發(fā)布時間：2023-11-10 18:43

　　近年來,全球汽車保有量日漸增長,交通擁堵、尾氣污染、能源緊缺等問題日益嚴重,人們對環(huán)境保護、能源消耗、乘員安全提出了更高的要求,智能汽車成為汽車行業(yè)領(lǐng)域的研究熱點。局部路徑規(guī)劃與路徑跟蹤是無人駕駛研究中兩個緊密相連的關(guān)鍵技術(shù)。針對現(xiàn)有路徑規(guī)劃與跟蹤技術(shù)無法滿足實際環(huán)境復(fù)雜多變的需求,導(dǎo)致路徑規(guī)劃與路徑跟蹤失效的問題,本文提出了一種能夠在復(fù)雜動態(tài)環(huán)境下實現(xiàn)路徑規(guī)劃與跟蹤的規(guī)劃控制算法。本文主要研究工作如下:(1)針對復(fù)雜動態(tài)環(huán)境下的局部路徑規(guī)劃問題,本文提出了一種基于離散優(yōu)化方法的智能汽車局部路徑規(guī)劃算法。該算法首先基于全局路徑及傳感器信息建立了包含車道線、靜態(tài)障礙物、動態(tài)車輛的彎道道路模型;其次基于目標車輛的初始位置與航向角,在s-?曲線坐標系中生成了一組候選路徑;最后設(shè)計了一種考慮靜態(tài)安全性、舒適性、多障礙物動態(tài)安全性、目標車道、道路占用率的新的代價函數(shù),并對每一條路徑進行風(fēng)險評估,從而選擇出最優(yōu)路徑。多種典型工況下的仿真驗證了路徑規(guī)劃算法在復(fù)雜動態(tài)環(huán)境下的有效性與實時性。(2)針對智能汽車路徑跟蹤橫向控制問題,設(shè)計了基于分數(shù)階PID控制算法的路徑跟蹤控制器。該算法基于預(yù)瞄理論,以期...

【文章頁數(shù)】：82 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 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀
        1.2.2 路徑跟蹤研究現(xiàn)狀
        1.2.3 智能車輛路徑規(guī)劃與路徑跟蹤橫向控制研究中的問題
    1.3 論文主要研究內(nèi)容與章節(jié)安排
2 基于離散優(yōu)化方法的智能汽車局部路徑規(guī)劃
    2.1 離散優(yōu)化算法框架
    2.2 道路環(huán)境構(gòu)造
        2.2.1 道路基準線
        2.2.2 s-ρ曲線坐標系下的車輛定位
        2.2.3 交通參與車輛定義
    2.3 候選路徑生成
    2.4 基于代價函數(shù)選擇最優(yōu)路徑
        2.4.1 考慮靜態(tài)避障安全的代價函數(shù)
        2.4.2 考慮舒適性的代價函數(shù)
        2.4.3 考慮動態(tài)避障安全的代價函數(shù)
        2.4.4 考慮行駛在目標車道中心的代價函數(shù)
        2.4.5 考慮道路占用率的代價函數(shù)
        2.4.6 最優(yōu)路徑選擇的總代價函數(shù)
    2.5 仿真分析
        2.5.1 靜態(tài)障礙物避障
        2.5.2 動態(tài)障礙物避障
    2.6 本章小結(jié)
3 基于粒子群優(yōu)化的分數(shù)階PID路徑跟蹤
    3.1 基于預(yù)瞄理論的智能車路徑跟蹤
    3.2 車輛二自由度動力學(xué)模型
    3.3 分數(shù)階PID控制
        3.3.1 分數(shù)階微積分理論
        3.3.2 分數(shù)階PID控制器設(shè)計
        3.3.3 分數(shù)階微積分算子的近似
    3.4 基于粒子群算法的分數(shù)階PID控制器參數(shù)整定
        3.4.1 粒子群優(yōu)化算法理論
        3.4.2 分數(shù)階PID控制器參數(shù)整定
    3.5 仿真分析
        3.5.1 階躍響應(yīng)分析
        3.5.2 Carsim/Simulink聯(lián)合仿真
    3.6 本章小結(jié)
4 局部路徑規(guī)劃與跟蹤聯(lián)合仿真
    4.1 仿真平臺概述
    4.2 仿真結(jié)果
        4.2.1 靜態(tài)工況仿真
        4.2.2 動態(tài)工況仿真
    4.3 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 研究工作總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻
附錄
    A作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文
    B作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項目
    C學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝



本文編號：3862111