響研究[D]. 段力.東南大學(xué) 2015
[2]基于視覺和雷達(dá)的智能車輛自主換道決策機制與控制研究[D]. 朱愿.中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院 2014
碩士論文
[1]無人駕駛車輛換道控制方法研究[D]. 王震宇.東南大學(xué) 2016
[2]基于制動/轉(zhuǎn)向的汽車主動避撞控制系統(tǒng)研究[D]. 黃麗瓊.南京航空航天大學(xué) 2016
[3]智能車輛的軌跡跟蹤控制方法研究[D]. 張茜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]考慮駕駛風(fēng)格的換道預(yù)警方法[D]. 毛錦.長安大學(xué) 2012
本文編號:3168179
【文章來源】:長安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 自動駕駛換道決策研究現(xiàn)狀
1.2.2 自動駕駛換道軌跡規(guī)劃研究現(xiàn)狀
1.3 研究目標(biāo)與內(nèi)容
1.4 主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線
1.4.1 主要研究內(nèi)容
1.4.2 主要技術(shù)路線
第二章 駕駛?cè)苏鎸崜Q道數(shù)據(jù)的獲取
2.1 試驗?zāi)康?br> 2.2 試驗方案
2.3 試驗路線
2.3.1 城市低速干道
2.3.3 城市快速干道
2.3.4 普通公路
2.3.5 高速公路
2.4 試驗設(shè)備
2.5 換道數(shù)據(jù)概況
2.5.1 換道過程的定義
2.5.2 換道起始點的確定
2.5.3 換道數(shù)據(jù)基本概況
2.6 本章小結(jié)
第三章 自動駕駛車輛擬人化換道決策模型
3.1 引言
3.2 換道場景劃分
3.3 換道數(shù)據(jù)的采集和預(yù)處理
3.3.1 換道數(shù)據(jù)的采集
3.3.2 換道行為數(shù)據(jù)預(yù)處理
3.4 車輛換道軌跡提取
3.4.1 車輛換道初始時刻和結(jié)束時刻的確定
3.4.2 換道初始時刻和結(jié)束時刻數(shù)據(jù)分析
3.5 自動駕駛車輛擬人化換道決策模型的建立
3.5.1 基于決策樹的換道決策模型
3.5.2 換道決策規(guī)則建立
3.5.3 換道決策樹結(jié)果的驗證與分析
3.6 基于不同類型駕駛?cè)说臄M人化換道決策模型
3.6.1 駕駛?cè)笋{駛特性與風(fēng)格分類
3.6.2 駕駛風(fēng)格概念
3.6.3 駕駛風(fēng)格測量
3.6.4 多維度駕駛風(fēng)格量表
3.6.5 冒進型駕駛?cè)说臄M人化換道決策模型
3.6.6 基于不同類型駕駛員換道決策模型結(jié)果的驗證與分析
3.7 本章小結(jié)
第四章 自動駕駛車輛擬人化換道軌跡規(guī)劃模型
4.1 引言
4.2 模型建立及換道設(shè)計準(zhǔn)則
4.2.1 模型建立
4.2.2 換道設(shè)計準(zhǔn)則
4.3 換道時刻劃分
4.4 換道軌跡規(guī)劃方法
4.5 基于七次多項式的換道軌跡模型
4.6 基于七次多項式的換道軌跡規(guī)劃模型的建立
4.6.1 換道軌跡的約束條件
4.6.2 臨界安全行車距離
4.6.3 防側(cè)翻算法
4.6.4 避撞算法
4.7 基于駕駛?cè)藫Q道數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)的擬人化軌跡生成
4.7.1 自由換道場景下的駕駛?cè)藫Q道數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)
4.7.2 非自由換道場景下的駕駛?cè)藫Q道數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)
4.7.3 自動駕駛車輛擬人化換道軌跡庫生成與驗證
4.8 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 全文展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]面向無人駕駛的車輛協(xié)同換道軌跡規(guī)劃[J]. 游峰,谷廣. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(15)
[2]智能車輛換道行駛的經(jīng)濟車速研究[J]. 金輝,丁峰. 汽車工程. 2018(05)
[3]基于相關(guān)向量機的換道安全性評估[J]. 賈小龍,宋定波,王暢,山巖,何愛生,賈丙碩. 交通信息與安全. 2018(02)
[4]基于5次多項式換道模型的高速公路中央分隔帶開口長度數(shù)值研究[J]. 桂珂捷. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(07)
[5]基于Simulink的換道防碰撞預(yù)警建模與仿真分析[J]. 張凱,劉軍,后士浩,晏曉娟. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)). 2018(02)
[6]駕駛態(tài)度對駕駛員駕駛風(fēng)格的影響[J]. 李爽. 中國健康心理學(xué)雜志. 2016(10)
[7]Structured trajectory planning of collision-free lane change using the vehicle-driver integration data[J]. WANG Jiang Feng,ZHANG Qian,ZHANG Zhi Qi,YAN Xue Dong. Science China(Technological Sciences). 2016(05)
[8]營運客車換道越線時間預(yù)測方法研究[J]. 黎莉,黃曉夢,郭艷君,王暢. 中國安全科學(xué)學(xué)報. 2016(04)
[9]基于相關(guān)向量機和樣條曲線的換道軌跡規(guī)劃[J]. 李茗,李晗. 公路. 2015(09)
[10]駕駛?cè)藫Q道決策分析及意圖識別算法設(shè)計[J]. 丁潔云,黨睿娜,王建強,李克強. 清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(07)
博士論文
[1]多車道高速公路運行方式對分流區(qū)交通安全影響研究[D]. 段力.東南大學(xué) 2015
[2]基于視覺和雷達(dá)的智能車輛自主換道決策機制與控制研究[D]. 朱愿.中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院 2014
碩士論文
[1]無人駕駛車輛換道控制方法研究[D]. 王震宇.東南大學(xué) 2016
[2]基于制動/轉(zhuǎn)向的汽車主動避撞控制系統(tǒng)研究[D]. 黃麗瓊.南京航空航天大學(xué) 2016
[3]智能車輛的軌跡跟蹤控制方法研究[D]. 張茜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]考慮駕駛風(fēng)格的換道預(yù)警方法[D]. 毛錦.長安大學(xué) 2012
本文編號:3168179
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