智能车辆避障路径规划及横向控制研究

发布时间：2016-11-05 11:11

  本文关键词：智能车辆避障路径规划及横向控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

《大连理工大学》 2013年

智能车辆避障路径规划及横向控制研究

李明  

【摘要】：智能车辆是一个集各种高新技术于一体的综合体,同时也是智能交通系统的重要组成部分。当前社会对于交通安全问题关注度越来越高,对智能车辆的研究也起到了极大地促进作用,本文以视觉式导航智能车为研究对象,对其路径规划和运动控制关键技术开展研究。 针对智能车辆运动控制的特点,建立具有纵向、横向、横摆三自由度的车辆动力学模型,在充分考虑轮胎侧偏对于车辆运动影响的基础上,将两者相结合获得车辆横向动力学模型,同时增加视觉预瞄,以便保证车辆在行驶过程中能预先判断前方路径并获取偏差信息,将视觉预瞄运动学模型与简化后的车辆横向动力学模型组合构成车辆状态方程。 在信息未知的环境中,智能车辆需要规划一条无碰撞的安全路径,以确保车辆能够准确无误的到达目的地,因此本文针对避障路径的规划开展研究,并采用人工势场法开展路径规划算法研究。人工势场法结构简单,时效性比较好,能够很好的满足智能车对于路径规划实时性的要求,基于车辆的转向特性,对人工势场法进行改进以满足智能车辆对所规划路径的行驶要求。 采用滑模变结构控制与模糊控制相结合的方式来设计智能车辆的横向控制器,将所采集到的车辆横向偏差和方位偏差融合,选用融合后的集成偏差来构成滑模函数,将所设计的滑模函数及其变化作为模糊控制输入,减少模糊控制的维数,有效降低模糊控制的复杂程度,同时减弱抖振,柔化控制信号的输入,保证转向盘转动的稳定性。 针对具有不同道路曲率的路况,在Matlab/Simulink环境中对智能车辆的横向控制器进行了仿真分析研究,主要研究对于不同曲率路径智能车辆跟踪效果,尤其是对于曲率突变的道路进行了跟踪,对采用改进后的人工势场法所规划的路径进行路径跟踪控制；根据车辆速度等参数的变化对车辆横向控制的影响进行了鲁棒性分析,仿真结果表明,模糊滑模横向控制器具有很好的路径跟踪效果,并且具有较好的鲁棒性,保证智能车辆自主驾驶的稳定性。

【关键词】：
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U495;U463.6
【目录】：

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1 陈杨;刘大学;贺汉根;戴斌;;基于车辆动力学的轨迹跟踪器设计[J];中国工程科学;2007年11期

2 李瑞峰,李伟招;基于多传感器信息融合的移动机器人路径规划[J];机电一体化;2002年04期

3 马雷,王荣本;智能车辆导航控制技术[J];吉林大学学报(工学版);2004年04期

4 庄晓东,孟庆春,高云,杨少军,张继军,齐勇;复杂环境中基于人工势场优化算法的最优路径规划[J];机器人;2003年06期

5 秦元庆,孙德宝,李宁,马强;基于粒子群算法的移动机器人路径规划[J];机器人;2004年03期

6 王荣本,马雷,施树明,郭烈;高速智能车辆变结构转向控制器切换超平面选取方法[J];机械工程学报;2004年10期

7 郭景华;胡平;李琳辉;王荣本;张明恒;郭烈;;基于遗传优化的无人车横向模糊控制[J];机械工程学报;2012年06期

8 张波涛;刘士荣;;基于Q-GA的人工势场的移动机器人路径规划[J];控制工程;2008年04期

9 孙波,陈卫东,席裕庚;基于粒子群优化算法的移动机器人全局路径规划[J];控制与决策;2005年09期

10 郭景华;胡平;李琳辉;王荣本;郭烈;;智能车辆横向混合切换控制器设计[J];农业机械学报;2012年02期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 岳富占;崔平远;崔祜涛;;月球探测机器人路径规划的群体智能优化策略[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第二届学术会议论文集[C];2005年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 孙振平;自主驾驶汽车智能控制系统[D];国防科学技术大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 宋琪;基于无人越野驾驶自主导航车辆的路径规划研究[D];吉林大学;2008年

