作為車(chē)輛安全的重要實(shí)現(xiàn)方式,車(chē)輛避障系統(tǒng)是自動(dòng)駕駛車(chē)輛系統(tǒng)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和難點(diǎn)。當(dāng)車(chē)輛行駛路徑前方出現(xiàn)障礙物時(shí),可以通過(guò)自主制動(dòng)或者轉(zhuǎn)向的方式避免與障礙物碰撞,顯著提高車(chē)輛安全性。由于自動(dòng)駕駛車(chē)輛駕駛環(huán)境的多變性、車(chē)輛執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作范圍等多條件限制,傳統(tǒng)基于分離式結(jié)構(gòu)的避障系統(tǒng)研究與實(shí)際應(yīng)用之間仍有較大差距,因此運(yùn)用模型預(yù)測(cè)控制方法,研究基于集成式軌跡規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制的自動(dòng)駕駛車(chē)輛避障系統(tǒng)。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,分析傳統(tǒng)分離式車(chē)輛避障系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及存在的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題,提出了基于集成式軌跡規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制的自動(dòng)駕駛車(chē)輛避障系統(tǒng),該系統(tǒng)基于模型預(yù)測(cè)控制方法,實(shí)時(shí)考慮障礙物和道路邊界等復(fù)雜場(chǎng)景環(huán)境信息,分析了其有效性和場(chǎng)景定制性。其次,基于牛頓分析法建立車(chē)輛單軌動(dòng)力學(xué)模型和魔術(shù)輪胎模型,根據(jù)車(chē)輛的避障機(jī)動(dòng)建立了轉(zhuǎn)向和制動(dòng)模型,并驗(yàn)證車(chē)輛模型的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性,為下文集成式避障系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了模型基礎(chǔ)。接著,利用預(yù)先規(guī)劃的軌跡和車(chē)輛模型的狀態(tài)信息,驗(yàn)證模型預(yù)測(cè)控制方法在靜態(tài)障礙物場(chǎng)景中的性能。再次,基于縱向和橫向耦合動(dòng)力學(xué),設(shè)計(jì)一種用于避障機(jī)動(dòng)的集成式軌跡規(guī)劃和車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制的非線性模型預(yù)測(cè)控...

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 自動(dòng)駕駛車(chē)輛避障系統(tǒng)相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀綜述
        1.2.1 車(chē)輛避障系統(tǒng)
        1.2.2 避障軌跡規(guī)劃
        1.2.3 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制
    1.3 現(xiàn)有研究存在問(wèn)題
    1.4 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 車(chē)輛避障系統(tǒng)的概念和方法
    2.1 經(jīng)典避障系統(tǒng)
    2.2 集成式規(guī)劃與控制
    2.3 本文選用方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 自動(dòng)駕駛車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型構(gòu)建
    3.1 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)建模
        3.1.1 橫向動(dòng)力學(xué)模型
        3.1.2 縱向動(dòng)力學(xué)模型
        3.1.3 縱橫向動(dòng)力學(xué)模型
        3.1.4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)和狀態(tài)約束
    3.2 模型驗(yàn)證
        3.2.1 純動(dòng)力學(xué)模型驗(yàn)證
        3.2.2 避障工況模型驗(yàn)證
    3.3 本章小結(jié)
第四章 自動(dòng)駕駛車(chē)輛非線性集成式規(guī)劃和控制系統(tǒng)
    4.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)
    4.2 成本函數(shù)
    4.3 障礙物和道路邊界
    4.4 終端避障約束
    4.5 軟約束
    4.6 模型預(yù)測(cè)公式
    4.7 仿真結(jié)果
        4.7.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)
        4.7.2 模擬場(chǎng)景
        4.7.3 典型場(chǎng)景
        4.7.4 終端避障約束
    4.8 本章小結(jié)
第五章 自動(dòng)駕駛車(chē)輛快速集成式規(guī)劃和控制系統(tǒng)
    5.1 非線性約束的連續(xù)線性化
        5.1.1 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型
        5.1.2 避障約束
        5.1.3 終端避障約束
        5.1.4 加速度圓
    5.2 線性化誤差補(bǔ)償
    5.3 模型預(yù)測(cè)公式
    5.4 仿真和試驗(yàn)結(jié)果
        5.4.1 典型場(chǎng)景仿真
        5.4.2 帶有終端約束場(chǎng)景仿真
        5.4.3 硬件在環(huán)試驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 研究工作總結(jié)
    6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 未來(lái)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間參加的科研項(xiàng)目及學(xué)術(shù)成果



本文編號(hào)：3851112