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原文传递车辆主动避障控制系统研究

论文题名：	车辆主动避障控制系统研究
关键词：	车辆避障;轨迹规划;车辆动力学;模型预测控制;路径规划
摘要：	随着驾驶技术的不断进步，无人驾驶汽车极大地方便了人们的工作、学习与生活，他们促进了智能交通系统的发展，受到了世界的广泛关注。然而，无人驾驶汽车因其需多种先进技术的支持，研究过程存在大量困难。本文是在已有研究成果的基础上，对无人驾驶汽车避障技术进一步深入研究。本文的主要研究内容为：　　（1）本文首先介绍了比较先进的避障技术，总结研究成果，让自己的研究更有目的性。　　（2）分析车辆横纵向动力学、运动学并进行车辆与轮胎建模，然后将轮胎模型线性化，最后构造状态空间表达式，该表达式用于后续的车辆主动换道避障控制系统。　　（3）设计了基于交通状况的安全距离模型，并设计了与避障场景相适应的避障方式转换策略。当满足换道避障条件时采取换道的方式避开前方障避障物；反之选择制动避障。　　（4）下一步是车辆换道避障轨迹的设计，静态的全局路径规划已不能保证车辆在动态环境下的行驶安全。本文设计了基于六次多项式的换道避障轨迹，当参考路径上出现障碍物、障碍车时，能够根据车辆状态及车辆周围环境信息进行局部路径规划，保证车辆的行驶安全。　　（5）车辆纵向主动制动避障是车辆避障系统的重要部分，本文基于LQR设计了车辆主动制动避障系统。在车辆不满足换道避障条件时，主动制动避障系统能够控制车辆进行制动，以避开前方障碍物。　　（6）最后是车辆换道避障控制系统的设计，首先研究了MPC、RMPC和卡尔曼滤波技术，在此基础上，设计了基于卡尔曼滤波鲁棒模型预测控制的换道避障轨迹跟踪控制器。该轨迹跟踪控制器既能够保证自动驾驶汽车在进行换道避障时按照第四章设计的换道轨迹行驶致目标车道，侧倾角、横摆角也都保持在一定的范围内。
作者：	崔琦
专业：	机械工程
导师：	张红彦;孙志国
授予学位：	硕士
授予学位单位：	吉林大学
学位年度：	2022