特定區(qū)域內(nèi)車輛實(shí)時路徑規(guī)劃問題的研究.pdf

1、電子地圖數(shù)據(jù)的高精化發(fā)展以及物聯(lián)網(wǎng)、傳感器和互聯(lián)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得對無人駕駛技術(shù)的研究成為可能。利用無人駕駛?cè)〈藶轳{駛，在車輛行駛過程中用電腦代替人腦來分析處理各種路況信息，從而避免或減少由于駕駛員疲勞和失誤所帶來的交通事故。車輛路徑規(guī)劃是無人駕駛中的一個核心問題，本文針對特定區(qū)域內(nèi)的駕駛場景對該問題進(jìn)行研究，提出特定區(qū)域內(nèi)車輛路徑規(guī)劃方案，并開發(fā)了一個測試軟件包，具體工作如下:
　　特定區(qū)域內(nèi)車輛路徑規(guī)劃問題是指在復(fù)雜的城市

2、道路中，針對一個特定范圍內(nèi)的路況，對行駛起止點(diǎn)之間的通行路徑進(jìn)行路徑規(guī)劃。本文提出一種多指標(biāo)下全局優(yōu)化和局部優(yōu)化相結(jié)合的求解方案。該方案首先將真實(shí)地圖轉(zhuǎn)換成為特征柵格地圖，提取并簡化地圖信息;其次根據(jù)特征柵格地圖信息，以行駛時間、行駛距離和行駛油耗等作為選擇最優(yōu)路徑的評價指標(biāo)，利用Floyd算法規(guī)劃特定區(qū)域內(nèi)的全局優(yōu)化路徑;最后，針對某條選中的全局規(guī)劃路徑，為其定義局部路徑規(guī)劃問題，利用改進(jìn)A*算法進(jìn)行局部路徑求解。以西安市蓮湖區(qū)為中心

3、，分別選取15km×15km、12km×12km、9km×9km、6km×6km、3km×3km的部分地圖數(shù)據(jù)，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)測試。測試結(jié)果顯示，利用Floyd算法完成區(qū)域內(nèi)各路口之間的路徑規(guī)劃，時間控制在60s之內(nèi)，對于特定路徑上的局部路徑規(guī)劃可控制在100ms內(nèi)完成，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文提出的規(guī)劃方案能有效完成特定區(qū)域內(nèi)的車輛路徑規(guī)劃。
　　基于提出的求解方案，設(shè)計(jì)并開發(fā)了一個求解特定區(qū)域內(nèi)車輛路徑規(guī)劃問題的測試軟件包。該軟件包使用

4、Unity3d引擎、Visual Studio2012進(jìn)行開發(fā)，該軟件包是在一臺安裝了Windows10操作系統(tǒng)的移動工作站上運(yùn)行。該軟件包主要包括模擬柵格地圖、全局路徑規(guī)劃、建立時間矩陣、建立油耗矩陣、局部路徑規(guī)劃等5個功能模塊。模擬柵格地圖模塊提供定制地圖規(guī)模、創(chuàng)建柵格地圖等功能;全局路徑規(guī)劃模塊主要針對路段的靜態(tài)指標(biāo)信息，求解各路口之間車輛行駛的最優(yōu)路徑;建立時間矩陣模塊主要針對路徑的行駛時間，求解特定區(qū)域范圍內(nèi)各路口之間車輛行駛