城市工况下智能汽车紧急转向避撞轨迹规划及控制方法研究

发布时间：2023-05-06 04:26

　　我国机动车保有量迅速增长,交通运输繁忙,各类城市交通问题亟待解决。开展主动安全系统相关技术的研究,对于改善城市交通安全状况具有非常重要的意义。现阶段,研究人员通常围绕制动方式开发自主紧急制动系统,当面临高相对车速的行车工况时,自车与干扰车辆、行人的距离小于紧急制动系统所需的纵向制动距离。针对类似纵向制动距离不足的情形,本文提出了一种适用于城市工况的智能汽车紧急转向避撞策略,开展了紧急转向避撞轨迹规划及控制方法研究。智能汽车基于紧急转向操作方式实现主动避撞,主要过程包括:系统根据多传感器融合模块实时获取道路环境信息及行车状态信息,当工况满足紧急转向避撞功能触发条件时,控制器规划出符合安全性、适应性要求的紧急转向避撞轨迹,跟踪控制器发送避撞轨迹的跟踪控制指令,使得智能汽车到达目标位置,完成自主紧急避撞。为实现智能汽车紧急转向避撞,本文完成的研究内容包括:(1)转向安全距离模型的建立及自主紧急转向避撞决策设计。首先,确定城市道路工况为研究场景;其次,分析得到制动避撞极限距离、转向避撞极限距离、相邻车道车辆干扰下的防碰撞安全距离;最后,基于制动避撞极限距离、转向避撞极限距离、相邻车道车辆干扰下...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与研究意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 主动避撞系统应用现状
        1.2.2 紧急转向避撞行为分析的研究现状
        1.2.3 智能汽车转向避撞轨迹规划的研究现状
        1.2.4 智能汽车避撞轨迹跟踪的研究现状
        1.2.5 研究现状总结
    1.3 研究内容和技术路线
第二章 自主紧急转向避撞决策设计
    2.1 研究场景的选择与假设
        2.1.1 研究场景的选择
        2.1.2 研究场景的条件假设
    2.2 转向避撞安全距离模型
        2.2.1 制动避撞极限距离及制动危险系数
        2.2.2 转向避撞极限距离及转向避撞危险系数
        2.2.3 相邻车道车辆干扰下的安全性分析
    2.3 紧急转向避撞决策设计
        2.3.1 驾驶员主观意图监测与退出机制
        2.3.2 紧急转向避撞决策流程
    2.4 本章小结
第三章 智能汽车紧急转向避撞轨迹规划
    3.1 两段式紧急转向避撞轨迹衔接点的位置选择和衔接方法
    3.2 优秀驾驶人紧急转向行为分析(初始阶段)
        3.2.1 紧急转向避撞实验数据的采集
        3.2.2 实验数据处理方法
        3.2.3 实验数据处理及分析结果
    3.3 紧急转向避撞轨迹规划(规划阶段)
    3.4 本章小结
第四章 紧急转向避撞轨迹跟踪器设计
    4.1 模型预测控制
    4.2 车辆转向动力学模型的建立
        4.2.1 四自由度车辆动力学模型
        4.2.2 轮胎模型
        4.2.3 四自由车辆动力学模型验证
    4.3 基于MPC的轨迹跟踪器设计
        4.3.1 线性时变预测模型
        4.3.2 滚动优化与反馈校正
    4.4 本章小结
第五章 智能车自主紧急转向避撞仿真与实车验证
    5.1 智能车自主紧急转向避撞仿真验证
        5.1.1 Carsim/Simulink联合仿真
        5.1.2 仿真结果与分析
    5.2 智能车自主紧急转向避撞实车验证
        5.2.1 实车试验平台
        5.2.2 典型工况下的实车验证
    5.3 本章小结
第六章 工作总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文及申请的专利



本文编号：3809021