【摘要】：智能無人駕駛車輛是智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transport System,ITS)的關鍵組成部分,它將環(huán)境感知建模、路徑規(guī)劃、行為決策、路徑跟蹤、運動控制等多種功能有機結(jié)合起來。其中,路徑跟蹤與運動控制在智能無人駕駛技術(shù)中占有十分重要的地位,同時,準確地跟蹤期望可行路徑并且穩(wěn)定地運動控制是實現(xiàn)智能無人駕駛的基礎。本文針對智能無人駕駛車輛的關鍵問題——智能無人車路徑跟蹤及底層運動控制方法中的關鍵技術(shù)進行了研究。以中國科學院沈陽自動化研究所的“北極星”越野車作為實驗研究平臺進行改裝,建立智能無人駕駛系統(tǒng),搭建了智能無人駕駛車輛的硬件平臺、軟件平臺和主要傳感器以及各個功能模塊,并在各模塊之間建立了CAN總線通信和UDP通信。以下為主要工作:首先,參照相關研究成果,將路徑跟蹤控制分為橫向跟蹤控制與縱向跟蹤控制,并對目前已有的路徑跟蹤控制方法進行了深入的調(diào)研。在橫向跟蹤控制方面,對于研究領域較為常用的傳統(tǒng)Pure Pursuit跟蹤方法其目前所存在的在智能無人車行駛過程中無法獲取合適的預瞄距離這個問題進行了分析,并且提出了一種基于比較跟蹤位置誤差來獲取自適應預瞄距離的改進方法,通過這種改進方法,智能無人車能夠更加精確、穩(wěn)定地跟蹤不同曲率下的期望可行路徑。在縱向跟蹤控制方面,結(jié)合PID控制理論,根據(jù)車輛實驗研究平臺,設計了基于油門和剎車雙方的智能無人車縱向跟蹤控制系統(tǒng),即通過油門的加速、減速以及剎車的制動來實現(xiàn)智能無人車縱向速度跟蹤控制。之后,在搭載Ubuntu操作系統(tǒng)的計算機上對改進的Pure Pursuit跟蹤方法進行仿真實驗,并與傳統(tǒng)Pure Pursuit方法進行比較,所獲得的實驗仿真結(jié)果及數(shù)據(jù)能夠驗證所提出改進方法的有效性。最后,參與設計了智能無人駕駛車輛系統(tǒng),主要負責包括底層傳感器的軟、硬件系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等各功能模塊的搭建和測試工作。通過智能無人車實驗平臺在實際環(huán)境下的道路測試實驗,驗證了本文對智能無人車輛底層運動控制的方案設計以及相關算法的有效性。
【學位授予單位】：沈陽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U463.6
【圖文】：

社會快速發(fā)展，人類生活水平日漸提高，汽車迅速進入普通百姓家中，極大方便了人們的日常出行。在現(xiàn)代化建設進程中，汽車業(yè)飛速發(fā)展，電子技術(shù)、計算機技術(shù)和控制技術(shù)都給汽車業(yè)注入了新鮮活力與動力，汽車作為一個智能化的綜合體，以其特有的優(yōu)越性，為人類文明進步與社會發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻。同時，道路交通系統(tǒng)的不斷發(fā)展，加快了社會革新，推動了區(qū)域經(jīng)濟建設，改善了人們?nèi)粘Ｉ钯|(zhì)量。近些年來，全球范圍內(nèi)汽車的產(chǎn)銷量與保有量呈現(xiàn)逐年遞增趨勢，21 世紀以來，隨著科學技術(shù)的快速進步與經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展，我國已經(jīng)成為全球第一大汽車產(chǎn)銷市場。據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2016 年我國汽車產(chǎn)銷分別為 2819 萬輛和2803 萬輛，居全球之首，截至 2016 年底，全國機動車保有量達 2.9 億輛，其中汽車保有量達到 1.94 億輛，汽車駕駛?cè)顺^ 3.1 億人，預計到 2020 年，我國各類汽車保有量將達 2.8 億輛[1]。如圖 1.1 所示，為 2012-2020 年全國汽車保有量走勢及預測圖。

社會快速發(fā)展，人類生活水平日漸提高，汽車迅速進入普通百姓家中，極大方便了人們的日常出行。在現(xiàn)代化建設進程中，汽車業(yè)飛速發(fā)展，電子技術(shù)、計算機技術(shù)和控制技術(shù)都給汽車業(yè)注入了新鮮活力與動力，汽車作為一個智能化的綜合體，以其特有的優(yōu)越性，為人類文明進步與社會發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻。同時，道路交通系統(tǒng)的不斷發(fā)展，加快了社會革新，推動了區(qū)域經(jīng)濟建設，改善了人們?nèi)粘Ｉ钯|(zhì)量。近些年來，全球范圍內(nèi)汽車的產(chǎn)銷量與保有量呈現(xiàn)逐年遞增趨勢，21 世紀以來，隨著科學技術(shù)的快速進步與經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展，我國已經(jīng)成為全球第一大汽車產(chǎn)銷市場。據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2016 年我國汽車產(chǎn)銷分別為 2819 萬輛和2803 萬輛，居全球之首，截至 2016 年底，全國機動車保有量達 2.9 億輛，其中汽車保有量達到 1.94 億輛，汽車駕駛?cè)顺^ 3.1 億人，預計到 2020 年，我國各類汽車保有量將達 2.8 億輛[1]。如圖 1.1 所示，為 2012-2020 年全國汽車保有量走勢及預測圖。

全球約有 120 萬人在道路交通事故中喪生，受傷人數(shù)更是超過 5000 萬，而在我國，2005 年因交通事故死亡近 10 萬人，約有 47 萬人受傷。2009 年，全國道路交通事故共造成 67759 人死亡，27.5 萬人受傷，直接財產(chǎn)損失高達 9.1 億元人民幣；2011 年和 2013 年，全國交通事故共造成死亡人數(shù)分別為 62387 人和 58539人，連續(xù)位居世界第一位[1]。如圖 1.2（a）為近年我國汽車交通事故發(fā)生數(shù)量圖，圖 1.2（b）為 2013 年我國交通事故死亡原因分布圖。

【參考文獻】

相關期刊論文 前7條

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相關博士學位論文 前2條

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相關碩士學位論文 前2條

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本文編號：2768558