本文關(guān)鍵詞：無人車運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 無人駕駛車輛 路徑跟蹤控制 速度跟蹤控制 車道線檢測 障礙物檢測

【摘要】：無人駕駛智能汽車旨在將定位與導(dǎo)航、環(huán)境感知、智能決策、控制工程等多個學(xué)科的前沿技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)汽車上面,從而提高車輛的智能化程度。在無人駕駛汽車的多項(xiàng)單元技術(shù)中,車輛運(yùn)動控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)車輛穩(wěn)定可靠自主駕駛的基礎(chǔ),并且未知路況下的高精度速度跟蹤和軌跡跟蹤一直是研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。論文將車輛的運(yùn)動控制系統(tǒng)分解為縱向運(yùn)動控制子系統(tǒng)和橫向運(yùn)動控制子系統(tǒng)。針對縱向運(yùn)動控制系統(tǒng)中的油門控制,設(shè)計了一種融合道路坡度信息的增量式PID控制算法,解決了智能汽車在較大坡度路面上縱向速度控制偏差過大的問題。在對駕駛員的行為習(xí)慣進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上提出了模糊分級式的車輛制動控制算法,將一個控制周期內(nèi)車輛的速度偏差和速度偏差變化量分別乘以相應(yīng)的比例系數(shù),然后進(jìn)行均勻模糊量化,最后通過查模糊控制規(guī)則表得到輸出量,將該輸出量經(jīng)過分檔控制規(guī)則調(diào)整后得到實(shí)際控制量,并將該輸出量作為油門控制和剎車控制的切換判據(jù)。針對于車輛的橫向運(yùn)動控制易受到縱向速度和道路曲率等因素干擾的問題,采用二自由度動力學(xué)模型來描述車輛的運(yùn)動,并采用航向預(yù)估算法對車輛進(jìn)行橫向運(yùn)動控制,將智能汽車的航向變化趨勢作為控制偏差輸入到橫向運(yùn)動控制器中,利用航向的變化趨勢來引導(dǎo)控制器的輸出,進(jìn)而消除了道路曲率等因素對橫向運(yùn)動控制的干擾。論文依托線控改造后的車輛平臺對本文中的控制算法進(jìn)行了精度和可靠性測試。在緊急停車、變更車道、環(huán)行軌跡跟蹤行駛這三種場景下對車輛的速度跟蹤和軌跡跟蹤性能展開測試,并對測試結(jié)果進(jìn)行了分析,驗(yàn)證了論文所述算法的有效性和可靠性。并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)了論文中控制系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)勢和不足,同時也對下一步的研究工作提出了展望。
【關(guān)鍵詞】：無人駕駛車輛 路徑跟蹤控制 速度跟蹤控制 車道線檢測 障礙物檢測
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.6;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-22
• 1.1 研究背景和意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-19
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3 無人駕駛汽車關(guān)鍵技術(shù)19-21
• 1.3.1 環(huán)境感知技術(shù)19-20
• 1.3.2 定位與導(dǎo)航技術(shù)20
• 1.3.3 行為決策技術(shù)20-21
• 1.3.4 車輛運(yùn)動控制技術(shù)21
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容21-22
• 第二章 無人車縱向運(yùn)動控制子系統(tǒng)22-43
• 2.1 無人車縱向控制模型及控制算法設(shè)計22-29
• 2.1.1 油門控制算法設(shè)計22-23
• 2.1.2 制動控制算法23-28
• 2.1.3 油門與制動的控制切換28-29
• 2.2 無人車縱向運(yùn)動控制子系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)29-34
• 2.2.1 油門系統(tǒng)改造29-30
• 2.2.2 剎車系統(tǒng)改造30-32
• 2.2.3 速度測量方案32-34
• 2.3 速度控制測試實(shí)驗(yàn)34-38
• 2.3.1 駕駛員駕駛車輛時速度控制實(shí)驗(yàn)35-36
• 2.3.2 20km/h定速行駛實(shí)驗(yàn)36-37
• 2.3.3 40km/h定速行駛實(shí)驗(yàn)37
• 2.3.4 變化速度跟蹤實(shí)驗(yàn)37-38
• 2.4 基于障礙物檢測的緊急停車系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)38-41
• 2.4.1 基于單線雷達(dá)的障礙物檢測算法38-41
• 2.4.2 緊急停車系統(tǒng)41
• 2.5 本章小結(jié)41-43
• 第三章 無人車橫向運(yùn)動控制子系統(tǒng)43-59
• 3.1 無人車橫向運(yùn)動動力學(xué)模型43-44
• 3.2 航向預(yù)估式無人車橫向運(yùn)動控制算法44-46
• 3.3 無人車橫向運(yùn)動控制子系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)46-49
• 3.3.1 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)改造46-47
• 3.3.2 轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動47-48
• 3.3.3 轉(zhuǎn)角傳感器信號解析48-49
• 3.4 軌跡跟蹤測試實(shí)驗(yàn)49-50
• 3.5 基于車道線檢測的車道保持系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)50-58
• 3.5.1 車道線檢測算法50-57
• 3.5.2 車道保持算法設(shè)計與實(shí)現(xiàn)57-58
• 3.6 本章小結(jié)58-59
• 第四章 無人車運(yùn)動控制精度及可靠性測試59-72
• 4.1 無人車測試平臺體系結(jié)構(gòu)59-65
• 4.1.1 車輛平臺介紹59-63
• 4.1.2 路網(wǎng)文件介紹63-65
• 4.2 緊急制動測試及分析65-66
• 4.3 變道測試及分析66-69
• 4.4 環(huán)形軌跡綜合測試及分析69-71
• 4.5 本章小結(jié)71-72
• 第五章 總結(jié)與展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 附錄78-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果80-81
• 致謝81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1136096