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基于智能网联微缩车的信号灯路口多车协同试验平台开发
| 论文题名： | 基于智能网联微缩车的信号灯路口多车协同试验平台开发 |
| 关键词： | 智能网联微缩车;信号灯路口;多车协同行驶;通行策略 |
| 摘要： | 近年来，汽车行业正在发生巨大的变化，汽车的研发越来越偏向智能化和网联化，智能网联汽车成为了国内外学者和企业的研究热点。车与车之间，车与交通设施之间，可以建立网络连接，互相共享自身的状态信息，使得多车协同行驶成为可能。然而，当前的多车协同相关算法的实验验证较为复杂，若使用实车进行验证，从改造智能车到改造交通设施周期长、成本高、难度大。因此，本文针对此问题搭建了基于智能网联微缩车的多车协同试验平台，并对信号灯路口多车协同问题提出通行策略与求解方法，使用试验平台进行验证，测试试验平台效果。 首先，搭建了智能网联微缩车，包括上位机、底盘、下位机、传感器、相关配套设施和总控制软件，并设计了小车纵向控制器、基于车道线识别的横向控制器、UWB(UltraWideBand)定位模块和基于UDP(UserDatagramProtocol)通信协议的通信模块，并对四项功能进行跑动测试。测试结果表明，速度精度较准，误差在±0.1m/s以内；跑动时可以保持沿着车道线中线行驶；定位误差在±5cm以内，位移估计与实际位移误差较小；通信协议每传送3000字节数据丢包率约为1.17%，可满足验证基本要求。 接着，针对信号灯路口多车协同问题提出信号灯正时的通行策略，考虑燃油消耗、前后车距和信号灯状态得到最优巡航车速，考虑跟随最优巡航车速、安全车距和车辆加速度跟随建立目标函数，使用快速模型预测控制算法(FMPC,FastModelPredictiveControl)求解得到最优加速度，从而实现信号灯路口的低油耗、高效率通行。与吉布斯跟车方法仿真结果相比，没有等待红灯的情况出现，时间节省21.15%，燃油消耗节省22.63%。 最后，针对验证平台的工况进行仿真试验，并使用智能网联微缩车试验平台验证上述算法，来观察和分析小车通过多信号灯路口的效率与耗电情况。结果表明，相比于吉布斯跟车方法，未出现等待红灯的情况，小车耗电量节省3.65%，同时也验证了平台的可行性与稳定性。 |
| 作者： | 熊驰 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 钱立军;高立新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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