《城市環境下無人駕駛車輛運動控制方法的研究》是趙盼撰寫的一篇論文。
基本介紹
- 中文名：城市環境下無人駕駛車輛運動控制方法的研究
- 作者：趙盼
- 論文來源：中國科學技術大學
- 發表時間：2012-10-01
- 分類號：TP242
論文摘要,引文格式,
論文摘要
無人駕駛車輛是一種移動機器人,其關鍵技術涉及到環境感知、模式識別、導航定位、智慧型決策、控制工程以及計算機技術等眾多學科的前沿研究領域,是驗證機器感知與認知理論和關鍵技術的最佳實驗平台,同時其技術單元也可以幫助人類駕駛員進行車輛自主駕駛工作,並以此提高行車的安全和效率。在無人駕駛車輛的單元技術中,在未知路況條件下的高速高精度軌跡跟蹤自適應控制一直是研究的重點和難點。針對城市綜合環境下無人駕駛車輛的運動控制問題,本文在傳統方法的基礎上,根據車輛控制模型的特殊性和城市環境的複雜多樣性,提出了一些新的解決方案,以提高算法的適應性。具體的研究內容包括以下幾個方面：(1)對無人駕駛車輛控制理論的相關概念,對國內外研究成果進行分析,了解汽車的運動特性及建模仿真方法,了解不同環境對車輛運動的影響,了解駕駛員的駕駛過程,從人對車輛的控制方式來思考無人駕駛控制所要面臨問題。(2)對城市道路的分類和各自特點進行了歸納總結,明確了無人車在各種道路環境所要完成的任務；以“智慧型先鋒”無人駕駛車輛平台為基礎,介紹了平台的感知系統、決策系統、控制系統及執行機構。結合無人駕駛車輛在城市道路運動控制方面遇到的關鍵性問題提出控制系統採用的研究策略和設計思想。(3)分析車輛縱向動力學,研究車輛縱向控制方法。分析總結“智慧型先鋒”動力傳動特性和制動力學特性,參考實際駕駛員對車輛的速度控制行為,結合專家控制方法,提出專家PID控制算法,根據實際駕駛員的駕車經驗建立專家規則,解決在傳動系統高度非線性和複雜的縱向干擾條件下的控制精度的問題,提高速度控制的魯棒性,實現無人駕駛車輛在城市道路行駛的速度控制。(4)研究基於車輛操作動力學的橫向控制方法。建立車輛操縱動力學模型,進行車輛操縱動力學和輪胎側向力學分析；在“預瞄—跟隨”理論的控制模型和傳統PID控制方法的基礎上設計一種基於小腦模型神經網路與PID複合的無人駕駛車輛橫向控制算法,使系統能夠自動補償被控模型和輸入信號發生的非預知的變化,解決由於模型不精確或存在其他變化因素帶來的控制不確定性問題,從而使無人車能夠靈活的在各種道路環境實現穩定準確的道路跟蹤行駛。(5)研究車輛高速行駛時的運動學特性,聯合考慮縱向控制和橫向控制之間相互制約關係,根據車輛操縱穩定性及舒適性的要求建立了最高速度和最大轉向角的約束規則,以保障車輛行駛安全性。本文最後在真實的城市道路環境中,以“智慧型先鋒”無人駕駛車輛為實驗平台,驗證了上述研究內容的可行性和有效性,並根據實驗結果總結了目前控制系統設計方法的優勢和不足,也對進一步的研究提出了展望。
引文格式
趙盼. 城市環境下無人駕駛車輛運動控制方法的研究[D].中國科學技術大學,2012.
