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adas实验平台开发研究

ADAS实验平台开发研究

作者：许广吉辽宁工业大学

学位级别：硕士

随着人类社会的发展,经济和科技水平的提高,汽车行业因此迅速发展,汽车智能化程度开始逐步提升。随着人们对道路交通安全问题关注度越来越高,如何提高汽车主动安全技术成为了各大车企以及高校研究的重点。高级辅助驾驶的研究不仅可以减... 详细信息

随着人类社会的发展,经济和科技水平的提高,汽车行业因此迅速发展,汽车智能化程度开始逐步提升。随着人们对道路交通安全问题关注度越来越高,如何提高汽车主动安全技术成为了各大车企以及高校研究的重点。高级辅助驾驶的研究不仅可以减少交通事故和财产损失,而且为无人驾驶技术打下坚实的基础。高级辅助驾驶是未来车辆发展的趋势。本课题依托于辽宁省教育厅高等学校重大科技平台科学技术研究项目“高性能adas实验系统开发”（项目编号为:JP2016004）进行adas实验平台开发研究。该实验平台基于NI实时仿真系统和Car Sim RT为核心,研究adas及其子系统的控制策略和控制算法,并且对视觉、雷达信号分析以及对其相关的信号进行数据融合等方面的研究。adas实验平台与传统车辆相比,在进行道路测试时,adas实验平台不需要消耗大量的人力、物力以及受天气、地形等环境影响,并且在极限工况下不会发生一系列交通事故等优点,故本文对adas实验平台开发进行研究。主要研究的内容如下:首先,设计adas实验平台总体方案。根据adas实验平台的功能需求,设计出adas实验平台方案并且介绍各个组成部分的作用,设计adas实验平台工作原理,并且确定各个组成部分工作的过程。其次,对adas实验平台硬件系统设计以及选型。主要对驾驶模拟器进行机械结构设计,包括驾驶模拟器底座支架、中央扶手、加速和制动踏板的设计及搭建;转角传感器、加速传感器、制动传感器、工业相机、雷达、转向执行机构以及控制系统的选型。再次,实现adas实验平台软件系统的通信、图像采集以及对各个软件相应的软件设置和联合仿真设置。主要为设计软件系统的整体方案,根据软件系统设计方案实现各个控制系统之间的数据通信（主要为CAN通信和局域网通信）,实现控制系统通信后,采用工业相机进行图像采集,通过CAN总线与伺服电机进行通信并且根据CAN通信协议搭建其相应的Simulink控制模型。了解NI-Veristand、Car Sim和MATLAB/Simulink软件在adas实验平台的功用,并且对各个软件进行相应的设置,例如Simulink模型编译设置、Car Sim软件参数选取等,最终实现各个软件之间的联合仿真设置。最后,对adas实验平台功能进行开发,主要包括驾驶模拟功能和主动转向功能。驾驶模拟功能的开发,对驾驶模拟器中转向系统、加速系统和制动系统的传感器进行数据标定,并且搭建路感反馈控制模型,该模型是在模拟驾驶过程中将当前道路的信息反馈给驾驶员。主动转向功能开发,主动转向采用纯跟踪算法计算出方向盘转角,通过CAN通信传递给转向执行电机,使其控制方向盘转动,实现辅助驾驶功能。该功能的开发主要是为了验证转向系统中的转向执行电机可行性,为后期开发adas子系统打下基础,例如ACC、APA等系统的开发。

关键词： adas实验平台通信传感器标定图像采集功能开发

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adas实验平台硬件在环仿真

汽车实用技术 2019年第9期45卷 42-43页

作者：许广吉石晶辽宁工业大学汽车与交通工程学院辽宁锦州121000

高级辅助驾驶(Advanced Driver Assistant System,adas)可以在很大程度上降低交通事故,减少人员伤亡和不必要的经济损失。因此,各个汽车厂以及高校对adas进行研发。文章进行adas实验台进行搭建,并且能过实现MATLAB/Simulink、NI-Verist... 详细信息

高级辅助驾驶(Advanced Driver Assistant System,adas)可以在很大程度上降低交通事故,减少人员伤亡和不必要的经济损失。因此,各个汽车厂以及高校对adas进行研发。文章进行adas实验台进行搭建,并且能过实现MATLAB/Simulink、NI-Veristand和CarSim软件的联合仿真。

