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自动驾驶换道博弈行为决策机制及多目标轨迹规划
| 论文题名： | 自动驾驶换道博弈行为决策机制及多目标轨迹规划 |
| 关键词： | 自动驾驶;换道行为决策;换道轨迹规划;分子动力学;多项式模型 |
| 摘要： | 自动驾驶车辆具有反应速度快与工作效率高等优点，为有效缓解交通问题提供了新的思路与方法。换道是常发性驾驶行为之一，由于存在复杂性而易诱发交通事故并造成交通拥堵。当前自动驾驶车辆呈现出普及化的趋势，提升自主换道能力已迫在眉睫。因此，聚焦于动态交通场景下的换道行为决策及轨迹规划，深入剖析自动驾驶车辆的换道机制，以期促进换道能力的提升与交通问题的改善。 首先，明确自动驾驶的典型应用场景，阐述自动驾驶车辆关键技术的个性化功能及其在完成驾驶任务时的协同关系。进一步探究智能性的决策规划模块，将制定换道行为决策的逻辑以及规划换道轨迹的流程进行融合，形成换道行为决策及轨迹规划架构，为研究内容的推进提供理论框架。 其次，解析自动驾驶的博弈换道现象，探究换道策略与博弈收益。客观性量化换道意图，引入换道碰撞概率与换道动态风险系数，构建换道博弈决策行为模型。选取SUMO(SimulationofUrbanMobility)平台进行换道实验，将换道博弈决策行为模型与传统换道模型进行对比分析，验证博弈换道理论的合理性。 然后，以相互作用的视角将换道行为决策的研究从博弈特性推进到分子动力学内在机理。对车辆与分子进行系统相似性分析，引入相互作用势构建分子动力学换道模型，揭示车辆在纵横二维平面实施交互性换道的本质。运用SUMO平台进行换道实验，对比分析换道博弈决策行为模型及分子动力学换道模型的性能，验证分子动力学换道决策机制的科学性。 最后，由自动驾驶车辆的行为决策层递进至局部路径规划层，分析不同换道场景下的临界碰撞情况，同时考虑换道舒适性需求与边界性特征，形成换道轨迹的多目标约束性条件。在多场景下构建换道轨迹规划模型，并使用MATLAB赋予其实际意义。结果表明自动驾驶车辆实现风险规避，换道轨迹平滑连续，满足换道过程的多目标需求。 |
| 作者： | 张可琨 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 曲大义 |
| 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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