智能車避障路徑動態(tài)規(guī)劃和車體控制研究

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

2、r：Prof.ZhangXinfengChang’anUniversity,Xi’an,China摘要發(fā)展智能車技術不僅有助于提高汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟性，減少交通事故、駕駛疲勞、能源浪費，而且在工業(yè)制造、軍事偵查、航空航天等領域都有著廣闊的發(fā)展空間和應用前景，已被世界各國廣泛關注。為此各國投入大量的財力物力去研究智能車技術，其中路徑動態(tài)規(guī)劃和車體控制是研究智能車技術關鍵的部分，對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)劃動態(tài)路徑的方法和對車體控制的控制器。接著規(guī)劃出了理想動態(tài)路徑，驗證控制器控制車輛的效果。

3、最后對理想路徑跟蹤，使得智能車避開動態(tài)障礙物到達目標位置。本文的研究內(nèi)容：對路徑動態(tài)規(guī)劃的研究，首先，初步選定了規(guī)劃路徑的方法，仿真結果表明，傳統(tǒng)人工勢場法規(guī)劃出的路徑存在問題。其次，本文通過改變勢場函數(shù)和設定初始條件，解決了出現(xiàn)的局部最優(yōu)、碰撞及達不到目標點問題，規(guī)劃出了期望路徑。最后，為了規(guī)劃出動態(tài)路徑，在改進人工勢場法中加入速度元素，經(jīng)過仿真，得到了避開動態(tài)障礙物且能到達目標點的理想的路徑。對車體控制研究，首先，用CarSim軟件搭建了車輛動力學模型，用Simulink搭建了新的預瞄模型。其次，設計了模糊PID控制器。最后，在CarSim

4、/Simulink聯(lián)合仿真平臺上，分別用PID、模糊PID控制器控制智能車對直線路徑和正弦路徑跟蹤，證明了在不同車速時，模糊PID控制器具有較好的控制效果且能準確的跟蹤路徑。為結合實際，控制智能車以連續(xù)變化的車速跟蹤正弦路徑，分析結果可知，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得到的動態(tài)路徑進行跟蹤，結果表明，得到的軌跡避開了動態(tài)障礙物到達了目標位置。通過改變汽車質(zhì)心位置等參數(shù)來驗證模糊PID控制器的魯棒性，結果表明，模糊PID控制器具有較好的控制效果和較強的魯棒性。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態(tài)障礙物的環(huán)境中行駛且能到達目標位置。關鍵字：智能車，路徑動態(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