2 向虹霖;基于PLC的模糊控制应用研究[D];西南石油大学;2010年

3 吴晨光;基于改进人工势场法的机器人路径规划及其在RoboCup中的应用[D];南京邮电大学;2012年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 胡干清;王继先;;农用自动引导车视觉导航的研究[J];安徽农学通报;2008年14期

2 夏锡全;王继先;杨海东;李兆文;;自动引导车作业平台的研制[J];安徽农业大学学报;2006年03期

3 孔祥梅;李宏光;;滑模控制中一类趋近律的改进[J];鞍山科技大学学报;2007年04期

4 葛友刚;贾志绚;李捷;董永富;;基于ADAMS/Car的车辆频率响应仿真分析[J];辽宁科技大学学报;2012年01期

5 唐富杰;刘如平;杨虎;;模糊控制在结晶器液位控制中的应用[J];包钢科技;2009年02期

6 李军,谷中丽;汽车独立悬架簧载质量的分析计算[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);2000年02期

7 李军,孟红,张洪康,谷中丽;汽车悬架参数对操纵稳定性影响的仿真分析研究[J];车辆与动力技术;2001年04期

8 吴绍斌,陈慧岩;军用地面无人车辆的发展[J];车辆与动力技术;2002年04期

9 王京起,陈慧岩;陆地自主车辆研究概况[J];车辆与动力技术;2002年04期

10 孟清华,王保国,王瑞君;基于交通安全的人-车-环境系统的研究[J];车辆与动力技术;2004年02期

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1 李韶华;杨绍普;路永婕;;三向轮胎力作用下路面的动力响应分析[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年

2 魏道高;乔明侠;周福庚;吕召全;;汽车转向轮主销内倾角设计计算[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年

3 巢凯年;;控制爆胎车方向的驾驶方法及其原理[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年

4 董磊;刘贤兴;孙宇新;;无轴承异步电机径向悬浮力的微分几何变结构解耦控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

5 吴义虎;宋丹丹;侯志祥;袁翔;;车辆横摆角速度的广义预测控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

6 刘大学;孙振平;赵汗青;李政;贺汉根;;自主车越野纵向控制器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

7 杨林;樊立萍;;基于模糊的电气伺服系统等效滑模变结构控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

8 张娴;程月华;姜斌;;基于滑模观测器和变结构控制的小卫星姿态控制系统设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

9 王亚慧;程培新;赵亚丹;张桐;;针对时滞系统的RBF神经网络滑模控制策略[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

10 王孝红;解海洋;景绍洪;袁铸钢;;灰色模糊控制器在水泥粉磨系统中的仿真研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 周芳;蒸汽发生器检修机械手路径规划及控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 刘攀;绳索牵引机器人及虚拟重力系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

3 毛宇峰;水下机器人系统体系结构及避障控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

4 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年

5 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年

6 罗石;线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D];江苏大学;2010年

7 童伟;整体耦合式消扭悬架系统原理及其运动学和动力学研究[D];华南理工大学;2010年

8 褚端峰;客车行驶稳定性控制的关键技术研究[D];武汉理工大学;2010年

9 罗珂;基于输出预测和LMI方法的电力系统广域阻尼控制研究[D];山东大学;2010年

10 周巍;煤矿井下搜救探测机器人的路径规划及轨迹跟踪控制研究[D];太原理工大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张蛟龙;平面二级倒立摆的控制策略研究[D];河南理工大学;2010年

2 齐晓飞;基于路径识别的机器人视觉导航技术的研究[D];长春理工大学;2010年

3 何凤平;迟滞系统的滑模变结构控制算法研究[D];浙江理工大学;2010年

4 黄阿敏;基于蕴涵算子族的模糊逻辑理论[D];浙江理工大学;2010年

5 孔祥伟;城市二次供水智能控制系统的研究与开发[D];郑州大学;2010年

6 田雨;柴油机电液调速技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

7 袁瑞琴;嵌入式动力定位控制器的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年

8 王仁政;减摇鳍电液负载仿真台控制系统的分析设计[D];哈尔滨工程大学;2010年

9 姜辉;二级倒立摆控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

10 王嘉男;海洋潜器全方位推进器主轴控制系统设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李立;刘林;;一种多移动机器人局部避碰算法[J];兵工自动化;2009年06期

