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智能车横向跟踪控制模式切换策略及评价方法

江苏大学学报（自然科学版） 2024年第3期45卷 257-264页

作者：梁军李哲宇张星华国栋江苏大学汽车工程研究院江苏镇江212013 江苏智行未来汽车研究院有限公司江苏南京211111

针对智能车横向跟踪控制算法传统切换策略中模型匹配策略总是处于激活状态,占用计算资源和运动平顺性变差的问题,设计了一种基于最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)的控制模式切换策略,在不同工况下根据... 详细信息

针对智能车横向跟踪控制算法传统切换策略中模型匹配策略总是处于激活状态,占用计算资源和运动平顺性变差的问题,设计了一种基于最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)的控制模式切换策略,在不同工况下根据误差判断策略切换控制模式.从安全性、舒适性和跟踪精度3个方面构建控制效果评估函数,并根据多目标优化数学模型实时执行系统最优控制量.仿真试验结果表明:该切换策略能够保证智能车在不同工况下具有优秀的横向跟踪性能,路径跟踪偏差范围为±0.1 m,横摆角速度波动范围为±2(°)/s,jerk值的范围为±10 m/s^(3),与传统的单一控制算法相比,具有更好的跟踪精度、稳定性和舒适性.

关键词：智能车横向跟踪控制模式切换策略跟踪精度舒适性

基于孪生网络的场景编码与智能车多尺度激光定位

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控制理论与应用 2024年

作者：陶倩文胡钊政孙勋培万金杰陈琪莉武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉理工大学重庆研究院

基于激光点云地图的智能车定位方法存在地图数据量大、匹配准确率低等问题,为此提出基于孪生网络的场景编码与智能车多尺度激光定位方法.首先构建了基于场景编码的激光极化地图,该地图以节点形式表征,每个节点均包含点云极化图、点云场... 详细信息

基于激光点云地图的智能车定位方法存在地图数据量大、匹配准确率低等问题,为此提出基于孪生网络的场景编码与智能车多尺度激光定位方法.首先构建了基于场景编码的激光极化地图,该地图以节点形式表征,每个节点均包含点云极化图、点云场景编码以及全局位姿.然后提出了基于激光极化地图的智能车多尺度定位方法,包括基于GPS与运动模型的粗定位,基于直方图滤波的节点级定位,和基于快速的GICP算法的度量级定位.最后使用现场采集的校园道路数据集和公共KITTI数据集对所提出的算法进行测试验证.实验结果表明,基于所构建地图的节点级定位准确率分别为99.6%和96.9%,平均定位误差分别为0.34m和0.21m,且对不同类型的激光雷达传感器和不同的环境具有较强的鲁棒性.

关键词：智能车激光定位地图匹配孪生网络

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基于ROS的智能车系统设计与路径规划研究

基于ROS的智能车系统设计与路径规划研究

作者：王杰天津职业技术师范大学

学位级别：硕士

目前对于新能源汽车和智能网联车的研究已经取得了显著进展,市场上的相关产品不断更新换代,但在学校教学应用方面仍存在一些挑战,特别是新能源汽车智能化水平有待提高,而大多数智能网联车型过于小型,无法有效乘载人员。因此,本文设计一... 详细信息

目前对于新能源汽车和智能网联车的研究已经取得了显著进展,市场上的相关产品不断更新换代,但在学校教学应用方面仍存在一些挑战,特别是新能源汽车智能化水平有待提高,而大多数智能网联车型过于小型,无法有效乘载人员。因此,本文设计一款可乘载人的新能源实训智能车,研究其控制系统,完成室内定位导航和避障,主要研究工作如下:1.对智能车常用的底盘进行分析,结合应用场景和功能需求,综合考虑选取阿克曼底盘作为本文研发设计的智能车底盘。使用Solid Works软件进行智能车的车型结构设计,将智能车的整体结构划分为底盘、操作台和电控台三部分,分别对各部分进行机械结构设计,并对机械结构做刚度和强度分析,最终组合成一辆完整的智能车机械车型结构。此外,对智能车进行运动学和动力学分析,建立运动学和动力学模型,并使用Car Sim软件进行动力学模型仿真。2.对智能车的软硬件系统进行分析设计,下层使用STM32F103ZET6控制芯片设计整车控制器硬件电路,以实现控制智能车的底层运动。上层使用可移植性强和便于维护的机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)来进行软件框架的搭建,对ROS操作系统的基本概念、工作空间、通信机制和结构特点进行分析,建立智能车的ROS软件架构,采用独立节点的方式对智能车主要功能进行设计。在底盘运动控制节点上,制定整车控制器和ROS的通信协议。在激光雷达节点和超宽带技术(Ultra Wide Band,UWB)定位传感器节点上,创建驱动程序,读取雷达信息和定位信息。3.对智能车的控制系统进行研究设计,上层ROS里主要实现定位导航和避障,基于全局路径规划的路线规划能力和局部路径规划的避障能力,综合分析确立使用A*和动态窗口法(Dynamic Window Approach,DWA)路径规划算法混合进行导航和避障的规划,并对A*算法的估价函数和选取搜索点的策略进行优化改进。下层整车控制器里使用以速度为内环、位置为外环的双闭环PID进行控制,使智能车能够完成定位导航和避障。对设计的智能车主要研究工作进行结果测试,首先对智能车的软硬件控制系统进行搭建和测试,测试整车控制器的硬件电路,测试结果表明设计的整车控制器各功能模块能够正常实现其功能。然后搭建室内定位系统,测试在静态、旋转和动态三种状态下定位性能,测试结果表明定位性能有小范围内的波动,但总体定位性能指标良好,且在动态下智能车的定位导航轨迹与实际行走轨迹大体一致。最后在ROS系统中观察智能车的导航情况,测试表明智能车能够沿着定位点规划的路线安全移动。

