目前,車輛的安全技術正逐漸向主動安全方向發(fā)展,由于在人-車-環(huán)境系統(tǒng)中,駕駛員存在較多的不確定因素,所以被認為是造成交通事故的主要原因。自動駕駛汽車可以顯著降低甚至避免駕駛員所帶來的不利影響,因此能夠大幅度改善道路交通安全。自動駕駛的核心技術主要包含三個方面:（1）環(huán)境感知。車輛通過各類傳感器獲取周圍的障礙物及環(huán)境信息;（2）路徑規(guī)劃及決策。車輛根據(jù)獲得的周圍環(huán)境信息,規(guī)劃出一條最優(yōu)的行駛路徑;（3）軌跡跟蹤。車輛利用轉(zhuǎn)向和驅(qū)動系統(tǒng)沿著規(guī)劃的路徑安全穩(wěn)定行駛,涉及車輛的縱向速度跟隨和橫向的路徑控制。穩(wěn)定準確的軌跡跟蹤控制系統(tǒng)是自動駕駛汽車的底層實現(xiàn)目標。本文主要研究如何基于低附著道路完成對自動駕駛汽車的軌跡跟蹤控制。針對上述問題,本文首先建立相應的車輛動力學模型以及輪胎模型,然后基于模型預測控制理論對軌跡跟蹤控制系統(tǒng)進行設計,并在性時變模型預測控制算法中增加了側(cè)偏角軟約束,從而增強了車輛的穩(wěn)定性,最終實現(xiàn)對車輛的軌跡跟蹤控制。根據(jù)魔術公式建立輪胎模型,建立包括縱向運動、橫向運動、橫擺運動和前輪轉(zhuǎn)動的車輛動力學模型,由仿真測試的結果可知,本文建立的動力學模型以及基于魔術公式得到的輪胎模型... 

【文章來源】：重慶交通大學重慶市

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

ALV無人車和NavLab無人車20世紀90年代，美國國防部開展了DEMO系列無人車的研究，以便用于軍

DEMO無人車

重慶交通大學碩士學位論文圖1-3谷歌無人車2010年，大眾公司與斯坦福大學共同研發(fā)出Shelley智能車，如圖1-4所示。該智能車最高車速為190km/h，其控制系統(tǒng)利用精準的定位設備，控制智能車的牽引力，使汽車的動力性能達到最優(yōu)[6]。圖1-4Shelley無人車在歐盟，許多國家也對自動駕駛汽車做了相應的研究，主要成果如下：1995年，德國慕尼黑聯(lián)邦國防大學研發(fā)出VAMT無人車，該車的最大速度為158km/h，可實現(xiàn)自動超車等功能[7]。1997年，帕爾馬大學研發(fā)出ARGO無人車，如圖1-5所示。該無人車以商用CCD為信息采集工具，使用立體視覺系統(tǒng)檢測前方障礙物，可以完成各種城市環(huán)境行駛路線[8]。2001年，歐盟的十多個企業(yè)和研究機構共同開發(fā)CyberCars智能車項目，該智能車可實現(xiàn)障礙物檢測、自主導航以及軌跡跟蹤等功能[9]。2010年，德國科學家推出一款智能自動駕駛汽車。乘客通過手機撥打電話，由車載定位系統(tǒng)將乘客的位置坐標信息發(fā)送至車載ECU，從而規(guī)劃出最優(yōu)的行駛路徑，最后由底層的控制系統(tǒng)控制汽車沿著規(guī)劃路徑達到乘客所在的位置，該過程中乘客可以通過手機實時查看車輛的行駛位置，并且能夠得知車輛到達目的地所需要的時間[10]。2014年5月28日，谷歌公司發(fā)布自主研發(fā)的新概念自動駕駛汽車。與傳統(tǒng)汽車不同的是，該自動駕駛汽車取消了制動、加速踏板以及方向盤兩大機械機構，4

【參考文獻】：
期刊論文
[1]無人駕駛汽車應用與發(fā)展現(xiàn)狀分析[J]. 馬碩.  汽車與駕駛維修(維修版). 2017(04)
[2]基于運動微分約束的無人車輛縱橫向協(xié)同規(guī)劃算法的研究[J]. 姜巖,龔建偉,熊光明,陳慧巖.  自動化學報. 2013(12)
[3]基于航向角和位置偏差控制的駕駛員模型[J]. 陳煥明,郭孔輝.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2013(10)
[4]基于“魔術公式”的輪胎動力學仿真分析[J]. 鄭香美,高興旺,趙志忠.  機械與電子. 2012(09)
[5]基于期望橫擺角速度的視覺導航智能車輛橫向控制[J]. 王家恩,陳無畏,王檀彬,汪明磊,肖靈芝.  機械工程學報. 2012(04)
[6]質(zhì)心側(cè)偏角對車輛穩(wěn)定性影響的研究[J]. 張晨晨,夏群生,何樂.  汽車工程. 2011(04)
[7]軟約束線性模型預測控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性方法[J]. 李升波,王建強,李克強.  清華大學學報(自然科學版). 2010(11)
[8]車輛自動駕駛系統(tǒng)縱向和橫向運動綜合控制[J]. 冀杰,李以農(nóng),鄭玲,趙樹恩.  中國公路學報. 2010(05)
[9]智能車輛自適應巡航控制系統(tǒng)建模與仿真[J]. 李以農(nóng),冀杰,鄭玲,趙樹恩.  中國機械工程. 2010(11)
[10]基于縱向力分配的輪邊驅(qū)動電動汽車穩(wěn)定性控制[J]. 熊璐,余卓平,姜煒,蔣造云.  同濟大學學報(自然科學版). 2010(03)

博士論文
[1]快速模型預測控制的FPGA實現(xiàn)及其應用研究[D]. 許芳.吉林大學 2014

碩士論文
[1]自動駕駛電動汽車的軌跡跟隨控制研究[D]. 張金城.長沙理工大學 2017
[2]智能汽車的軌跡跟隨控制研究[D]. 明廷友.吉林大學 2016
[3]基于模型預測控制的無人駕駛車輛軌跡跟蹤控制算法研究[D]. 孫銀健.北京理工大學 2015
[4]ESP—汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)仿真研究[D]. 張長沖.山東大學 2007



本文編號：3369701