ITS智能車(chē)輛關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、智能交通系統(tǒng)（ITS）可以顯著提高運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本，減少能耗與排放，增強(qiáng)車(chē)輛運(yùn)行安全性能，是未來(lái)交通運(yùn)輸方式的發(fā)展方向。智能車(chē)輛（IV）是ITS核心和主要組成部分，更是未來(lái)汽車(chē)的發(fā)展方向。本文對(duì)高速公路環(huán)境下IV的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，包括狀態(tài)檢測(cè)與環(huán)境感知、建模，運(yùn)動(dòng)控制方法和算法，底層控制子系統(tǒng)和全局路徑導(dǎo)航等進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下： ⑴針對(duì)輪式車(chē)輛具有的典型非線性、強(qiáng)耦合、參數(shù)時(shí)變特性而導(dǎo)致車(chē)輛運(yùn)行動(dòng)態(tài)范圍大、不易進(jìn)行

2、控制的問(wèn)題，提出以空間壓縮維代替時(shí)間維建立IV運(yùn)動(dòng)模式空間的思想。利用聚類(lèi)技術(shù)構(gòu)造IV的運(yùn)動(dòng)模式空間和子空間，確定車(chē)輛動(dòng)態(tài)范圍，建立了IV運(yùn)動(dòng)模式空間模型，為車(chē)輛動(dòng)力學(xué)研究開(kāi)辟了新思路，具有十分重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。 ⑵在噪聲加入、關(guān)鍵參數(shù)選擇、參考軌跡設(shè)置、隨機(jī)初始狀態(tài)設(shè)置等算法的支持下，發(fā)展了“基于模式的智能控制器設(shè)計(jì)方法”，提供了一種新的復(fù)雜對(duì)象控制器設(shè)計(jì)手段PBICD。對(duì)利用PBICD設(shè)計(jì)的IV運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行了仿真研

3、究，并對(duì)設(shè)計(jì)的ATRV移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)仿真找出了對(duì)IV運(yùn)動(dòng)控制性能具有重要影響的車(chē)輛和執(zhí)行機(jī)構(gòu)參數(shù)，尤其是明確了剎車(chē)器特性對(duì)運(yùn)動(dòng)控制性能的主要影響因素，為相關(guān)IV集成系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供了依據(jù)，具有十分重要的意義。 ⑶針對(duì)IV運(yùn)行環(huán)境中有較多節(jié)點(diǎn)和道路的大網(wǎng)絡(luò)，使用Mapinfo開(kāi)發(fā)了其數(shù)字電子地圖，提出了一種局部最優(yōu)方向的A*啟發(fā)式搜索算法，進(jìn)行全局最短路徑規(guī)劃。結(jié)合濟(jì)南城市交通，利用Mapinfo和Visu

4、al Basic6.0作為仿真工具，證實(shí)這種算法可以快速地找到最短路徑，減少了計(jì)算時(shí)間并實(shí)現(xiàn)可視化操作。 ⑷分別采用MATLAB語(yǔ)言或VB語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的車(chē)道線識(shí)別、車(chē)輛運(yùn)動(dòng)模式分析、車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制、車(chē)輛導(dǎo)航與路徑規(guī)劃等應(yīng)用軟件，為相關(guān)技術(shù)的研究提供了研究手段。利用軟件集成技術(shù)，采用黑盒復(fù)用的方法，將MATLAB和VB編寫(xiě)的不同構(gòu)件集成，實(shí)現(xiàn)了“智能車(chē)輛運(yùn)動(dòng)模式分析和運(yùn)動(dòng)控制器自動(dòng)設(shè)計(jì)”的運(yùn)行和測(cè)試軟件平臺(tái)，為IV的研究