关键词： adas实验平台仿真

基于adas实验平台的汽车AEB系统仿真研究

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基于ADAS实验平台的汽车AEB系统仿真研究

作者：董旭阳辽宁工业大学

学位级别：硕士

近年来由于国内经济的发展,越来越高的人均汽车保有量造成了公路的拥挤,随着交通路况变得越发复杂,各种交通事故频发,车辆前方碰撞尤为典型。本文通过阅读相关文献了解到,对于汽车前碰撞的预防,国内外相关研究聚焦于AEB系统,国外的相关... 详细信息

近年来由于国内经济的发展,越来越高的人均汽车保有量造成了公路的拥挤,随着交通路况变得越发复杂,各种交通事故频发,车辆前方碰撞尤为典型。本文通过阅读相关文献了解到,对于汽车前碰撞的预防,国内外相关研究聚焦于AEB系统,国外的相关研究表明该系统对于减少汽车前碰撞有着良好的效果,而国内对于该系统的研究还相对缺乏,本文对于AEB系统进行仿真研究。首先对汽车前方障碍物的检测进行研究,了解到目前市场上主要通过毫米波雷达和摄像头来实现该功能,介绍了两种传感器检测车辆前方障碍物的工作原理。AEB系统中涉及到车辆的制动过程,由此推导出了制动距离公式。C-NCAP中对AEB系统的测试工况包括自车接近前方静止障碍物、匀速移动障碍物、匀减速移动障碍物三种车辆行驶工况,面对不同程度的碰撞危险,AEB系统采用部分制动和完全制动来进行避撞,开发出各种工况下对应的部分制动和完全制动安全距离模型。然后对于车辆前方碰撞危险程度的不同,为了增强AEB系统的工作效果,本文采用了两级预警和两级制动。为了应对三种不同行车工况,设计出了对应的预警控制策略和制动控制策略,同时设计了对应的预警控制结构图和制动控制结构图。并对于AEB系统中涉及到的相关参数值的选择进行了说明,开发出了AEB系统的控制器。最后对adas实验平台进行了介绍,主要包括该平台的功能、软硬件组成、性能指标、平台结构,以及如何在该平台进行相应的车辆模型建立。通过将AEB系统模型导入到adas实验平台,选择C-NCAP中对于AEB系统的测试工况进行仿真实验,实验结果表明本文开发的AEB系统能实现车辆前方障碍物的避撞功能。

关键词： AEB 避撞安全距离控制策略 adas实验平台

基于adas实验平台的自动泊车仿真控制研究

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基于ADAS实验平台的自动泊车仿真控制研究

作者：张春洲辽宁工业大学

学位级别：硕士

在汽车行业快速发展的当下,自动泊车系统作为研究相对全面的高级辅助驾驶系统下的一个子系统,在日常生活中发挥了极大的作用。由于泊车过程中驾驶员较大概率会产生紧张感,同时考虑到泊车位周围环境的复杂性会使紧张感进一步增加,增大泊... 详细信息

