基于危險(xiǎn)斥力場(chǎng)的汽車(chē)主動(dòng)避撞局部路徑規(guī)劃研究.pdf_第1頁(yè)
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1、針對(duì)平直道路上碰撞交通事故的多發(fā)性和復(fù)雜性,提出一種基于危險(xiǎn)斥力場(chǎng)的汽車(chē)主動(dòng)避撞局部路徑規(guī)劃算法,它能在盡量不影響當(dāng)前交通狀況的情況下根據(jù)汽車(chē)前方的道路交通環(huán)境信息自動(dòng)地規(guī)劃出一條能夠繞過(guò)前方障礙物的實(shí)時(shí)避障路徑。
  首先介紹了本課題研究的背景與意義,對(duì)汽車(chē)主動(dòng)避撞系統(tǒng)做了簡(jiǎn)要概述,總結(jié)了局部路徑規(guī)劃技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,然后基于汽車(chē)要自動(dòng)繞過(guò)障礙物的目的,在定義系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了汽車(chē)主動(dòng)避撞系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)方案,確定了要

2、實(shí)現(xiàn)該主動(dòng)避撞功能所需的關(guān)鍵技術(shù)及其相互關(guān)系。
  借鑒人工勢(shì)場(chǎng)理論的思想,從中國(guó)算盤(pán)的結(jié)構(gòu)形式和算珠的撥動(dòng)方式獲得啟發(fā),提出了一種基于危險(xiǎn)斥力場(chǎng)的汽車(chē)主動(dòng)避撞局部路徑規(guī)劃算法。該算法建立了算盤(pán)式道路和危險(xiǎn)斥力場(chǎng)數(shù)學(xué)模型。汽車(chē)越靠近斥力場(chǎng),其所受的斥力就越大,表明發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)也越高。首先在道路左右邊界和障礙物邊界上添加虛擬斥力場(chǎng),然后用有限根等剛度的線性拉伸彈簧依次將各算珠連接起來(lái)。根據(jù)算珠受到來(lái)自道路左右邊界斥力、障礙物邊界斥

3、力和線性拉伸彈簧拉力的共同作用而達(dá)到受力平衡靜止?fàn)顟B(tài),得到一個(gè)非線性方程組,利用Mathematica數(shù)學(xué)計(jì)算軟件編寫(xiě)算法程序并調(diào)用牛頓迭代函數(shù)對(duì)該非線性方程組進(jìn)行求解,得到一條能夠安全避開(kāi)障礙物且符合汽車(chē)操穩(wěn)性要求的實(shí)時(shí)避障路徑。
  為了對(duì)這條避障路徑進(jìn)行跟隨,建立了基于預(yù)瞄跟隨理論的駕駛員模型,并利用最優(yōu)側(cè)向加速度對(duì)其進(jìn)行反饋校正。通過(guò)在Simulink建模工具箱中仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該駕駛員模型具有良好的路徑跟隨效果。

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