基于駕駛模擬器的自主駕駛仿真技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-21 09:31
自主駕駛技術(shù)是世界各國(guó)共同關(guān)注和積極推動(dòng)的面向未來(lái)的交通新技術(shù)。目前,自主駕駛的主要研究方式是通過(guò)實(shí)車(chē)測(cè)試或仿真測(cè)試收集不同道路場(chǎng)景數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練和優(yōu)化車(chē)輛模型,解決車(chē)輛安全性差、環(huán)境適應(yīng)性不足等問(wèn)題。實(shí)車(chē)測(cè)試存在成本高、安全難以保障及可重復(fù)性差等問(wèn)題,而仿真測(cè)試可有效規(guī)避這些問(wèn)題,盡管無(wú)法完全替代實(shí)車(chē)測(cè)試,但仍然是自主駕駛技術(shù)發(fā)展中必要的研究方式,如Waymo公司累計(jì)模擬仿真測(cè)試?yán)锍坛^(guò)50億英里用于訓(xùn)練和優(yōu)化車(chē)輛模型。大量的仿真測(cè)試能夠?yàn)閷?shí)車(chē)測(cè)試規(guī)避一些潛在風(fēng)險(xiǎn),已成為自主駕駛技術(shù)研究中廣泛應(yīng)用的方式。在目前的各種交通仿真系統(tǒng)中,車(chē)輛行為模型大多模擬人工駕駛的特性,期望再現(xiàn)人工駕駛的宏微觀(guān)規(guī)律。這與自主駕駛車(chē)輛的行為存在一定的差異。由此,本文基于UC-winRoad駕駛模擬器構(gòu)建具備模擬自主駕駛主要功能及模型測(cè)試的仿真平臺(tái),進(jìn)而對(duì)自主駕駛車(chē)輛行為模型進(jìn)行研究。主要開(kāi)展了以下三方面的自主駕駛仿真技術(shù)研究:首先,基于駕駛模擬器的自主駕駛仿真平臺(tái)構(gòu)建。利用UC-winRoad仿真軟件及SDK進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)構(gòu)建自主駕駛仿真平臺(tái)。根據(jù)研究需求設(shè)計(jì)交互界而,確定自主駕駛控制邏輯。開(kāi)發(fā)車(chē)輛信息創(chuàng)建模塊...
【文章來(lái)源】:北方工業(yè)大學(xué)北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1?UC-win/Road三維仿真軟件??
第二章基于駕駛模擬器的自主駕駛仿真平臺(tái)構(gòu)建??因此,結(jié)合本文研究的目的,同吋為簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)平臺(tái)的復(fù)雜度,減少系統(tǒng)運(yùn)行??的影響因素,降低參變量的數(shù)量,采用直接控制的方式對(duì)自主駕駛行為模型進(jìn)行??研宄,同時(shí)構(gòu)建隨機(jī)影響因素功能函數(shù)來(lái)產(chǎn)生和模擬實(shí)車(chē)行駛過(guò)程中受到的影響??因素,使得仿真環(huán)境下的A主駕駛:個(gè):輛也受到與實(shí)車(chē)相類(lèi)似的影響W索。選杼該??方式可以直接將模型的控制效果反映在車(chē)輛的運(yùn)行效果丨:,U!加便f對(duì)K校型及??控制策略進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。車(chē)輛的控制過(guò)程如圖2-3所示。??信息處理中?兀j控制執(zhí)行單兀??|f?個(gè)1?變M信息轉(zhuǎn)化?丄4?|??|橫向加|?縱向加I?。J?車(chē)輛轉(zhuǎn)行駛速??速度?速度?免?度??1?」?一—?;????????圖2-3?f_|卞%駛控制過(guò)程??上圖中,信息處理單元是依據(jù)車(chē)輛行為控制模型、車(chē)輛所處當(dāng)前狀態(tài)及周邊??環(huán)境信息對(duì)信息進(jìn)行處理后得到車(chē)輛行駛加速度信息;控制執(zhí)行中元足基礎(chǔ)仿真??平臺(tái)屮實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真車(chē)輛進(jìn)行控制所需要輸入的參數(shù),通過(guò)輸入的控制參量對(duì)車(chē)輛??進(jìn)行控制:信息處理單元輸出的信息需要經(jīng)過(guò)信息轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂茊卧??的信息。??而信息處理單元是本文開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛自主駕駛功能的核心內(nèi)容,主要開(kāi)發(fā)了??午輛信息創(chuàng)建、信息獲収、行為控制、運(yùn)動(dòng)控制等功能模塊,實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真場(chǎng)景中??個(gè)輛的控制,進(jìn)而在戰(zhàn)礎(chǔ)平臺(tái)提供的功能基礎(chǔ)上,通過(guò)該單元構(gòu)建自主駕駛仿與??f臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)丨'丨丨:駕駛車(chē)輛行為模塊對(duì)車(chē)輛控制效果的仿餌分析,以及模型參數(shù)??的優(yōu)化等功能。在信息處理單元中對(duì)于開(kāi)發(fā)平臺(tái)屮自七駕駛車(chē)輛的控制」:,采用??基于約束條件的線(xiàn)性反饋控制策略,同時(shí)結(jié)合仿真模擬平臺(tái)的特點(diǎn)
