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基于时序差分学习模型预测控制的一体化自动驾驶换道策略

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机械工程学报 2024年第10期60卷 329-338页

作者：杨硕李时珍赵中原黄小鹏黄岩军同济大学汽车学院上海201804 南京信息工程大学自动化学院南京210044 中电科东方通信集团有限公司广东519060

具有自进化能力的自动驾驶换道策略有望在复杂开放的交通环境中提升性能,以应对更多的未知场景。时序差分学习模型预测控制(Temporal difference learning for model predictive control,TD-MPC)结合有模型和无模型强化学习方法的优势,... 详细信息

具有自进化能力的自动驾驶换道策略有望在复杂开放的交通环境中提升性能,以应对更多的未知场景。时序差分学习模型预测控制(Temporal difference learning for model predictive control,TD-MPC)结合有模型和无模型强化学习方法的优势,具有学习效率高、性能优异的特点。基于此,为了提高自动驾驶换道策略的整体性能,提出基于TD-MPC的自动驾驶一体化换道策略。具体来说,针对自动换道问题,提出基于驾驶倾向网络的一体化自动驾驶换道策略架构,构建强化学习问题并设计完备的奖励函数,对决策规划优化问题进行统一求解。应用TD-MPC算法设计内部模型来预测未来状态和奖励,实现短时域内的局部轨迹优化,同时使用时序差分学习实现对长期汇报的估计,以得到驾驶倾向网络参数。所提出方法在高保真仿真环境中被验证,结果表明,所提出方法相比规则方案保证行驶效率,并且提高安全性和舒适性。同时与软演员-评论家算法(Soft actor critic,SAC)相比,实现了7~9倍的学习效率提升。

关键词：自动驾驶强化学习一体化决策规划

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多智能网联汽车轨迹规划:现状与展望

机械工程学报 2024年第10期60卷 129-146页

作者：戢杨杰张馨雨杨紫茹周上航黄岩军曹建永熊璐余卓平同济大学汽车学院上海201804 上海机动车检测认证技术研究中心有限公司上海201800

轨迹规划是自动驾驶汽车的基本功能。随着车用无线通信技术(Vehicle to everything,V2X)技术的发展,自动驾驶汽车具备智能网联功能,这些汽车被称为智能网联汽车。智能网联技术可以为自动驾驶汽车带来大量信息,增强不同自动驾驶汽车之间... 详细信息

轨迹规划是自动驾驶汽车的基本功能。随着车用无线通信技术(Vehicle to everything,V2X)技术的发展,自动驾驶汽车具备智能网联功能,这些汽车被称为智能网联汽车。智能网联技术可以为自动驾驶汽车带来大量信息,增强不同自动驾驶汽车之间的合作,并为轨迹规划提供额外的优化空间,以减少驾驶时间,提高驾驶舒适性和安全性。与传统的单车轨迹规划相比,多车轨迹规划可以充分利用智能网联汽车的技术优势,为多个自动驾驶汽车规划合适的轨迹。以结构化场景和非结构化场景的分类综述典型的多车轨迹规划应用场景,总结不同的多车轨迹规划合作规划策略和特点。总结用于多车轨迹规划的各种方法,包括传统的流水线规划方法和端到端方法,并对多车轨迹规划的试验进行归纳。基于当前研究现状,提出多车轨迹规划面临的挑战和未来的研究方向,为智能交通系统领域的研究人员提供启发和参考。

关键词：自动驾驶汽车轨迹规划智能网联汽车

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序言

机械工程学报 2024年第10期60卷 1-2页

作者：李克强殷国栋曹东璞熊璐胡晓松赵万忠朱冰唐小林高博麟黄岩军皮大伟褚端峰张雷清华大学东南大学同济大学重庆大学南京航空航天大学吉林大学南京理工大学武汉理工大学北京理工大学

新一轮科技革命与产业数字化变革交织演进,人工智能正成为重塑全球经济结构的关键力量。汽车作为国民经济重要的战略性、支柱性产业,其智能化技术演进已成为全球新兴产业发展的战略必争之地。面对这一背景和挑战,李克强院士率先提出了... 详细信息

新一轮科技革命与产业数字化变革交织演进,人工智能正成为重塑全球经济结构的关键力量。汽车作为国民经济重要的战略性、支柱性产业,其智能化技术演进已成为全球新兴产业发展的战略必争之地。面对这一背景和挑战,李克强院士率先提出了“智能网联汽车”理念与技术,阐明智能网联汽车是汽车、电子、信息通信、道路交通运输等多行业深度融合的新型产业形态。在汽车智能化、网联化产业趋势下,大力发展智能网联技术,实现核心技术的自主突破,形成中国技术的领先优势,对我国从汽车大国迈向汽车强国有着重大意义。