关键词：智能车机械设计 UWB定位路径规划定位导航

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基于改进蚁群算法的智能车路径优化

湖南工业大学学报 2024年第4期38卷 20-26页

作者：薛文嘉孙晓解玉成陈培演陈元健田甜湖南工业大学机械工程学院湖南株洲412007

用于自动泊车领域的AGV小车载质量大,对移动轨迹的平滑性与行走距离有更高要求。针对传统蚁群算法易死锁、囤余节点多与转向幅度不可控等问题,提出了一种改进蚁群算法。首先,在算法正式开始迭代前使用地图补偿函数对地图进行优化,降低... 详细信息

用于自动泊车领域的AGV小车载质量大,对移动轨迹的平滑性与行走距离有更高要求。针对传统蚁群算法易死锁、囤余节点多与转向幅度不可控等问题,提出了一种改进蚁群算法。首先,在算法正式开始迭代前使用地图补偿函数对地图进行优化,降低死锁概率;其次,在对地图优化处理后,对地图进行了信息素浓度初始化,加快了算法收敛速度;最后,通过调整路径生成逻辑,实现算法自适应调整步长,提高了路径的平滑性,减少转向摆动。仿真结果表明:改进后的算法死锁现象减少,收敛速度更快,所生成的路径转向平滑,囤余节点数与总路径长度降低。

关键词：路径规划地图补偿函数自适应步长蚁群算法智能车

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一种辅助火灾搜救的智能车设计

科技创新与生产力 2024年第1期45卷 119-121页

作者：王晓鹏于家旺赵恩波杨建海赵楠楠辽宁科技大学电子与信息工程学院辽宁鞍山114000

为了减轻火灾所产生的危害,设计了一款智能车用于辅助搜救工作。该智能车以STM32单片机和OpenMV4plus为主控,采用人体红外传感器、超声波模块等模块,利用PID算法、路径规划、无线通信实现找寻受困人员并向消防人员发送信号、对受困人员... 详细信息

为了减轻火灾所产生的危害,设计了一款智能车用于辅助搜救工作。该智能车以STM32单片机和OpenMV4plus为主控,采用人体红外传感器、超声波模块等模块,利用PID算法、路径规划、无线通信实现找寻受困人员并向消防人员发送信号、对受困人员进行临时处理、显示受灾楼宇内的实时画面和信息等功能。该智能车的应用,可以节省施救时间,防止搜救人员在探索楼层过程中受伤害,对辅助救灾有重大意义。

关键词：火灾搜救智能车路径规划无线通信

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试析智能车环境感知系统设计与实现

中国科技期刊数据库工业A 2024年第2期 47-50页

作者：郝鹏郭艳彬吉利汽车研究院(宁波)有限公司浙江宁波315000

环境感知系统是实现汽车智能驾驶的关键系统,通过利用环境感知系统收集周围车辆、行人、车道线等信息,能够为控制器决策与路径规划提供数据支持。本文分析了智能车环境感知系统设计要点,包括环境感知传感器选型、环境感知系统架构设计... 详细信息

环境感知系统是实现汽车智能驾驶的关键系统,通过利用环境感知系统收集周围车辆、行人、车道线等信息,能够为控制器决策与路径规划提供数据支持。本文分析了智能车环境感知系统设计要点,包括环境感知传感器选型、环境感知系统架构设计以及环境感知系统模块设计,并提出智能车环境感知系统实现方法,涉及安装环境感知传感器和处理环境感知系统数据两个关键环节的实现方法,期望对优化环境感知系统功能,保障智能车安全行驶有所帮助。