第二章基于駕駛模擬器的自主駕駛仿真平臺(tái)構(gòu)建??fli駕駛車(chē)輛??I??T??乍輛狀態(tài)及周邊信息獲取??換道產(chǎn)生約束???一?i?一?4??換道空間確認(rèn)丨?I車(chē)輛狀態(tài)確認(rèn)??L???*?I—???1??.i??f??換道空間約束??行為閾值打丨兌|??I?士丨?I??換—-?I?:^|?r,:t:,:ir|??I??r??r??中N約朿??>n?.??足|?'?—?z?.?否?否「?兜隱2???i??雙乍m前車(chē)速度|?:戰(zhàn)r換道'個(gè):間的?i轉(zhuǎn)換巧駛擰|?跟馳駕駛擰??優(yōu)化拉制?j?軌跡優(yōu)化?制策略|?制策略??閣2-4自主駕駛車(chē)輛控制流程??2.3仿真平臺(tái)自主駕駛插件開(kāi)發(fā)??木節(jié)屮耍對(duì)開(kāi)發(fā)的ri主駕駛功能插件中的自主駕駛車(chē)輛的倍息處理單元開(kāi)??犮的屯要功能模塊和平臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)的交:「I:界而設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行闡述。??2.3.1自主駕駛插件實(shí)現(xiàn)??依裾基礎(chǔ)平臺(tái)插件開(kāi)發(fā)的相關(guān)設(shè)計(jì)耍求,本文依據(jù)自身研宄的需要,將構(gòu)讓??的主駕駛功能插件分為了四個(gè)部分,如圖2-5所示。??|識(shí)別插件單元I?實(shí)時(shí)信息單元|?功能開(kāi)發(fā)單元?交互界面單元|??.▲?▲?|?丨?▲?;?f?A?1?I?1?▲??"I?|?j?^?i?y?I?‘?j?|??Load/Unloa事件創(chuàng)?初始化?信息獲?模型彳』?外部數(shù)?Wfl?中-?交1|:界??d?Plugin?建/釋放?設(shè)腎?取?為控制?據(jù)控制?I丨丨丨設(shè)汁??i?!?I?;?I?I?:??圖2-5?七駕駛功能插件結(jié)構(gòu)??12??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于改進(jìn)優(yōu)化速度函數(shù)的跟馳模型研究[J]. 楊龍海,趙順,徐洪. 交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息. 2017(02)
[2]基于期望跟馳間距的跟馳模型研究[J]. 楊龍海,趙順,羅沂. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2016(04)
[3]基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的車(chē)輛換道模型[J]. 邱小平,劉亞龍,馬麗娜,楊達(dá). 交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息. 2015(05)
[4]基于EKF學(xué)習(xí)方法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)汽車(chē)換道意圖識(shí)別模型研究[J]. 李亞秋,吳超仲,馬曉鳳,黃珍,張暉. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2013(04)
[5]汽車(chē)駕駛模擬器在交通研究中的應(yīng)用[J]. 唐克雙,王亞晴,王鵬飛. 城市交通. 2011(06)
[6]Trajectory planning and yaw rate tracking control for lane changing of intelligent vehicle on curved road[J]. REN DianBo1, ZHANG JiYe2, ZHANG JingMing1 & CUI ShengMin1 1 School of Automotive Engineering, Harbin Institute of Technology at Weihai, Weihai 264209, China; 2 State Key Laboratory of Traction Power, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China. Science China(Technological Sciences). 2011(03)
[7]自主車(chē)輛發(fā)展概況及關(guān)鍵技術(shù)[J]. 黃巖,吳軍,劉春明,李兆斌. 兵工自動(dòng)化. 2010(11)
[8]ADSL駕駛模擬器運(yùn)動(dòng)模擬逼真度的改進(jìn)[J]. 宗長(zhǎng)富,高越,麥莉. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2001(02)
[9]MUL-QJM汽車(chē)駕駛模擬器系統(tǒng)[J]. 吳耀武,潘伍朝,王精業(yè),張占軍. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 1995(S1)
博士論文
[1]復(fù)雜約束下自動(dòng)駕駛車(chē)輛運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的計(jì)算最優(yōu)控制方法研究[D]. 李柏.浙江大學(xué) 2018
[2]無(wú)人駕駛車(chē)輛智能水平的定量評(píng)價(jià)[D]. 孫揚(yáng).北京理工大學(xué) 2014
本文編號(hào):3044161
【文章來(lái)源】:北方工業(yè)大學(xué)北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1?UC-win/Road三維仿真軟件??
