發(fā)布時(shí)間：2021-05-24 15:23

　　隨著科技的進(jìn)步,無(wú)人駕駛技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前汽車領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。無(wú)人駕駛汽車可以極大地減少交通事故發(fā)生、解決交通安全問(wèn)題、減少能源消耗,并能在惡劣的情況下,如:救援搶險(xiǎn)、拆除爆炸物、污染區(qū)作業(yè)等代替人類工作。車輛的橫向控制作為無(wú)人駕駛技術(shù)中的一項(xiàng)非常關(guān)鍵的技術(shù),其控制的好壞直接決定無(wú)人駕駛汽車路徑跟蹤的成敗,受到國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注和重視。本文針對(duì)FSAC（中國(guó)大學(xué)生無(wú)人駕駛方程式大賽）賽車在賽場(chǎng)環(huán)境的特定場(chǎng)景下研究了車輛決策層的橫向控制算法,旨在保障賽車能夠穩(wěn)定地跟蹤設(shè)定的軌跡,圓滿完成比賽任務(wù)。首先根據(jù)FSAC賽車的規(guī)則和比賽要求,分析出賽車的控制功能需求,根據(jù)需求設(shè)計(jì)了賽車底層轉(zhuǎn)向控制的外圍電路并對(duì)轉(zhuǎn)向控制算法進(jìn)行了設(shè)計(jì)。再考慮低速和高速情況下賽車對(duì)賽道的路徑跟蹤,以運(yùn)動(dòng)學(xué)模型、動(dòng)力學(xué)模型為基礎(chǔ),采用MPC（模型預(yù)測(cè)控制）算法,結(jié)合約束條件,設(shè)計(jì)了橫向控制器。接著詳細(xì)推導(dǎo)了算法相關(guān)公式,提出將控制器的目標(biāo)函數(shù)設(shè)計(jì)的優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化成二次規(guī)劃問(wèn)題求解進(jìn)行研究。最后利用Simulink和Carsim軟件,在Carsim中對(duì)車輛模型和工況進(jìn)行參數(shù)設(shè)定,設(shè)置車輛輸入輸出端口,在Simulink中... 

【文章來(lái)源】：西華大學(xué)四川省

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 無(wú)人駕駛汽車研究現(xiàn)狀
        1.2.2 無(wú)人駕駛汽車橫向控制算法研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
2 FSAC賽車架構(gòu)及設(shè)計(jì)
    2.1 FSAC賽車系統(tǒng)組成
    2.2 FSAC賽車感知系統(tǒng)主要部件及功能
    2.3 底層轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        2.3.1 轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
        2.3.2 轉(zhuǎn)向控制算法設(shè)計(jì)
    2.4 整車控制邏輯
    2.5 本章小結(jié)
3 車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)模型
    3.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
    3.2 動(dòng)力學(xué)模型
    3.3 本章小結(jié)
4.路徑跟蹤控制器設(shè)計(jì)
    4.1 MPC原理
    4.2 基于低速運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的路徑跟蹤控制器設(shè)計(jì)
        4.2.1 模型設(shè)計(jì)
        4.2.2 控制器設(shè)計(jì)
        4.2.3 約束條件
    4.3 基于高速的動(dòng)力學(xué)模型控制器設(shè)計(jì)
        4.3.1 模型設(shè)計(jì)
        4.3.2 控制器設(shè)計(jì)
        4.3.3 約束條件
    4.4 控制器穩(wěn)定性分析
    4.5 本章小結(jié)
5 控制器仿真分析
    5.1 仿真軟件介紹
        5.1.1 Carsim軟件介紹
        5.1.2 Simulink軟件介紹
    5.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真模型搭建
        5.2.1 模型搭建
        5.2.2 軟件設(shè)計(jì)
    5.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真工況
        5.3.1 直線工況
        5.3.2 “S”型曲線工況
        5.3.3 賽道工況
    5.4 動(dòng)力學(xué)仿真模型搭建
        5.4.1 模型搭建
        5.4.2 軟件設(shè)計(jì)
    5.5 動(dòng)力學(xué)仿真工況
        5.5.1 仿真工況1:不同車速仿真
        5.5.2 仿真工況2:不同路面附著系數(shù)對(duì)比
    5.6 本章小結(jié)
6 控制算法實(shí)車驗(yàn)證
    6.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
    6.2 GPS定位原理和數(shù)據(jù)采集
        6.2.1 定位原理
        6.2.2 GPS數(shù)據(jù)采集
    6.3 測(cè)試結(jié)果分析
    6.4 本章小結(jié)
總結(jié)和展望
    總結(jié)
    展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]智能車輛運(yùn)動(dòng)控制研究綜述[J]. 郭景華,李克強(qiáng),羅禹貢.  汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2016(02)
[2]工信部:解讀《中國(guó)制造2025》規(guī)劃系列之推動(dòng)節(jié)能與新能源汽車發(fā)展[J]. 于占波.  商用汽車. 2015(06)
[3]基于視覺(jué)的無(wú)人駕駛車自主導(dǎo)航控制器設(shè)計(jì)[J]. 郭景華,胡平,李琳輝,王榮本.  大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[4]改進(jìn)的有限時(shí)間最優(yōu)預(yù)瞄橫向控制器設(shè)計(jì)[J]. 馬瑩,李克強(qiáng),高峰,郭磊,連小珉.  汽車工程. 2006(05)
[5]基于模糊邏輯和GA的智能車輛橫向控制算法仿真研究[J]. 阮久宏,付夢(mèng)印,李貽斌,鄧志紅.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2004(10)
[6]高速智能車輛變結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向控制器切換超平面選取方法[J]. 王榮本,馬雷,施樹明,郭烈.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2004(10)
[7]智能車輛橫向控制研究[J]. 周俊,姬長(zhǎng)英.  機(jī)器人. 2003(01)

博士論文
[1]基于車聯(lián)網(wǎng)的十字路口節(jié)能與安全車速引導(dǎo)技術(shù)研究[D]. 項(xiàng)學(xué)海.東南大學(xué) 2015
[2]移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃及軌跡跟蹤問(wèn)題研究[D]. 王仲民.河北工業(yè)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]自動(dòng)泊車路徑?jīng)Q策規(guī)劃與車輛控制算法研究[D]. 張城瑞.中北大學(xué) 2019
[2]無(wú)人駕駛汽車路徑規(guī)劃與路徑跟蹤研究[D]. 陳靜.西華大學(xué) 2019
[3]基于GPS和激光雷達(dá)的無(wú)人駕駛策略研究[D]. 方海洋.長(zhǎng)安大學(xué) 2019
[4]無(wú)人觀光車底層控制系統(tǒng)改造及路徑跟蹤算法研究[D]. 樊曉楠.長(zhǎng)安大學(xué) 2019
[5]基于MPC算法的無(wú)人駕駛車輛軌跡跟蹤控制研究[D]. 由智恒.吉林大學(xué) 2018
[6]無(wú)人駕駛汽車路徑跟蹤控制研究[D]. 奉山森.湖南大學(xué) 2018
[7]無(wú)人駕駛車輛的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制[D]. 余如.吉林大學(xué) 2016
[8]全方位移動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人容錯(cuò)控制[D]. 劉環(huán)雨.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2016
[9]基于橫向與縱向綜合控制的智能車輛運(yùn)動(dòng)控制研究[D]. 王浩.南京航空航天大學(xué) 2016
[10]基于模型預(yù)測(cè)控制的無(wú)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



本文編號(hào)：3204416