关键词：智能车环境感知系统传感器

基于GNSS/INS视觉融合智能车导航控制策略研究

维普期刊数据库评论

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工业控制计算机 2024年第1期37卷 36-39页

作者：付杰王琪罗小虎王俊龙胡清江苏科技大学苏州理工学院江苏张家港215600 南通理工学院汽车工程学院江苏南通226000

为了提高智能导航车辆在复杂环境下的控制精度,提出一种基于GNSS/INS视觉融合处理算法,设计以英飞凌TC364单片机为控制核心单元的智能导航小车。通过对采集到的GNSS、IMU以及灰度图像数据进行预先分析,并对数据进行卡尔曼滤波融合,灰度... 详细信息

为了提高智能导航车辆在复杂环境下的控制精度,提出一种基于GNSS/INS视觉融合处理算法,设计以英飞凌TC364单片机为控制核心单元的智能导航小车。通过对采集到的GNSS、IMU以及灰度图像数据进行预先分析,并对数据进行卡尔曼滤波融合,灰度图像处理边界提取,拟合出符合要求的车辆运行轨迹后,采用纯跟踪算法对车辆进行实时跟踪控制,验证算法可行后移植到智能车。通过实验数据以及实际运行结果分析对比,证明该方案满足车辆的自动巡航要求。

关键词：数据融合智能车图像处理纯跟踪算法组合导航

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基于麦克纳姆轮平台的智能车设计与开发

汽车知识 2024年第3期 57-60页

作者：吴昊轩程文涛钟钦许祎晴周雨轩重庆交通大学重庆外国语学校

本文针对基于麦克纳姆轮平台的智能车设计了运动控制方案,包括麦克纳姆轮的运动学模型、开方P控制器以及模糊PID控制器。先建立了麦克纳姆轮的运动学模型,并据此设计了开方P控制器和模糊PID控制器。开方P控制器用于平滑地控制智能车的位... 详细信息

本文针对基于麦克纳姆轮平台的智能车设计了运动控制方案,包括麦克纳姆轮的运动学模型、开方P控制器以及模糊PID控制器。先建立了麦克纳姆轮的运动学模型,并据此设计了开方P控制器和模糊PID控制器。开方P控制器用于平滑地控制智能车的位置,确保其以稳定速度到达目标位置;模糊PID控制器用于调节智能车的旋转角,保持其在运行过程中的稳定。实验结果验证了智能车在长距离运动中的稳定性,并且能够快速且准确地到达目标位置,车身偏移小于1°。

关键词：智能车麦克纳姆轮 PID 模糊PID

基于强化学习的智能车人机共融转向驾驶决策方法

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交通运输工程学报 2022年第3期22卷 55-67页

作者：吴超仲冷姚陈志军罗鹏武汉理工大学智能交通系统研究中心湖北武汉430063 武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 武汉理工大学计算机与人工智能学院湖北武汉430063

针对智能车人机共融驾驶系统中人和自主驾驶系统的驾驶权连续动态分配问题,尤其是因建模误差导致的权重分配方法适应性低的难题,提出了基于强化学习的人机共融转向驾驶决策方法;考虑驾驶人的转向特性,搭建了基于双点预瞄的驾驶人模型,... 详细信息

针对智能车人机共融驾驶系统中人和自主驾驶系统的驾驶权连续动态分配问题,尤其是因建模误差导致的权重分配方法适应性低的难题,提出了基于强化学习的人机共融转向驾驶决策方法;考虑驾驶人的转向特性,搭建了基于双点预瞄的驾驶人模型,并采用预测控制理论建立了智能车自主转向控制模型,构建了智能车人机同时在环的转向控制框架;基于Actor-Critic强化学习架构,设计了用于人机驾驶权分配的深度确定性策略梯度(DDPG)智能体,以曲率契合度、跟踪精确性和乘坐舒适性为目标,提出了基于模型的收益函数;构建了人机共融驾驶权分配强化学习框架,包含驾驶人模型、自主转向模型、驾驶权分配智能体以及收益函数;为了验证方法的有效性,招募了8位驾驶人开展共计48人次的模拟驾驶试验。研究结果表明:在曲率适应性验证中,人机共融-DDPG方法优于人工驾驶和人机共融-Fuzzy方法,跟踪性平均提升70.69%、39.67%,舒适性平均提升18.34%、7.55%;在速度适应性验证中,车速为40、60和80 km·h条件下,驾驶人权重大于0.5的时间占比分别为90.00%、85.76%、60.74%,且跟踪性相轨迹和舒适性相轨迹都能有效收敛。可见,提出的方法能够适应曲率和车速变化,在保证安全性的前提下提升了跟踪性和舒适性。

关键词：智能车人机共融转向驾驶决策驾驶权分配强化学习