第二章基于駕駛模擬器的自主駕駛仿真平臺(tái)構(gòu)建??因此,結(jié)合本文研究的目的,同吋為簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)平臺(tái)的復(fù)雜度,減少系統(tǒng)運(yùn)行??的影響因素,降低參變量的數(shù)量,采用直接控制的方式對(duì)自主駕駛行為模型進(jìn)行??研宄,同時(shí)構(gòu)建隨機(jī)影響因素功能函數(shù)來(lái)產(chǎn)生和模擬實(shí)車(chē)行駛過(guò)程中受到的影響??因素,使得仿真環(huán)境下的A主駕駛:個(gè):輛也受到與實(shí)車(chē)相類(lèi)似的影響W索。選杼該??方式可以直接將模型的控制效果反映在車(chē)輛的運(yùn)行效果丨:,U!加便f對(duì)K校型及??控制策略進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。車(chē)輛的控制過(guò)程如圖2-3所示。??信息處理中?兀j控制執(zhí)行單兀??|f?個(gè)1?變M信息轉(zhuǎn)化?丄4?|??|橫向加|?縱向加I?。J?車(chē)輛轉(zhuǎn)行駛速??速度?速度?免?度??1?」?一—?;????????圖2-3?f_|卞%駛控制過(guò)程??上圖中,信息處理單元是依據(jù)車(chē)輛行為控制模型、車(chē)輛所處當(dāng)前狀態(tài)及周邊??環(huán)境信息對(duì)信息進(jìn)行處理后得到車(chē)輛行駛加速度信息;控制執(zhí)行中元足基礎(chǔ)仿真??平臺(tái)屮實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真車(chē)輛進(jìn)行控制所需要輸入的參數(shù),通過(guò)輸入的控制參量對(duì)車(chē)輛??進(jìn)行控制:信息處理單元輸出的信息需要經(jīng)過(guò)信息轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂茊卧??的信息。??而信息處理單元是本文開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛自主駕駛功能的核心內(nèi)容,主要開(kāi)發(fā)了??午輛信息創(chuàng)建、信息獲収、行為控制、運(yùn)動(dòng)控制等功能模塊,實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真場(chǎng)景中??個(gè)輛的控制,進(jìn)而在戰(zhàn)礎(chǔ)平臺(tái)提供的功能基礎(chǔ)上,通過(guò)該單元構(gòu)建自主駕駛仿與??f臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)丨'丨丨:駕駛車(chē)輛行為模塊對(duì)車(chē)輛控制效果的仿餌分析,以及模型參數(shù)??的優(yōu)化等功能。在信息處理單元中對(duì)于開(kāi)發(fā)平臺(tái)屮自七駕駛車(chē)輛的控制」:,采用??基于約束條件的線(xiàn)性反饋控制策略,同時(shí)結(jié)合仿真模擬平臺(tái)的特點(diǎn)
第二章基于駕駛模擬器的自主駕駛仿真平臺(tái)構(gòu)建??fli駕駛車(chē)輛??I??T??乍輛狀態(tài)及周邊信息獲取??換道產(chǎn)生約束???一?i?一?4??換道空間確認(rèn)丨?I車(chē)輛狀態(tài)確認(rèn)??L???*?I—???1??.i??f??換道空間約束??行為閾值打丨兌|??I?士丨?I??換—-?I?:^|?r,:t:,:ir|??I??r??r??中N約朿??>n?.??足|?'?—?z?.?否?否「?兜隱2???i??雙乍m前車(chē)速度|?:戰(zhàn)r換道'個(gè):間的?i轉(zhuǎn)換巧駛擰|?跟馳駕駛擰??優(yōu)化拉制?j?軌跡優(yōu)化?制策略|?制策略??閣2-4自主駕駛車(chē)輛控制流程??2.3仿真平臺(tái)自主駕駛插件開(kāi)發(fā)??木節(jié)屮耍對(duì)開(kāi)發(fā)的ri主駕駛功能插件中的自主駕駛車(chē)輛的倍息處理單元開(kāi)??犮的屯要功能模塊和平臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)的交:「I:界而設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行闡述。??2.3.1自主駕駛插件實(shí)現(xiàn)??