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考虑周边车辆的智能汽车控制系统策略研究
| 论文题名： | 考虑周边车辆的智能汽车控制系统策略研究 |
| 关键词： | 智能汽车;决策控制;轨迹规划;自适应巡航;交通安全 |
| 摘要： | 近年来，交通拥挤、人为造成的交通事故频发，已成为道路交通系统正常运行的重大阻碍。智能汽车由于具有可以提高通行效率、减少驾驶失误等优势，得到越来越多的关注，已成为该领域的研究热点。智能汽车作为行驶在道路上的单智能体，考虑周边车辆的状态进行决策控制是智能车必不可少的研究课题。考虑周边车辆的状态进行决策控制的研究包括了考虑前方和后方车辆及考虑左方和右方车辆，本文针对目前对考虑周边车辆的控制系统研究较少的情况，进行了以下研究。 首先，为了方便对车辆进行单方面的控制方法研究和仿真分析，根据课题研究内容，对车辆运动进行了分析，依据牛顿动力学定律建立了基于车辆换道轨迹和车速等几何特性的运动学模型和基于车辆纵向控制与横向控制等动力学特性的整车三自由度动力学模型。 其次，以模型为基础，提出考虑前后车辆的状态来调节自身行驶状态的纵向控制方法。引用新型人工势场理论，把前方和后方目标车辆当作两个势场中心，构建出全局势力场中混合受力函数，根据速度和距离信息设置参数，使车辆在前方和后方目标车辆中势场力为零的安全区域行驶，这样既避免了追尾事件的发生，又能够在拥挤工况中增加道路利用率，减少拥挤。并用实验验证了所提出的想法，进而弥补了现有的自适应巡航系统只考虑前方车辆的弊端，也填补了将新型人工势场运用到智能车纵向控制上面的空白。 然后，针对只考虑前方车辆状态和后方车辆状态时，若后车持续逼近或者前车急刹车依然会导致追尾事故发生的问题，提出了一套包含换道危险判定、预判换道危险、规划换道轨迹等在内的换道系统，设计了增加加速度量的碰撞时间（TTC），当遇到危险情况，如无法通过调节与前后车的距离来避免追尾，则选择在安全情况下进行换道，换道时考虑预换车道车辆的状态，若支持换道，则换道完成后重新进入前后车的调节环境。 最后，通过MATLAB/Simulink软件仿真以及PreScan和MATLAB/Simulink软件联合仿真验证了考虑周边车辆行驶状态的系统控制方法。并利用“奇瑞艾瑞泽5e”智能汽车为试验平台，通过设置典型工况，验证了本文提出的考虑前后车辆的状态来调节自身行驶状态的纵向决策控制方法的可实施性和可靠性。 |
| 作者： | 李亚勇 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 陈龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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