自動(dòng)駕駛汽車(chē)下匝道路徑優(yōu)化控制策略研究.pdf

1、隨著社會(huì)不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在突飛猛進(jìn)，交通行業(yè)是典型的領(lǐng)域之一。現(xiàn)階段的交通發(fā)展以實(shí)現(xiàn)智能交通系統(tǒng)為目標(biāo)，正逐漸從信息化步入智能化，朝著智慧化邁進(jìn)。近年來(lái)，一系列先進(jìn)的理念和技術(shù)用來(lái)解決交通擁堵、道路安全、能源消耗和環(huán)境污染等問(wèn)題，自動(dòng)駕駛汽車(chē)就是發(fā)展最迅速的代表。現(xiàn)階段針對(duì)無(wú)人駕駛汽車(chē)的研究多集中在車(chē)輛制造技術(shù)，而對(duì)其在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的仿真研究，尤其是對(duì)高速公路下匝道過(guò)程的研究甚少。為此，本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“混入

2、自動(dòng)駕駛汽車(chē)的高速公路交通流微觀建模與仿真方法研究”，以手動(dòng)駕駛汽車(chē)下匝道行為研究和已有自動(dòng)駕駛汽車(chē)實(shí)地試驗(yàn)研究為基礎(chǔ)，建立自動(dòng)駕駛汽車(chē)下匝道的交通流模型;提出自動(dòng)駕駛汽車(chē)下匝道路徑優(yōu)化控制策略，運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真手段，確定其最優(yōu)的下匝道路徑控制策略，為面向自動(dòng)駕駛汽車(chē)的高速公路管理與控制提供前瞻性研究基礎(chǔ)。
　　首先，在把握自動(dòng)駕駛汽車(chē)研發(fā)進(jìn)展和實(shí)地試驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，對(duì)自動(dòng)駕駛汽車(chē)跟車(chē)模型以及常規(guī)換道模型進(jìn)行綜述，并且從宏觀和微觀兩個(gè)

3、層面分析了出口匝道交通流特性，同時(shí)根據(jù)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的環(huán)境感知系統(tǒng)確定其檢測(cè)半徑。
　　其次，建立自動(dòng)駕駛汽車(chē)元胞自動(dòng)機(jī)換道模型。本文選取Jiang提出的自適應(yīng)巡航控制模型作為自動(dòng)駕駛汽車(chē)的跟車(chē)規(guī)則;在換道規(guī)則方面，分自由換道和強(qiáng)制換道。對(duì)于非下匝道車(chē)輛，引入冒險(xiǎn)因子，建立自動(dòng)駕駛汽車(chē)的自由換道模型;面向下匝道車(chē)輛的強(qiáng)制換道方面，將到達(dá)出口匝道前的強(qiáng)制換道全過(guò)程細(xì)分為自動(dòng)采集數(shù)據(jù)、確定理論安全間距、實(shí)測(cè)間距優(yōu)劣排序、實(shí)測(cè)間距安全分類(lèi)

4、和換道選擇與實(shí)行五個(gè)步驟，進(jìn)而完成強(qiáng)制換道模型的構(gòu)建。
　　再次，以分級(jí)分段控制思想為指導(dǎo)，提出自動(dòng)駕駛汽車(chē)下匝道路徑控制策略，分為階梯策略、全域策略和混合策略，建立靈活可變的仿真場(chǎng)景;同時(shí)確定策略評(píng)價(jià)的宏觀指標(biāo)和微觀指標(biāo)，形成最終的綜合成本評(píng)價(jià)模型。其中該模型參數(shù)的標(biāo)定采用專(zhuān)家打分法和層次分析法相結(jié)合。
　　最后，開(kāi)展對(duì)自動(dòng)駕駛汽車(chē)下匝道路徑優(yōu)化控制策略的仿真工作，并對(duì)其評(píng)價(jià)分析，主要包括交通流基本參數(shù)，平均行程時(shí)間以及包