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无人车个性化换道轨迹规划及跟踪控制研究
| 论文题名： | 无人车个性化换道轨迹规划及跟踪控制研究 |
| 关键词： | 无人驾驶;聚类分析;轨迹规划;轨迹跟踪 |
| 摘要： | 针对目前无人驾驶车辆在特定场景下的换道轨迹规划和跟踪控制过程缺少对驾驶特性的考量以及换道风格辨识中相应标准的欠缺，本文设计5类换道场景，提取16个换道特征参数，通过因子分析法聚类两种风格驾驶人，并分析特定换道数据完成个性化换道轨迹规划，最后设计模型预测控制器，实现了自由和紧急换道场景下个性化换道轨迹的规划与跟踪控制。主要工作内容如下: (1)建立3自由度车辆动力学单轨建模以及参照魔术公式的轮胎模型并进行动力学分析，根据小角度假设，最终得到简化后的结合线性轮胎模型的车辆动力学非线性模型。 (2)搭建驾驶人数据采集平台，设计5种换道场景进行实验，采集驾驶人换道数据，从中提取16个换道特征参数进行因子降维分析，得到转向因子、速度因子、状态因子3个公因子，最后通过模糊C-均值聚类算法分成两类风格驾驶人。 (3)以车辆动力学模型为基础设计预测模型，随后设计目标函数并添加状态量、控制量及输出量约束提高控制精度完成轨迹跟踪控制器设计;以驾驶人换道横向位移、换道横向速度及方向盘转角为参考提取出不同风格驾驶人的换道时间及换道起始点的位置和速度，并通过五次多项式进行轨迹规划，最终得到个性化换道轨迹规划。 (4)搭建Carsim-Simulink联合仿真平台，对自由和紧急换道场景下的换道轨迹进行跟踪控制。仿真结果表明，该控制器可以持续稳定跟踪目标轨迹，实现了不同场景下的个性化换道轨迹跟踪控制。 |
| 作者： | 刘宇 |
| 专业： | 交通运输 |
| 导师： | 仪垂杰;宋年秀 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛理工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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