2 王纪强;;PLC在我国的应用及发展趋势研究[J];才智;2009年05期

3 杨伟,倪黔东,吴军基;BP神经网络权值初始值与收敛性问题研究[J];电力系统及其自动化学报;2002年01期

4 胡小兵,黄席樾;基于蚁群算法的三维空间机器人路径规划[J];重庆大学学报(自然科学版);2004年08期

5 贺玉龙,卢仲贤,马国雄,刘小明,任福田;高速公路直线段车辆稳定运行速度模型[J];公路;2002年10期

6 余涛,俞立中,王铮,严网林;自主式智能系统及其在汽车安全辅助驾驶中的应用[J];公路交通科技;2002年06期

7 王广野;;可编程序控制器PLC现状及发展趋势[J];国内外机电一体化技术;2009年02期

8 齐蓉,林辉,李玉忍,谢利理;通用模糊控制器在PLC上的实现[J];工业仪表与自动化装置;2003年04期

9 张汝波,郭必祥,熊江;基于遗传蚁群算法的机器人全局路径规划研究[J];哈尔滨工程大学学报;2004年06期

10 孙逢玖;基于神经网络子空间模式识别方法研究(Ⅰ)[J];黑龙江大学自然科学学报;1998年01期

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 孙振平;自主驾驶汽车智能控制系统[D];国防科学技术大学;2004年

2 陈华华;视觉导航关键技术研究：立体视觉和路径规划[D];浙江大学;2005年

3 黄炳强;强化学习方法及其应用研究[D];上海交通大学;2007年

4 彭勇刚;模糊控制工程应用若干问题研究[D];浙江大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 宋雨;不确定环境下的移动机器人遗传路径规划方法研究[D];南京理工大学;2004年

2 田媛;PLC先进控制策略研究与应用[D];北京化工大学;2005年

3 郭培健;基于模糊遗传算法的无刷直流电机速度控制[D];天津大学;2004年

4 宋彩云;基于模拟退火的ALV越野路径规划研究[D];国防科学技术大学;2005年

5 戚鹏;基于模糊控制的无刷直流电动机调速系统研究[D];西北工业大学;2007年

6 刘子辉;军用无人驾驶车辆非结构化道路识别方法研究[D];吉林大学;2007年

7 韩长宇;足球机器人底层控制及路径规划[D];中国科学技术大学;2009年

8 梁文君;机器人动态路径规划与协作路径规划研究[D];浙江大学;2010年

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1 韩俊淑;“你知道智能汽车吗?[J];安全与健康;2004年02期

2 王荣本,李兵,徐友春,李斌;基于视觉的智能车辆自主导航最优控制器设计[J];汽车工程;2001年02期

3 李旭;张为公;;智能车辆导航技术的研究进展[J];机器人技术与应用;2007年04期

4 李秀珍,王永吉,师菁;关于智能车辆转向问题的研究[J];机械设计;1998年09期

5 王宏,何克忠,张钹;智能车辆的自主驾驶与辅助导航[J];机器人;1997年02期

6 李斌,王荣本,郭克友;基于机器视觉的智能车辆障碍物检测方法研究[J];公路交通科技;2002年04期

7 徐文渊,朱淼良;分布式系统调试器IVD的系统实现[J];浙江大学学报(工学版);2002年02期

8 顾柏园,王荣本,储江伟;实验型高速智能汽车导航技术[J];机器人技术与应用;2002年05期

9 王荣本,马雷,储江伟,王志中;新型视觉自动引导车辆导航控制器设计[J];公路交通科技;2003年04期

10 王荣本,马雷,刘锐,施树明;基于动力学模型的车辆转向控制器不足与变结构控制方法的研究[J];公路交通科技;2004年02期

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1 王立琦;杜茂;;基于激光扫描仪的智能车前方障碍物检测[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年

