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智能车辆人机协同路径跟踪控制研究
| 论文题名： | 智能车辆人机协同路径跟踪控制研究 |
| 关键词： | 智能车辆;人机协同路径;跟踪控制 |
| 摘要： | 随着计算机技术、汽车制造技术和数据通信技术的蓬勃发展，汽车智能化成为汽车领域发展的新方向。其中，完全自动驾驶技术受限于法律、技术水平等因素，短期内难以实现。未来很长时间里，将是驾驶员和智能系统共享车辆控制权，即人机协同控制的智能驾驶。人机协同控制技术将驾驶员和智能系统的优势融合，通过两者的协作配合，能够有效提高交通通行效率、降低交通事故率，从而实现安全、高效以及舒适的驾驶。因此，实现智能汽车的人机协同控制技术，对于交通系统建设和汽车行业发展都有着重要的实际价值和意义。 本文从人机协同控制的执行控制层出发，对目标路径的跟踪控制展开研究，提出了基于模型预测控制理论的人机协同路径跟踪控制器，以及针对驾驶员和智能系统交互行为研究的人机协同博弈控制模型，并通过驾驶员在环实验，对所提出的系统进行仿真验证。具体研究内容如下： 1.针对人机协同控制的安全性和舒适性，提出了智能系统最小干预控制策略。在此基础上，通过建模分析车辆系统的动力学特性和路径跟踪控制的目标等，建立了基于模型预测控制的人机协同路径跟踪控制器，并设计了与驾驶员模型的仿真对比实验，测试该控制器的性能。 2.考虑驾驶员在人机协同控制中的主导地位，将其与智能系统的交互演化为二元博弈关系，提出了基于博弈论的人机协同博弈控制模型。通过量化分析不同类型驾驶员的驾驶风格和驾驶任务的紧迫程度，明确其驾驶需求，并根据模糊规则控制器确定双方的博弈收益，从而决策人机协同路径跟踪控制的最优策略。最后，通过设计相关对比实验，验证了该模型的有效性。 3.基于上述研究，设计搭建了驾驶员在环的硬件平台实验，并提出了人机协同路径跟踪控制系统的主客观评价标准。招募了不同类型驾驶员进行多工况测试实验，通过各项指标分析人机协同控制系统的性能。实验结果表明，驾驶员普遍认可此系统，其能够实现安全、稳定、可靠且舒适的人机协同路径跟踪控制。 |
| 作者： | 徐悦 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 安毅生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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