無人駕駛車輛換道控制方法研究.pdf

1、隨著人們對汽車智能化要求的不斷提高，無人駕駛汽車作為智能駕駛的核心成為了最為關(guān)注的技術(shù)。而車道變換是無人駕駛中最常見的行為，很大程度上影響道路的流通性，快速而安全的換道操作對減少交通事故具有極強(qiáng)的現(xiàn)實應(yīng)用意義。本文以無人駕駛汽車為研究對象，針對換道工況下的路徑規(guī)劃和軌跡跟蹤進(jìn)行了研究，設(shè)計出一種簡單有效的路徑規(guī)劃方法和軌跡跟蹤控制器，以優(yōu)化跟蹤效果和降低控制器在線計算量。同時探討了考慮側(cè)傾運(yùn)動時的軌跡跟蹤效果。主要的研究內(nèi)容包括以下四個

2、方面:
　　(1)針對行駛時需要換道的不同工況，設(shè)計了綜合的換道策略。給出前后車換道時不發(fā)生碰撞的換道安全車距，再利用多項式設(shè)計出汽車在沒有障礙物和有障礙物兩種工況下的換道路徑。
　　(2)建立無人駕駛汽車的運(yùn)動學(xué)模型、三自由度整車動力學(xué)模型和魔術(shù)輪胎模型，搭建Simulink模型并與CarSim模型進(jìn)行聯(lián)合仿真，仿真結(jié)果表明Simulink數(shù)學(xué)模型和CarSim模型具有相近的動力學(xué)特性。
　　(3)將非線性汽車動力學(xué)

3、系統(tǒng)進(jìn)行線性化處理，設(shè)定約束條件和優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計基于Laguerre函數(shù)的模型預(yù)測器和基于Legendre函數(shù)的模型預(yù)測器以跟蹤換道軌跡，并運(yùn)用Simulink和CarSim進(jìn)行聯(lián)合仿真，仿真結(jié)果表明基于Legendre函數(shù)的模型預(yù)測控制器對路面附著系數(shù)具有魯棒性，同時還具有降低汽車動力學(xué)參數(shù)波動和在線計算量的優(yōu)點(diǎn)。
　　(4)建立了包含側(cè)傾的四自由度整車動力學(xué)模型，設(shè)計了基于Legendre函數(shù)的模型預(yù)測控制器，并