关键词：全球经济结构支柱性产业智能网联汽车领先优势汽车强国道路交通运输人工智能信息通信

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基于轮胎有限元模型的胎体耦合变形研究

基于轮胎有限元模型的胎体耦合变形研究

作者：黄岩军吉林大学

学位级别：硕士

在路面上运动的汽车轮胎是工作在联合工况下并且表现的是非稳态力学特性，胎体弹性是该特性最主要影响因素，分析胎体侧向或纵向弹性对轮胎单一滑移方向非稳态特性影响的研究已有所开展，而这些研究大多都是基于胎体“梁模型”、“弦模... 详细信息

在路面上运动的汽车轮胎是工作在联合工况下并且表现的是非稳态力学特性，胎体弹性是该特性最主要影响因素，分析胎体侧向或纵向弹性对轮胎单一滑移方向非稳态特性影响的研究已有所开展，而这些研究大多都是基于胎体“梁模型”、“弦模型”模型或者是由平移、弯曲和扭转变形叠加的更一般的模型。本文利用轮胎有限元模型对纯工况下胎体的变形进行研究，建立能表征纯工况下胎体变形与受力的关系，然后将这种关系推广到联合工况下并进行相应的修正。进而揭示了在联合工况下胎体的侧纵向耦合弹性特性。本研究意义在于通过对联合工况下胎体的侧纵向耦合弹性的研究，为轮胎在联合工况下的非稳态特性建模提供依据，从而为轮胎力学的发展及高精度车辆模型在汽车开发中的应用奠定基础。全文共分为六章。第一章为绪论，主要介绍了轮胎非稳态力学模型的国内外研究现状以及相应的胎体弹性模型。并详细介绍了国外Pacejka教授提出的胎体“弦”模型为基础的轮胎非稳态侧偏模型和国内郭孔辉教授提出的考虑胎体复杂变形的轮胎非稳态侧偏特性理论模型。第二章为轮胎有限元建模部分，主要介绍了网格的划分和材料模型的选取，并介绍了商用有限元软件ABAQUS对轮胎进行有限元分析时的输入和输出以及在轮胎设计过程中的应用流程。第三章为轮胎有限元模型的验模试验，主要介绍了轮胎垂直刚度试验、接地印迹试验、三向加载试验台设计过程和轮胎侧纵向刚度试验以及稳态侧偏试验，并分别在这些工况下进行虚拟试验。最后进行仿真与试验值对比分析。第四章为基于有限元模型的胎体侧纵向变形特征点的研究，在轮胎内表面找到若干组节点集在不同工况下进行研究分析，最终确定能表征胎体在不同工况下变形特征的一组。以便进行接下来的胎体侧纵向耦合弹性的研究分析。第五章为胎体滚动时的侧纵向耦合变形研究，前三节分别对纯工况下胎体变形特点进行研究，并建立胎体变形与受力的关系。并将这种关系在第四节的不同联合工况下进行推广，揭示联合工况下胎体的变形特征。第六章为全文总结以及对接下来工作的研究展望。

关键词：轮胎有限元接地印迹轮胎试验胎体初始侧倾变形胎体耦合变形

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实用幽默技巧

作者：黄岩军

来源：南通市图书馆图书评论

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道路结构特征下的车道线智能检测

中国图象图形学报 2021年第1期26卷 123-134页

作者：张翔唐小林黄岩军浙江财经大学信息管理与人工智能学院杭州310018 重庆大学汽车工程学院重庆400044 同济大学汽车学院上海201804

目的在智能网联汽车系统开发中,复杂环境下的车道线检测是关键环节之一。目前的车道线检测算法大都基于颜色、灰度和边缘等视觉特征信息,检测准确度受环境影响较大。而车道线的长度、宽度及方向等特征的规律性较强,具有序列化和结构关... 详细信息

