检索结果-南通市图书馆

作者：刘恩琦北京交通大学

学位级别：硕士

目前自动驾驶车辆的自动化程度有限,在复杂环境下驾驶过程必然存在自动驾驶模式与人工驾驶模式之间的切换行为。为了更准确刻画复杂交通流系统的演化规律,有必要考虑驾驶模式切换行为进行车辆跟驰模型构建,并深入探讨复杂交通系统的运... 详细信息

目前自动驾驶车辆的自动化程度有限,在复杂环境下驾驶过程必然存在自动驾驶模式与人工驾驶模式之间的切换行为。为了更准确刻画复杂交通流系统的演化规律,有必要考虑驾驶模式切换行为进行车辆跟驰模型构建,并深入探讨复杂交通系统的运行特性,以提高道路交通流系统的安全性、稳定性与运行效率。然而,目前针对驾驶模式切换行为的建模通常只考虑单一切换类型下的驾驶员决策,并忽略了不同驾驶风险与不同切换类型下的决策差异性,且较少考虑驾驶模式切换下的交通流系统稳定性。针对上述问题,本文首先基于车辆跟驰轨迹数据,对两种驾驶模式之间驾驶行为的差异性展开分析;然后根据数据分析挖掘驾驶模式切换规律,并构建了基于风险均衡理论与风险损失效应的驾驶模式切换决策模型,描述了驾驶员根据驾驶状态进行的切换决策行为;最后,基于车辆跟驰模型和驾驶模式切换决策模型,构建了考虑驾驶模式切换的全过程车辆跟驰模型,并对该模型的交通流系统稳定性进行了研究。本文的主要研究内容如下:首先,本文通过研究两种驾驶模式之间驾驶行为之间的差异性,对驾驶员进行驾驶模式切换的影响因素与动机进行分析。选取Open ACC数据集的车队跟驰轨迹数据作为研究数据,并通过统计分析的方法对人工驾驶模式与自动驾驶模式的驾驶行为展开分析,其中涉及的指标有:速度、车间距、速度差、车头时距、持续时间等。研究结果表明:不同驾驶模式的驾驶行为存在较大差异,自动驾驶模式在实验过程中表现出更高的速度、安全性及舒适性;但同时也存在指标随速度变化敏感、在高速行驶时车间距与车头时距保持较为保守的现象,需要与人工驾驶模式共同执行驾驶任务。其次,目前驾驶模式切换模型只包含单一切换类型,且忽略了不同驾驶风险与不同切换类型之间的决策差异性。针对该问题,本文基于风险稳态理论与风险损失效应,结合驾驶员的风险决策过程,构建了不同切换类型下的驾驶模式切换决策模型,通过引入前景理论中的价值函数考虑了驾驶员在面对不同驾驶风险与不同切换类型的决策差异性。最后,实例分析的结果表明:驾驶员的切换决策行为受当前驾驶状态与驾驶员期望状态之间的偏差影响,所构建的模型能够反映不同驾驶风险与不同切换类型的决策差异性,可以准确描述驾驶员的切换决策行为。最后,本文根据所构建的驾驶模式切换决策模型,结合两种驾驶模式下的车辆跟驰模型,构建了考虑驾驶模式切换行为的全过程车辆跟驰模型,并对模型进行了稳定性分析。全过程车辆跟驰模型采用双层控制结构,准确描述了自动驾驶车辆中驾驶模式切换决策、加速度控制决策、加速度执行控制的全过程。进一步,基于分段李雅普诺夫函数方法对切换系统的局部稳定性进行了理论分析,并基于数值模拟对切换系统的队列稳定性进行了仿真分析。结果表明:1)车辆的驾驶模式切换行为伴随着扰动的传播与消散沿车队向后传递,该行为对交通流系统稳定性具有负面效应;2)两种驾驶模式之间的差异性是影响交通流队列稳定性的重要因素,缩减两种驾驶模式的差异性与减少驾驶模式的切换持续时间都可以提高系统的队列稳定性。

关键词：自动驾驶车辆交通流系统驾驶模式切换车辆跟驰模型稳定性分析

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基于可拓决策和人工势场法的车道偏离辅助系统研究

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机械工程学报 2018年第16期54卷 134-143页

