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辅助驾驶中控制与决策关键技术研究
| 论文题名： | 辅助驾驶中控制与决策关键技术研究 |
| 关键词： | 辅助驾驶系统;双模式切换;激光雷达;预警区域检测;避碰决策 |
| 摘要： | 针对因驾驶员因素导致的交通事故问题，目前存在两种解决方案：无人驾驶技术和辅助驾驶系统。然而，无人驾驶技术的广泛应用有赖于整个智能交通系统的建立和完善，有赖于相关法律法规的制定和客户思想的转变，近期内难以实用化；现有辅助驾驶系统多以预警功能为主，紧急情况下，缺乏对车体控制的干预。针对这种现状，本文从紧急情况下，辅助系统主动干预车体控制的角度出发，提出了“双模式”辅助驾驶系统方案：按车辆行驶工况的不同，系统智能地在人工驾驶模式和辅助驾驶模式间进行切换，在辅助驾驶模式下，将部分接管车体控制，确保车辆行驶安全。研制了一款“双模式”辅助驾驶试验样车，并设计实现了主动避碰和车道保持功能。 本文主要工作包括辅助驾驶试验样车研制、基于激光雷达的主动避碰研究和基于高精度GPS的车道保持研究。其中，样车研制部分，采用分层次控制结构将整个系统架构划分为环境感知层、上层控制层与底层控制层；采用模块化设计和分布式架构体系将底层控制层划分为前轮控制模块、后轮控制模块以及人机交互面板模块；各底层模块由嵌入式系统构成，底层软件采用uC/OS-II实时操作系统，系统通信采用CANopen协议。为实现“双模式”切换辅助功能，对样车本体进行了机械与电气系统改造，具体包括转向系统机电改造、“双模式”切换硬件设计以及电源系统设计。整个样车研制过程，充分保证了系统运行的可靠性、稳定性、实时性以及系统平台设计的开放性和可扩展性。 主动避碰研究部分，采用激光雷达作为环境感知传感器；针对弯道障碍物检测问题，提出了基于激光雷达的随动预警区域检测方法；在试验样车平台上，设计实现了基于激光雷达的主动避碰功能；本主动避碰系统采用碰撞预警和自动刹车两级避碰决策，在紧急情况下，系统将接管车体驱动控制并进行自动刹车，实际实验证明了避碰系统运行的稳定性。 车道保持研究部分，提出了基于高精度GPS的车道保持系统方案；采用RTK-GPS建立车道级电子地图，由地图信息获得道路线轨迹信息，采用EKF数据融合方法获得车体位姿的实时估计，采用基于车头左右端点横越道路边界线的时间作为车道偏离状况的判断依据，在车道偏离时，系统将预警提醒，在紧急情况下，系统将接管车体转向控制进行自动归中操作。在试验样车平台上，对本车道保持系统进行了实现，实际实验证明了本系统运行的有效性。 |
| 作者： | 陈平 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 王春香 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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