智能車避障路徑動(dòng)態(tài)規(guī)劃和車體控制研究

智能車避障路徑動(dòng)態(tài)規(guī)劃和車體控制研究

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1、分類號(hào):U27;U4610710-2013222054專業(yè)碩士學(xué)位論文智能車避障路徑動(dòng)態(tài)規(guī)劃和車體控制研究郭達(dá)導(dǎo)師姓名職稱張新鋒副教授專業(yè)學(xué)位類別工程碩士申請(qǐng)學(xué)位類別碩士及領(lǐng)域名稱車輛工程領(lǐng)域論文提交日期2015年5月6日論文答辯日期2015年6月17日學(xué)位授予單位長安大學(xué)StudyofDynamicObstacleAvoidancePathPlanningandbodyControlforIntelligentVehicleAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:GuoDaSuperviso

2、r:Prof.ZhangXinfengChang’anUniversity,Xi’an,China摘要發(fā)展智能車技術(shù)不僅有助于提高汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性,減少交通事故、駕駛疲勞、能源浪費(fèi),而且在工業(yè)制造、軍事偵查、航空航天等領(lǐng)域都有著廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景,已被世界各國廣泛關(guān)注。為此各國投入大量的財(cái)力物力去研究智能車技術(shù),其中路徑動(dòng)態(tài)規(guī)劃和車體控制是研究智能車技術(shù)關(guān)鍵的部分,對(duì)研究智能車具有重大意義。本文首先介紹了智能車在國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀,確定了規(guī)劃動(dòng)態(tài)路徑的方法和對(duì)車體控制的控制器。接著規(guī)劃出了理想動(dòng)態(tài)路徑,驗(yàn)證控制器控制車輛的效果。

3、最后對(duì)理想路徑跟蹤,使得智能車避開動(dòng)態(tài)障礙物到達(dá)目標(biāo)位置。本文的研究內(nèi)容:對(duì)路徑動(dòng)態(tài)規(guī)劃的研究,首先,初步選定了規(guī)劃路徑的方法,仿真結(jié)果表明,傳統(tǒng)人工勢(shì)場(chǎng)法規(guī)劃出的路徑存在問題。其次,本文通過改變勢(shì)場(chǎng)函數(shù)和設(shè)定初始條件,解決了出現(xiàn)的局部最優(yōu)、碰撞及達(dá)不到目標(biāo)點(diǎn)問題,規(guī)劃出了期望路徑。最后,為了規(guī)劃出動(dòng)態(tài)路徑,在改進(jìn)人工勢(shì)場(chǎng)法中加入速度元素,經(jīng)過仿真,得到了避開動(dòng)態(tài)障礙物且能到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的理想的路徑。對(duì)車體控制研究,首先,用CarSim軟件搭建了車輛動(dòng)力學(xué)模型,用Simulink搭建了新的預(yù)瞄模型。其次,設(shè)計(jì)了模糊PID控制器。最后,在CarSim

4、/Simulink聯(lián)合仿真平臺(tái)上,分別用PID、模糊PID控制器控制智能車對(duì)直線路徑和正弦路徑跟蹤,證明了在不同車速時(shí),模糊PID控制器具有較好的控制效果且能準(zhǔn)確的跟蹤路徑。為結(jié)合實(shí)際,控制智能車以連續(xù)變化的車速跟蹤正弦路徑,分析結(jié)果可知,模糊PID控制器同樣具有良好的控制效果。所以可以用模糊PID控制器控制智能車對(duì)得到的動(dòng)態(tài)路徑進(jìn)行跟蹤,結(jié)果表明,得到的軌跡避開了動(dòng)態(tài)障礙物到達(dá)了目標(biāo)位置。通過改變汽車質(zhì)心位置等參數(shù)來驗(yàn)證模糊PID控制器的魯棒性,結(jié)果表明,模糊PID控制器具有較好的控制效果和較強(qiáng)的魯棒性。所以該規(guī)劃路徑的方法和該控制器能夠使智

5、能車自主的在存在動(dòng)態(tài)障礙物的環(huán)境中行駛且能到達(dá)目標(biāo)位置。關(guān)鍵字:智能車,路徑動(dòng)態(tài)規(guī)劃,模糊PID控制,車體控制,聯(lián)合仿真iAbstractDevelopmentofsmartcartechnologywillnotonlyhelpimprovevehiclesafety,comfortandeconomy,reducethenumberoftrafficaccidents,drivingfatigueandenergywaste,butalsoinindustrialmanufacturing,militaryreconnaissance,ae

6、rospaceandotherfieldshasabroadspacefordevelopmentandapplicationprospect,hasbeenwidespreadattentionaroundtheworld.Sothatallcountriesinvestalotofresourcestostudythesmartcartechnology,includingdynamicpathplanningandcontrolwhichisthekeypartofsmartcartechnology,isofgreatsignifica

7、ncetothestudyofsmartcar.Thispaperfirstintroducestheresearchsituationofsmartcarathomeandabroad,todeterminethedynamicpathplanningmethodandcontrollerofcarbodycontrol.Thenidealdynamicpathwasplannedandverifiedcontrollertocontroltheeffectofthevehicle.Finally,theidealpathwastracked

8、;asmartcarcanavoiddynamicobstaclestoarriveatthetargetlocation.Theresearchco

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