作者：陈无畏胡振国汪洪波魏振亚谢有浩合肥工业大学汽车与交通工程学院安徽猎豹汽车有限公司

为保障驾驶安全,车道偏离辅助系统成为一大研究热点。针对车道偏离辅助系统中的决策问题,提出采用可拓决策方法:以跨道时间和距车道中心线距离作特征量建立二维可拓集合,设计动态边界划分可拓域,不同域中分别采用自由驾驶模式、辅助驾... 详细信息

为保障驾驶安全,车道偏离辅助系统成为一大研究热点。针对车道偏离辅助系统中的决策问题,提出采用可拓决策方法:以跨道时间和距车道中心线距离作特征量建立二维可拓集合,设计动态边界划分可拓域,不同域中分别采用自由驾驶模式、辅助驾驶模式和线控主动转向模式;求解出关联函数,确定可拓域中辅助驾驶模式人和车的控制权重。针对车道偏离辅助系统的横向运动控制问题,采用人工势场法设计转角控制器:建立了跨道时间模型,以跨道时间为变量设计势场函数,以得到的势场力代入参考车辆模型,用PID控制跟踪理想转向盘转角。针对不同域表征的车道偏离状态,实现自由驾驶模式、辅助驾驶模式和线控主动转向模式之间的切换。利用Carsim/Simulink联合仿真和硬件在环试验台验证了该方法的有效性。

关键词：车道偏离辅助可拓决策人工势场法动态边界驾驶模式切换

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基于EPS的自动驾驶转向控制关键技术研究

基于EPS的自动驾驶转向控制关键技术研究

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作者：张雪睿电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,以智能化、自动化和电动化为代表的新一轮技术变革正从根本上影响着汽车行业和大众交通出行,特别是智能化、自动化下的驾驶技术。自动驾驶涵盖了环境感知、规划决策与底层控制执行等众多技术。而底层控制中的转向控制是保证车辆... 详细信息

近年来,以智能化、自动化和电动化为代表的新一轮技术变革正从根本上影响着汽车行业和大众交通出行,特别是智能化、自动化下的驾驶技术。自动驾驶涵盖了环境感知、规划决策与底层控制执行等众多技术。而底层控制中的转向控制是保证车辆安全行驶的关键。本文以电动助力转向系统（EPS）平台为基础,开展对自动转向控制的研究以及驾驶模式切换的研究。其具体研究内容如下:首先,对电动助力转向系统的分类进行研究,本文结合实验用车情况,以管柱式电动助力转向系统（C-EPS）作为自动驾驶转向执行机构。现有的法律法规明确规定自动驾驶汽车必须同时具备自动驾驶和人工驾驶两种驾驶模式,因此本文研究了在不同驾驶模式下C-EPS的工作原理,建立了其动力学模型,并对转向系统的关键部件助力电机和转角扭矩传感器进行了选型和研究。其次,结合控制理论相关知识,制定了基于模糊控制理论的“三闭环”自动转向控制器总体设计方案,包含电流环PI控制器,速度环PI控制器,位置环模糊PID控制器。基于公司开发的标定软件对上述三个控制器的基本参数进行在线整定。之后,研究了模糊PID控制原理,针对自动转向系统设计了合理的模糊控制器。随后给出了模糊PID软件设计流程,并利用MATLAB工具箱生成离线查询表,以便于算法在嵌入式系统中的实现。为了验证设计的控制器性能,根据自动驾驶EPS技术指标,对设计的自动驾驶自动转向控制器进行实车实验。最后,对自动驾驶模式切换为人工驾驶模式进行了研究,并对基于EPS的驾驶模式切换所涉及的两个关键性问题进行了深入探索。第一个关键问题是准确感知驾驶员对转向系统的干预;第二个关键问题是当感知到驾驶员对转向系统进行了干预后,如何确保控制权转移时,转向操纵的平滑性和安全性。针对第一个问题,分析了利用扭矩传感器值作为判定条件容易造成误判断的原因,因此本文基于观测器理论,利用扩张观测器估算驾驶员手力矩并作为转向干预判断条件,利用仿真和实验,验证了所设计算法的有效性。在正确估算出驾驶员手力矩后,对判定中的力矩阈值以及时间窗进行确定。针对上述第二个问题,在由自动驾驶向人工驾驶切换过程中,增加了一个权力共享转移过渡模块,该模块下自动驾驶和人工驾驶并存,通过改变驾驶权重,确保顺利、平稳的控制权转移。为了验证设计的驾驶模式切换方法的有效性,对设计的驾驶模式切换方法进行实车实验。

关键词：自动驾驶电动助力转向系统自动转向控制驾驶模式切换

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