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动态车流下行车风险场的建模及避撞方法研究
| 论文题名： | 动态车流下行车风险场的建模及避撞方法研究 |
| 关键词： | 动态车流;行车风险场;模糊PID控制器;安全预警;智能避撞 |
| 摘要： | 随着汽车保有量的迅速增长，交通运输安全形势日益严峻，事故频发，保障行车安全迫在眉睫。研究具有环境感知、决策与控制的智能车辆是解决上述问题的最佳途径。本课题基于场论，提出了一种考虑道路环境和车辆特性的综合势能场模型，并利用隐马尔可夫模型进行避撞决策。随后采用模型预测方法对规划路径进行跟踪，实现了动态车流下的避撞路径规划与控制。 首先，对影响车辆行驶风险的因素进行了分析，具体包括道路曲率、道路坡度、道路附着系数、道路可视度和虚拟质量五个部分。通过各影响因素的量化确立参数并融入到势能场模型中，建立动态势场模型。 接着，基于建立的改进势能场模型进行了势场力分析，提出纵向安全预警和路径规划决策方法。通过对纵向势场力的分析，确立纵向动态预警阈值，并构建模糊PID控制器确保车辆在纵向上的安全行驶。横向避障通过分析势场力并加入隐马尔科夫模型进行决策，弥补了势场法陷入最小值的缺点。 随后，基于模型预测控制理论建立了单轨车辆动力学模型，对动力学模型进行了分析，将非线性化模型转化为线性时变模型，以车辆前轮转角作为控制变量，并在控制器中加入松弛因子防止出现无最优解问题。考虑到车辆行驶稳定性要求，在控制器中添加了约束条件，实现车辆对规划路径的跟踪控制。 最后，通过Carsim/Simulink建立了联合仿真模型，并设置不同工况对提出的避撞方法进行了验证。仿真结果表明，所设计的避撞方法能够规划出一条安全平滑的行车轨迹，并实现动态避撞。 |
| 作者： | 李思骏 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 罗久飞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆邮电大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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