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基于改进人工势场法的车道保持系统研究
| 论文题名： | 基于改进人工势场法的车道保持系统研究 |
| 关键词： | 车道保持系统;人工势场;驾驶员模型;联合仿真;硬件在环试验 |
| 摘要： | 随着汽车工业的迅猛发展，人们生活节奏的加快，许多驾驶员没有丰富的驾驶经验，有些驾驶员没有良好的驾驶习惯。疲劳驾驶和驾驶时注意力不集中的情况时有发生，因此而导致的交通事故也屡见不鲜。开发先进驾驶员辅助系统已经变得越来越重要，其不仅仅提高人们的驾驶乐趣，也将避免更多交通事故的发生，保护了车辆乘员的安全。ADAS中有许多驾驶辅助功能，车道保持系统就是其中非常重要的一个，本文针对车道保持控制算法进行深入的理论和试验研究。 论文首先介绍了汽车逐渐智能化拥有势不可挡的趋势，进行理论和试验研究具有重要的研究意义和实用价值，并对车道保持系统所涉及的领域和关键技术进行介绍。同时还总结了车道保持控制算法和其硬件在环试验平台在国内外的研究现状。 在MATLAB/Simulink中建立驾驶员模型，以及车-路相对位置模型，在CarSim中进行车辆参数、仿真工况以及与Simulink的连接设置，构建闭环系统进行仿真分析，为控制算法的设计改进和验证提供了平台。 其次，在不增加车辆机构的基础上，为实现车道保持系统的主动转向功能，使用EPS中的电机作为转向执行机构。为合理安排电机的工作，防止两功能的冲突，进行车道保持的协调控制设计，以及介绍了电机处于主动转向模式下的工作原理和控制方法。 再次，针对偏差反馈PID控制的车道保持系统的跟踪精度不高的问题，提出了人工势场法。将两种方法做仿真比较，结果显示，人工势场法能在一定程度上提高车辆的路线跟踪精度。之后分析车辆车速对势场构建有一定的影响，当其他情况相同时，车速越大车辆所具有的势能越大，危险程度也就越高。而为了避免车辆发生较大偏差，进一步提高车辆的安全性和车道保持效果，提出了车道安全边界线，在势场中加入了安全边界线对车辆的斥力场。由此，建立了包含车速和边界线作用的新势场。 最后，为了验证所提蹦控制算法的有效性，以及对比几种控制算法的控制效果，进行了Simulink和CarSim的联合仿真，并搭建了硬件在环仿真试验平台。仿真和试验结果表明，电机的工作模式协调控制的正确性，改进的势场法提高了车道保持系统的跟踪精度，满足车道保持系统的实时性，改善了车道保持效果。 |
| 作者： | 刘法勇 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王其东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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