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车道偏离预警与保持控制系统仿真及试验研究
| 论文题名： | 车道偏离预警与保持控制系统仿真及试验研究 |
| 关键词： | 交通安全;车道偏离;车道保持;控制算法;预警系统 |
| 摘要： | 随着全球汽车保有量的逐年增加，由驾驶员操纵失误或注意力分散等人为因素所导致的交通安全问题日益凸显。以高级辅助驾驶系统为代表的汽车主动安全技术是缓解或解决交通事故频发问题的有效措施，而车道偏离预警与保持控制系统是高级辅助驾驶系统的重要组成部分，其可以协助驾驶员提高行车安全性和驾驶舒适性。因此，本文针对车道偏离预警算法和车道保持控制算法进行了深入的理论和试验研究。 论文首先介绍车道偏离预警与保持控制系统的研究背景及意义，重点介绍车道偏离预警技术和车道保持控制技术。在分析车道偏离预警与保持控制系统的技术要求的基础上，建立车道偏离预警与保持控制系统的框架结构。以电动助力转向系统为车道保持控制系统的执行机构，建立车道保持控制策略，为避免转向系统两种工作模式的冲突，设计模式切换控制策略，并分别介绍常规助力控制策略和主动转向控制策略。 其次，在分析国内外常见几种预警算法的优缺点的基础上，为提高预警算法精度和有效性，提出一种TLC和CCP的联合预警算法，并通过CarSim/Simulink联合仿真实验进行验证。以转向灯信号、转向盘信号和制动或加速踏板信号为依据建立驾驶员意图识别模块，系统结合预警算法判断是否需要向驾驶员发出预警。 再次，提出一种基于粒子群优化神经网络PID控制的车道保持控制算法。采用“最优保留策略”和自适应惯性权重改进基本PSO算法，再由改进的PSO算法优化BP神经网络的初始权值和阈值，优化的BP神经网络在线调整PID控制器的比例、积分、微分三个参数。最后对车道保持控制算法进行CarSim/Simulink联合仿真实验。 最后，采用32位定点多媒体DSP处理器搭建车道偏离预警系统实车试验硬件平台，并分别在直线和曲线道路上，以及不同天气和路况下进行实车试验，验证车道偏离预警系统的有效性和准确性。采用NI公司的LabVIWE RT系统搭建车道保持辅控制系统硬件在环试验平台，包括主/目标机、接口系统和硬件系统三个部分，进行硬件在环试验，试验结果与仿真实验结果相符，验证车道保持控制系统的有效性和可靠性。 |
| 作者： | 唐叩祝 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 胡延平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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