動態(tài)障礙物存在場景下的自動駕駛車輛局部路徑規(guī)劃,大多僅考慮車輛與障礙物之間的安全距離約束,而忽略了車輛的機動性能極限,這將導(dǎo)致所規(guī)劃的局部參考路徑不能被車輛準(zhǔn)確跟蹤,控制器的功能也會因此失效。針對這一局限,本文提出了一種新的局部路徑規(guī)劃層及控制器設(shè)計思路,實現(xiàn)車輛在動態(tài)障礙物存在的場景中的安全行駛。本文主要內(nèi)容為:1.針對動態(tài)障礙物存在的行駛環(huán)境,提出基于線性時變模型預(yù)測控制理論的局部路徑規(guī)劃。利用單軌車輛動力學(xué)模型作為預(yù)測模型,考慮車輛前輪轉(zhuǎn)向角、前輪轉(zhuǎn)向角速度、路面附著極限以及輪胎側(cè)偏角約束,預(yù)測車輛與障礙物的行駛軌跡,設(shè)計合理的避障求解函數(shù),完成車輛避開障礙物且盡量靠近全局參考路徑行駛的局部路徑規(guī)劃。2.為保證車輛準(zhǔn)確跟蹤上層參考局部路徑,建立更加精確的雙軌車輛動力學(xué)模型作為控制器預(yù)測模型,根據(jù)傳感器獲取的車輛狀態(tài)量（車輛縱向速度、車身橫擺角、橫擺角速度以及車輛位置坐標(biāo)）,通過模型預(yù)測控制理論獲取前輪轉(zhuǎn)向角。3.最后將局部路徑規(guī)劃層及控制器進行集成,利用CarSim和Simulink搭建聯(lián)合仿真平臺,實現(xiàn)了彎道和動態(tài)障礙物同時存在的復(fù)雜場景下自動駕駛車輛的安全避障行駛,驗證了本文... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

車輛幾何模型

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 = ě ě (1-2)Ohta 等人[11]在路徑跟隨控制中，通過結(jié)合車輛運動學(xué)和動力學(xué)模型獲取自動駕駛車輛的期望橫擺角。Bayar 等人[12]考慮光滑路面情境下的車輛運動學(xué)模型（如圖 1-3），在參考文獻[6]的基礎(chǔ)上加入前后輪胎側(cè)偏角的影響，具體模型見公式 1-3。另外除了單軌運動學(xué)模型外，Snider[13]同時詳細(xì)介紹了結(jié)合阿克曼轉(zhuǎn)向幾何的雙軌車輛運動學(xué)模型。 = ě ě ě = ě ě ě (1-3) = ( )

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 = ě ě (1-2)Ohta 等人[11]在路徑跟隨控制中，通過結(jié)合車輛運動學(xué)和動力學(xué)模型獲取自動駕駛車輛的期望橫擺角。Bayar 等人[12]考慮光滑路面情境下的車輛運動學(xué)模型（如圖 1-3），在參考文獻[6]的基礎(chǔ)上加入前后輪胎側(cè)偏角的影響，具體模型見公式 1-3。另外除了單軌運動學(xué)模型外，Snider[13]同時詳細(xì)介紹了結(jié)合阿克曼轉(zhuǎn)向幾何的雙軌車輛運動學(xué)模型。 = ě ě ě = ě ě ě (1-3) = ( )

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]基于Stanley算法的自適應(yīng)最優(yōu)預(yù)瞄模型研究[J]. 靳欣宇,張軍,劉元盛,王慶閃.  計算機工程. 2018(07)
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[7]無人駕駛車輛局部路徑規(guī)劃的時間一致性與魯棒性研究[J]. 姜巖,王琦,龔建偉,陳慧巖.  自動化學(xué)報. 2015(03)
[8]基于期望橫擺角速度的視覺導(dǎo)航智能車輛橫向控制[J]. 王家恩,陳無畏,王檀彬,汪明磊,肖靈芝.  機械工程學(xué)報. 2012(04)
[9]自動轉(zhuǎn)向滑模變結(jié)構(gòu)控制參數(shù)選取方法[J]. 趙熙俊,劉海鷗,熊光明,龔建偉,陳慧巖.  北京理工大學(xué)學(xué)報. 2011(10)
[10]智能車輛路徑跟蹤橫向控制方法的研究[J]. 趙熙俊,陳慧巖.  汽車工程. 2011(05)



本文編號：3508176