依裾基礎(chǔ)平臺(tái)插件開(kāi)發(fā)的相關(guān)設(shè)計(jì)耍求,本文依據(jù)自身研宄的需要,將構(gòu)讓??的主駕駛功能插件分為了四個(gè)部分,如圖2-5所示。??|識(shí)別插件單元I?實(shí)時(shí)信息單元|?功能開(kāi)發(fā)單元?交互界面單元|??.▲?▲?|?丨?▲?;?f?A?1?I?1?▲??"I?|?j?^?i?y?I?‘?j?|??Load/Unloa事件創(chuàng)?初始化?信息獲?模型彳』?外部數(shù)?Wfl?中-?交1|:界??d?Plugin?建/釋放?設(shè)腎?取?為控制?據(jù)控制?I丨丨丨設(shè)汁??i?!?I?;?I?I?:??圖2-5?七駕駛功能插件結(jié)構(gòu)??12??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于改進(jìn)優(yōu)化速度函數(shù)的跟馳模型研究[J]. 楊龍海,趙順,徐洪. 交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息. 2017(02)
[2]基于期望跟馳間距的跟馳模型研究[J]. 楊龍海,趙順,羅沂. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2016(04)
[3]基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的車(chē)輛換道模型[J]. 邱小平,劉亞龍,馬麗娜,楊達(dá). 交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息. 2015(05)
[4]基于EKF學(xué)習(xí)方法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)汽車(chē)換道意圖識(shí)別模型研究[J]. 李亞秋,吳超仲,馬曉鳳,黃珍,張暉. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2013(04)
[5]汽車(chē)駕駛模擬器在交通研究中的應(yīng)用[J]. 唐克雙,王亞晴,王鵬飛. 城市交通. 2011(06)
[6]Trajectory planning and yaw rate tracking control for lane changing of intelligent vehicle on curved road[J]. REN DianBo1, ZHANG JiYe2, ZHANG JingMing1 & CUI ShengMin1 1 School of Automotive Engineering, Harbin Institute of Technology at Weihai, Weihai 264209, China; 2 State Key Laboratory of Traction Power, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China. Science China(Technological Sciences). 2011(03)
[7]自主車(chē)輛發(fā)展概況及關(guān)鍵技術(shù)[J]. 黃巖,吳軍,劉春明,李兆斌. 兵工自動(dòng)化. 2010(11)
[8]ADSL駕駛模擬器運(yùn)動(dòng)模擬逼真度的改進(jìn)[J]. 宗長(zhǎng)富,高越,麥莉. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2001(02)
[9]MUL-QJM汽車(chē)駕駛模擬器系統(tǒng)[J]. 吳耀武,潘伍朝,王精業(yè),張占軍. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 1995(S1)
博士論文
[1]復(fù)雜約束下自動(dòng)駕駛車(chē)輛運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的計(jì)算最優(yōu)控制方法研究[D]. 李柏.浙江大學(xué) 2018
[2]無(wú)人駕駛車(chē)輛智能水平的定量評(píng)價(jià)[D]. 孫揚(yáng).北京理工大學(xué) 2014
本文編號(hào):3044161
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