2 汪铁民;;智能车辆的若干问题[A];四川省第九届（2009年）汽车学术交流年会论文集[C];2009年

3 王荣本;张明恒;毛晓燕;;双目视觉技术在环境探测中的应用[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第二届学术会议论文集[C];2005年

4 吴波;刘浪;林鹰;;ITS系统及其实现的关键技术[A];第九次全国城市道路与交通工程学术会议论文集[C];2007年

5 孙怀江;;ALVINN及其扩展[A];全面建设小康社会：中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集（上）[C];2003年

6 李舜酩;缪小冬;;视觉车辆检测方法的研究进展及展望[A];2009全国虚拟仪器大会论文集（二）[C];2009年

7 李会丹;王景中;;RFID在自主转向独轨车中的应用系统设计[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集（上）[C];2006年

8 杨静;郑南宁;;一种基于平方根Unscented卡尔曼滤波的GPS/DR组合定位算法[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年

9 钟碧良;刘先杰;;基于人工势场法的船舶自动避碰系统研究[A];第二届广东海事高级论坛论文集[C];2008年

10 姚红;汤亚锋;;基于人工势场法的航天器编队协同控制[A];2009年中国智能自动化会议论文集（第二分册）[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 刘莉;[N];科技日报;2010年

2 毛海峰;[N];中国改革报;2009年

3 本报记者 李波 赵伟 郑黎;[N];长春日报;2006年

4 记者 汪向勇;[N];计算机世界;2003年

5 本报记者　陈丹;[N];科技日报;2006年

6 本报记者 董菁菁;[N];中国财经报;2004年

7 陈海霞　颜士秀 小莉;[N];常州日报;2010年

8 记者 刘畅;[N];人民邮电;2009年

9 ;[N];国际商报;2007年

10 彭世祥　但金城;[N];中国国防报;2004年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 段华;室外移动机器人视觉导航关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年

2 钱臻;基于组合定位技术的多智能车辆合作编队仿真技术研究[D];东北林业大学;2012年

3 游峰;智能车辆自动换道与自动超车控制方法的研究[D];吉林大学;2005年

4 李进;视觉导航智能车辆的路径识别和跟踪控制[D];合肥工业大学;2008年

5 王锋辉;面向区域智能运输的多智能车辆协作研究[D];上海交通大学;2009年

6 沈志熙;基于视觉导航的智能车辆在城区复杂场景中的目标检测技术研究[D];重庆大学;2008年

7 马奔;图象检测与行为理解研究[D];西北工业大学;2006年

8 许言午;面向行人检测的组合分类计算模型与应用研究[D];中国科学技术大学;2009年

9 徐海贵;基于磁阻传感器阵列的车辆自主导航系统研究[D];上海交通大学;2009年

10 周勇;智能车辆中的几个关键技术研究[D];上海交通大学;2007年

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1 李明;智能车辆避障路径规划及横向控制研究[D];大连理工大学;2013年

2 马培羽;六自由度机械臂避障路径规划研究[D];华南理工大学;2010年

3 姚靖靖;移动机器人无线监控系统设计与避障路径规划研究[D];南昌大学;2011年

4 盛巍;基于多自由度工业机械臂的避障路径规划技术的研究[D];江南大学;2012年

5 罗思标;基于Minkowski和的快速避障路径规划算法研究[D];燕山大学;2012年

6 程远会;基于ITS的智能车辆技术研究[D];武汉理工大学;2004年

7 陈健;基于RUP的智能车辆调度系统开发研究[D];西南交通大学;2004年

8 马尧阶;单目视觉导航智能车系统研究与实现[D];中南大学;2010年

9 陈蕾;分布式智能车辆仿真调试系统的研究[D];浙江大学;2004年

10 史晓磊;基于激光雷达的自动泊车系统研究[D];上海交通大学;2010年

  本文关键词：智能车辆避障路径规划及横向控制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

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