ITS智能車輛關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、智能交通系統(tǒng)（ITS）可以顯著提高運輸效率，降低運輸成本，減少能耗與排放，增強車輛運行安全性能，是未來交通運輸方式的發(fā)展方向。智能車輛（IV）是ITS核心和主要組成部分，更是未來汽車的發(fā)展方向。本文對高速公路環(huán)境下IV的關(guān)鍵技術(shù)進行研究，包括狀態(tài)檢測與環(huán)境感知、建模，運動控制方法和算法，底層控制子系統(tǒng)和全局路徑導(dǎo)航等進行了研究。主要內(nèi)容如下： ⑴針對輪式車輛具有的典型非線性、強耦合、參數(shù)時變特性而導(dǎo)致車輛運行動態(tài)范圍大、不易進行

2、控制的問題，提出以空間壓縮維代替時間維建立IV運動模式空間的思想。利用聚類技術(shù)構(gòu)造IV的運動模式空間和子空間，確定車輛動態(tài)范圍，建立了IV運動模式空間模型，為車輛動力學(xué)研究開辟了新思路，具有十分重要的理論意義和實踐價值。 ⑵在噪聲加入、關(guān)鍵參數(shù)選擇、參考軌跡設(shè)置、隨機初始狀態(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)計方法”，提供了一種新的復(fù)雜對象控制器設(shè)計手段PBICD。對利用PBICD設(shè)計的IV運動控制器進行了仿真研

3、究，并對設(shè)計的ATRV移動機器人運動控制器進行了實驗研究。通過仿真找出了對IV運動控制性能具有重要影響的車輛和執(zhí)行機構(gòu)參數(shù)，尤其是明確了剎車器特性對運動控制性能的主要影響因素，為相關(guān)IV集成系統(tǒng)的開發(fā)提供了依據(jù)，具有十分重要的意義。 ⑶針對IV運行環(huán)境中有較多節(jié)點和道路的大網(wǎng)絡(luò)，使用Mapinfo開發(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，進行全局最短路徑規(guī)劃。結(jié)合濟南城市交通，利用Mapinfo和Visu

4、al Basic6.0作為仿真工具，證實這種算法可以快速地找到最短路徑，減少了計算時間并實現(xiàn)可視化操作。 ⑷分別采用MATLAB語言或VB語言開發(fā)了基于計算機視覺的車道線識別、車輛運動模式分析、車輛運動控制、車輛導(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編寫的不同構(gòu)件集成，實現(xiàn)了“智能車輛運動模式分析和運動控制器自動設(shè)計”的運行和測試軟件平臺，為IV的研究