原文传递
高速公路场景下车辆编队路径规划与跟驰控制研究
| 论文题名： | 高速公路场景下车辆编队路径规划与跟驰控制研究 |
| 关键词： | 车辆编队;路径规划;增量式算法;跟驰控制;通信延迟 |
| 摘要： | 随着民用汽车保有量的不断提升，车辆行驶道路的升级速度逐渐难以匹配如此体量的汽车数量增长。随之带来的是各类公共交通问题的不断显现，包括交通阻塞问题、各类交通事故问题等，提升道路利用率是解决交通阻塞问题的直接办法。目前，自动驾驶技术及其周边配套技术的不断发展，如指挥交通系统、边缘云计算以及通信等技术，为车辆编队这种行驶模型提供了解决方案。 车辆编队模型以跟驰车辆跟随领航车辆的行驶方式，连接成首尾相连的一条编队，显著提高了道路的利用率，同时跟驰车辆利用自动驾驶技术，杜绝了人为操作存在的失误，能够有效减少交通事故的发生。因此，关于车辆编队技术的研究逐渐受到更多的重视。车辆编队的关键技术包括自动驾驶技术在内的车辆感知、路径规划、车体运动控制、车辆跟驰控制等众多前沿技术。本文分别针对路径规划和车辆跟驰控制两个模块进行了进一步的研究。 对于路径规划模块，本文首先限定场景为高速公路场景，由于高速公路这类场景在远途行驶中时间占比较大，以及交通事故发生情况更为惨烈等特点，因此对车辆编队的相关研究具有现实意义；其次，针对几种常见的路径规划算法无法在有限探测环境下做出有效的路径规划这一问题，本文将增量式算法应用于车辆编队场景中，并对此进行了相应的优化和改进。增量式路径规划算法能够有效处理路径中动态增加的障碍物，并以较小的计算量得到避让路径，基于此，本文对避让路径的相关参数做出改进，能够调节车辆的避障意愿。因此车辆在相对宽阔的道路环境中，可通过增大避障意愿来增加与障碍物车辆的距离，提早做出避让动作，使车辆能够更加安全舒适的行驶。本文对该算法进行了相关的算例验证。 对于车辆跟驰控制模块，针对传统车辆编队跟驰控制模型未考虑领航车辆横向变换车道的问题，本文将车辆横向与纵向运动相结合作为跟驰控制方法，并增加对车辆通信延迟的考虑。传统的跟驰控制直接将领航车辆相关运动信息作为跟驰车辆的系统输入，本文将车辆通信作为车辆间信息交换的方式，因此考虑通信延迟对于车辆编队跟驰控制的影响，最后通过Matlab/Simulink进行了相关的仿真验证。 |
| 作者： | 李涛 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 史彦军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
