交通安全、道路擁堵、停車位緊張的問題隨著汽車保有量的迅猛增加逐漸暴露出來,研究智能汽車是解決以上問題的有效途徑。避障路徑規(guī)劃是智能汽車技術(shù)的關(guān)鍵部分,具有重大研究意義與應用前景。汽車行駛過程中,道路環(huán)境比較復雜,而且具有不確定性,同時要滿足車輛自身的約束條件,使避障路徑規(guī)劃存在一定的難度,智能車輛如何尋找到符合實際需要的最優(yōu)路徑是路徑規(guī)劃的重難點。針對傳統(tǒng)局部路徑規(guī)劃算法容易陷入局部最優(yōu),存在路徑不可達,避障模型復雜導致計算量大的問題。本文以汽車動力學模型為基礎(chǔ),根據(jù)車輛的運動特點,刻畫了智能車直線道路上行駛的道路模型。提出一種基于車頭圓-車尾圓的智能車行駛過程中的障礙物建模方法,并以此建立智能車局部路徑規(guī)劃的最優(yōu)控制模型。采用直接配點法對智能車換道的路徑規(guī)劃進行研究。直接配點法是通過擬合多項式來近似時間和空間上的狀態(tài)變量和控制變量,對多項式求一階導數(shù)來近似離散點處的狀態(tài)微分量,從而將最優(yōu)控制問題轉(zhuǎn)化為非線性規(guī)劃問題（NLP）。直接配點法避免了間接解析法繁瑣的理論推導過程,具有更快的計算效率。以智能車換道超車避開拋錨車的典型工況為例,利用直接配點法和序列二次規(guī)劃法相結(jié)合的軌跡優(yōu)化方案求... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 智能車輛概述
        1.2.1 智能車輛的關(guān)鍵技術(shù)
        1.2.2 智能車輛路徑規(guī)劃的研究現(xiàn)狀
    1.3 智能車輛避障路徑規(guī)劃算法
        1.3.1 避障路徑規(guī)劃算法的分類
        1.3.2 避障路徑規(guī)劃算法的研究現(xiàn)狀
    1.4 基于最優(yōu)避障路徑規(guī)劃的應用場景
    1.5 論文文研究的主要內(nèi)容
第二章 智能車避障路徑規(guī)劃建模
    2.1 車輛的動力學模型
    2.2 障礙物的建模
        2.2.1 道路可行駛區(qū)域模型
        2.2.2 障礙車輛模型
        2.2.3 低速運動車輛模型
    2.3 靜態(tài)車輛的表達
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于直接配點法的超車換道避障路徑規(guī)劃
    3.1 直接配點法
        3.1.1 最優(yōu)控制問題的描述
        3.1.2 直接配點法的原理
        3.1.3 三階Simpson方法
    3.2 最優(yōu)控制問題的離散
        3.2.1 最優(yōu)控制問題的模型變換
        3.2.2 非線性規(guī)劃問題的求解
    3.3 超車換道避開拋錨車的路徑規(guī)劃
        3.3.1 道路建模與避障約束
        3.3.2 基于直接配點法求解最優(yōu)控制問題
        3.3.3 仿真分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 避開靜態(tài)障礙物回原車道的路徑規(guī)劃
    4.1 避開車道中間拋錨的小轎車回原車道工況
        4.1.1 避開車道中間拋錨的小轎車回原車道建模
        4.1.2 避開車道中間拋錨的小轎車回原車道仿真分析
    4.2 避開車道中間拋錨的公交車回原車道工況
        4.2.1 避開車道中間拋錨的公交車回原車道建模
        4.2.2 避開車道中間拋錨的公交車回原車道仿真分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 避開低速運動障礙物的路徑規(guī)劃
    5.1 避開低速運動障礙物工況
        5.1.1 避開低速運動障礙物的建模
        5.1.2 避開低速運動障礙物仿真分析
    5.2 避開低速車輛與拋錨車的對比分析
    5.3 幾種工況的對比分析
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
附件


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3190116