近年來,汽車主動(dòng)避撞技術(shù)成為智能駕駛領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。而在避撞對(duì)象中,行人作為獨(dú)立且脆弱的道路使用者之一,具有自主決策和運(yùn)動(dòng)機(jī)能,導(dǎo)致其在道路上的行為更加復(fù)雜,因此行人避撞控制的整體難度增加。目前雖然已存在不少對(duì)于行人避撞控制的研究,但大多數(shù)未考慮行人在道路上的運(yùn)動(dòng)特性,同時(shí)對(duì)縱橫向避撞控制工況考慮較為單一。針對(duì)以上行人避撞控制的不足,本文提出考慮行人在道路上行駛軌跡的路徑規(guī)劃算法,設(shè)計(jì)了集縱橫向控制于一體的行人主動(dòng)避撞系統(tǒng)。論文主要研究工作如下:（1）為更加真實(shí)地反映行人橫穿馬路時(shí)的軌跡,建立了基于Markov的行人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,以此作為行人避撞的模型基礎(chǔ)。（2）針對(duì)橫向避撞路徑規(guī)劃問題,提出了基于行人軌跡的轉(zhuǎn)向避撞規(guī)劃方法。在已知行人軌跡的基礎(chǔ)上,使用改進(jìn)的彈性帶對(duì)車輛的避撞路徑進(jìn)行規(guī)劃,并通過車輛與行人的可達(dá)性分析來判斷避撞路徑是否需要更新,提高了路徑規(guī)劃的安全性。（3）將路徑規(guī)劃算法與RRT算法、人工勢(shì)場(chǎng)路徑規(guī)劃算法進(jìn)行比較,分析其在路徑平順性、安全性等方面的優(yōu)勢(shì)。研究表明了彈性帶規(guī)劃算法在行人避撞路徑規(guī)劃上的優(yōu)越性。（4）基于模型預(yù)測(cè)控制和車輛動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)已規(guī)劃好的路徑進(jìn)行橫向... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

智能交通系統(tǒng)

2行人橫向避撞路徑規(guī)劃研究92行人橫向避撞路徑規(guī)劃研究行人模型是對(duì)行人在某一特定環(huán)境下的行為的建模。由于行人心理意圖難以衡量，對(duì)于行人的建模大多將重點(diǎn)放在行人運(yùn)動(dòng)學(xué)層面上。行人模型的建立常包含以下要素：行人的位置、行人的速度和行人的方向等。本章通過對(duì)行人建立運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，模擬出其橫穿馬路的軌跡，使用改進(jìn)的彈性帶法對(duì)行人進(jìn)行避撞規(guī)劃，并通過車輛與行人的可達(dá)性分析，判斷路徑是否需要實(shí)時(shí)更新，以保證整個(gè)避撞過程的安全。2.1行人避撞控制系統(tǒng)決策策略避障行為決策主要任務(wù)是根據(jù)環(huán)境感知器所采集得到的環(huán)境信息做出最符合安全性要求的駕駛行為。本文所設(shè)計(jì)的行人主動(dòng)避撞系統(tǒng)通過減速、制動(dòng)或者轉(zhuǎn)向來幫助駕駛員避讓行人。通過對(duì)結(jié)構(gòu)化道路典型工況分析，制定整體避撞系統(tǒng)框架，如圖2.1所示。圖2.1行人避撞控制系統(tǒng)整體框架Fig2.1Theframeworkofpedestriancollisionavoidancecontrolsystem感知層：為獲取行人的位置、速度和方位等信息，采用V2X網(wǎng)絡(luò)通訊來從云端獲取行人信息。DSRC就是一種典型的V2X短程無線通信信道，DSRC技術(shù)具有互操作性、高可靠性、快速網(wǎng)絡(luò)獲娶低延遲、隱私性和安全性等諸多優(yōu)點(diǎn)�，F(xiàn)階段已經(jīng)能利用智能手機(jī)的GPS功能獲得行人信息，再使用DSRC技術(shù)將信息傳輸?shù)杰囕v端[77]。具體傳輸過程如圖2.2所示。由于條件限制，本文利用行人模型模擬其運(yùn)動(dòng)軌跡來代替從智能手機(jī)端獲取的數(shù)據(jù)，再利用通訊技術(shù)將行人信息傳遞給車輛。

重慶大學(xué)碩士論文10圖2.2P2V通訊模塊Fig2.2P2Vcommunication規(guī)劃層：規(guī)劃層主要分為三大部分：縱橫向控制切換層、縱向控制層、橫向規(guī)劃控制層。其中，縱橫向控制切換層是通過對(duì)行人和車輛的狀態(tài)進(jìn)行分析，確定當(dāng)下車輛在保證安全性下的最合適的避撞方式�？v向控制層通過對(duì)車輛進(jìn)行減速和制動(dòng)等控制，來達(dá)到避撞行人的目的。橫向規(guī)劃控制層根據(jù)行人相對(duì)于車輛的狀態(tài)來規(guī)劃出換道避撞路徑，然后使用模型預(yù)測(cè)控制法來跟蹤生成路徑完成避撞過程。執(zhí)行層：從規(guī)劃層發(fā)送的控制信號(hào)需要由執(zhí)行層來實(shí)現(xiàn)，對(duì)于橫向避撞而言，主要通過控制方向盤轉(zhuǎn)角來控制車輛狀態(tài)，同時(shí)需要通過建立車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)模型才能完成。對(duì)于縱向避撞控制，則需要調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度與制動(dòng)壓力來控制車輛的速度，完成車輛的減速和制動(dòng)避撞過程。2.2行人過街模型建立2.2.1Markov模型假設(shè)在建立Markov模型之前，需要對(duì)行人步行行為進(jìn)行觀察�；趯�(duì)行人步行常識(shí)性的了解，可以建立一些關(guān)于行人行為的先驗(yàn)知識(shí)。行人的步態(tài)可以假設(shè)為有限集合；每一步都有一組可能的速度和方向的變化。例如，當(dāng)他/她站著不動(dòng)時(shí)，行人可以很容易地轉(zhuǎn)身，但是對(duì)于在快跑時(shí)的行人而言，就相對(duì)而言比較困難；人類的步行可以拆解成基本的移動(dòng)單元即步數(shù)；當(dāng)行人移動(dòng)時(shí)，由于身體機(jī)能等方面的原因，行人步調(diào)變化較慢；行人會(huì)試圖確定目標(biāo)位置，同時(shí)為了達(dá)到目標(biāo)會(huì)調(diào)整方向與速度�；谝陨蠈�(duì)于行人行為的觀察和簡(jiǎn)化，做出如下假設(shè)：在該Markov模型中，行人的行為不與環(huán)境進(jìn)行交互；行人的軌跡可以用其重心位置和方向來描述；行人過馬路時(shí)共存在四種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，分別為靜止（Standing）、行走（Walking）、慢跑（Jogging）和快跑（Running），且行人總是處于這四種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之一；在離散時(shí)間域內(nèi)，行人的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3371357