目的在智能网联汽车系统开发中,复杂环境下的车道线检测是关键环节之一。目前的车道线检测算法大都基于颜色、灰度和边缘等视觉特征信息,检测准确度受环境影响较大。而车道线的长度、宽度及方向等特征的规律性较强,具有序列化和结构关联的特点,不易受到环境影响。为此,采用视觉信息与空间分布关系相结合的方案,来提高复杂环境下的车道线检测能力。方法首先针对鸟瞰图中车道线在横向和纵向上分布密度不同的特点,将目标检测算法YOLO v3(you only look once v3)的网格密度由S×S改进为S×2S,得到的YOLO v3(S×2S)更适于小尺寸、大宽高比物体的检测;然后利用车道线序列化和结构相互关联的特点,在双向循环门限单元(bidirectional gated recurrent unit,BGRU)的基础上,提出基于车道线分布关系的车道线检测模型(BGRU-Lane,BGRU-L)。最后利用基于置信度的D-S(Dempster-Shafer)算法融合YOLO v3(S×2S)和BGRU-L的检测结果,提高复杂场景下的车道线检测能力。结果采用融合了视觉信息和空间分布关系的车道线检测模型,在KITTI(Karlsruhe Institute of Technology and Toyoko Technological Institute)交通数据集上的平均精度均值达到了90.28%,在欧洲卡车模拟2常规场景(Euro Truck Simulator 2 convention,ETS2_conv)和欧洲卡车模拟2复杂场景(Euro Truck Simulator 2 complex,ETS2_complex)下的平均精度均值分别为92.49%和91.73%。结论通过增大YOLO v3纵向的网格密度,可显著提高模型检测小尺寸、大宽高比物体的准确度;序列化和结构关联是车道线的重要属性,基于空间分布关系的BGRU-L模型的准确度受环境影响较小。两种模型的检测结果在经过D-S融合后,在复杂场景下具有较高的准确度。

关键词：机器视觉车道线检测网格密度空间分布 D-S融合

面向车辆操纵稳定性的主动差速器模型预测控制

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汽车工程 2018年第2期40卷 206-213页

作者：冀杰黄岩军李云伍张春高书娜西南大学工程技术学院重庆400715 滑铁卢大学机械与机电工程系

本文中基于主动差速器技术提出一种提高车辆横摆/车身侧偏操纵稳定性的模型预测控制算法。首先,考虑主动差速器和车轮的动力学特性,建立双轴车辆的动力学预测模型。接着,将模型预测控制问题转换为标准的二次规划问题,并利用内点法求解... 详细信息

本文中基于主动差速器技术提出一种提高车辆横摆/车身侧偏操纵稳定性的模型预测控制算法。首先,考虑主动差速器和车轮的动力学特性,建立双轴车辆的动力学预测模型。接着,将模型预测控制问题转换为标准的二次规划问题,并利用内点法求解主动差速器的控制力矩。最后,利用Simulink相关工具箱和Carsim软件对提出的模型预测控制器性能进行联合仿真验证。结果表明,采用主动差速器模型预测控制能有效提高车辆在低附着路面上的操纵稳定性。

关键词：汽车操纵稳定性主动差速器模型预测控制

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基于有限状态机的车辆自动驾驶行为决策分析

汽车技术 2018年第12期 1-7页

作者：冀杰黄岩军李云伍吴飞西南大学重庆400715 滑铁卢大学

将智能车辆的自动驾驶运动过程分解为车道保持、车辆跟随、车道变换和制动避撞4种典型驾驶行为,基于有限状态机方法建立各驾驶行为间的逻辑关系及状态切换过程,同时,构建了面向自动驾驶的虚拟危险势能场,并对其结构关键参数和驾驶行为... 详细信息

将智能车辆的自动驾驶运动过程分解为车道保持、车辆跟随、车道变换和制动避撞4种典型驾驶行为,基于有限状态机方法建立各驾驶行为间的逻辑关系及状态切换过程,同时,构建了面向自动驾驶的虚拟危险势能场,并对其结构关键参数和驾驶行为决策触发阈值进行分析。利用MATLAB/CarSim软件对不同道路工况下的自动驾驶行为决策过程进行联合仿真,并利用比例车辆模型和机器视觉系统对提出的方法进行试验验证。仿真和试验结果表明,虚拟危险势能场与有限状态机相结合的方法能够满足智能车辆的驾驶行为决策需求并实现主要的自动驾驶功能。

关键词：智能车辆自动驾驶有限状态机危险势能场行为决策

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这家餐馆生意为什么这样火？

科技创业月刊（创富指南） 2010年第8期 50-51页

作者：黄岩军

在某地闻名的餐饮一条街上，曾经上演了太多餐饮企业的兴衰成败：有些企业花了一两个月来装修。但却在开业不到两个月就改弦更张了。相比之下，有家不起眼的餐馆，不仅在开业两个月内就超越了一家老字号连锁店的业绩。而且一跃成为整条... 详细信息

在某地闻名的餐饮一条街上，曾经上演了太多餐饮企业的兴衰成败：有些企业花了一两个月来装修。但却在开业不到两个月就改弦更张了。相比之下，有家不起眼的餐馆，不仅在开业两个月内就超越了一家老字号连锁店的业绩。而且一跃成为整条街上人气最旺的饭店，常常出现门庭若市。一“桌”难求的场面。

关键词：餐馆生意餐饮企业连锁店开业装修饭店