在汽车行业快速发展的当下,自动泊车系统作为研究相对全面的高级辅助驾驶系统下的一个子系统,在日常生活中发挥了极大的作用。由于泊车过程中驾驶员较大概率会产生紧张感,同时考虑到泊车位周围环境的复杂性会使紧张感进一步增加,增大泊车难度,无法保证安全泊车,因此自动泊车系统可以给驾驶员提供很大便利,为了继续提高方便、快捷、停车位准确等,对自动泊车系统展开研究,研究自动泊车系统具有较广泛的前景。本文主要研究了基于adas实验平台的自动垂直泊车仿真控制,分别采用模糊控制方法及局部路径规划算法进行研究,并且利用自主研发的adas实验平台对自动垂直泊车系统进行验证。首先对车辆转向进行分析,车辆在自动垂直泊车过程中满足阿克曼转向定理,据此建立自动泊车运动学模型,推导出车辆泊车过程中的横向位移、纵向位移、车身方向角、前轮转角四者的相互关系,在Simulink中搭建自动泊车运动学模型,进而根据汽车在自动泊车过程中的运动学方程推导出汽车后轴中心点的运动轨迹,为后续仿真实验打下基础。运用模糊控制的方法对自动垂直泊车算法进行研究,设计模糊逻辑控制器,制定模糊规则,在Matlab中编制.m语言程序对车辆初始位置计算、车辆坐标及车身方向角计算、车身位置计算及泊车运动仿真,同时对不同的汽车初始姿态车身方向角进行研究,对仿真结果进行分析,得到的结论可以为后续设计自动垂直泊车控制器做好准备。研究自动垂直泊车系统的局部路径规划算法,分析全局路径规划与局部路径规划的区别,通过实验得到前轮转角与方向盘转角的映射关系,实现对方向盘转角的计算,运用局部路径规划算法,对算法中的各参数进行运算分析,设计车辆执行控制器,控制汽车在自动垂直泊车过程中的状态切换,将上述内容在Simulink中搭建。设置CarSim参数,将CarSim与Simulink相结合,实现联合仿真,仿真结果表明所搭建的模型可以作为下一步在adas实验平台验证的基础模型。adas实验平台是可以实现高级辅助驾驶功能的仿真平台,为了验证自动垂直泊车算法在adas实验平台应用的效果,确定输入、输出信号,并将信号与模型中对应的接口相连接,设置NI-VeriStand接口映射,实现在adas实验平台上的自动垂直泊车,对实验结果进行分析,提出改进措施以及后续实验设想。

关键词： adas实验平台自动泊车模糊控制局部路径规划联合仿真

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基于adas实验平台车道线识别的仿真研究

基于ADAS实验平台车道线识别的仿真研究

作者：陈杨辽宁工业大学

学位级别：硕士

时代的进步带动汽车产业高速发展,汽车安全问题是当前热门话题,辅助驾驶是当前汽车安全领域研究的重点,车道线识别是实现辅助驾驶大部分功能的基础,由于辅助驾驶实验受限条件较多,因此需要对车道线识别进行仿真研究。本文主要针对adas... 详细信息

时代的进步带动汽车产业高速发展,汽车安全问题是当前热门话题,辅助驾驶是当前汽车安全领域研究的重点,车道线识别是实现辅助驾驶大部分功能的基础,由于辅助驾驶实验受限条件较多,因此需要对车道线识别进行仿真研究。本文主要针对adas实验平台车道线识别功能进行了研究并做了仿真实验验证。（1）在图像预处理部分中,首先进行对感兴趣区域划分,取图像下1/2区域作为感兴趣区域;分析不同灰度化方法原理和差异,结合采集数据特点选择加权平均法进行图像灰度化处理;介绍常用滤波算法原理、算法模板选择、算法适用范围,根据图像噪声情况采用高斯方法处理;为了标识车道线轮廓,对图像进行二值化操作;最后进行边缘提取操作,分别比较不同算子优缺点,选择提取效果较好的Canny算子进行处理。（2）在车道线识别部分中,根据国家道路标准设定车道线限定条件,将参数化方法同限定条件结合构建虚拟车道线模型;为了避免霍夫算法仅能识别单侧车道线的不足,在传统霍夫变换方法上添加极径极角约束条件,实现双侧车道线精准识别;引入最小二乘车道线识别方法,该方法主要对特征点搜索有限制,搜索指标包括车道线梯度幅值、方向和车道线几何参数限制条件。最后分析两种方法优缺点。仿真实验表明,两种算法均可以准确识别出车道线,均实现了车道线识别功能。（3）在图像去雾部分中,分析了雾天成因和雾天图像特征,梳理当前主流去雾算法并介绍了典型算法。引入环境光模型和大气传播模型,介绍了基于这两大模型抽象的暗原色去雾算法,针对算法中透射率计算数值粗糙情况,引入舍弃因子提高透射率估算准确程度,引入容差解决大面积高亮区域去雾问题。仿真实验表明,改进去雾算法可有效完成虚拟车道线去雾工作。（4）在仿真实验部分中,首先介绍实验平台软硬件,主要包括单目视觉采集平台、NI运算平台和仿真软件Pre Scan、Car Sim、Matlab。然后采用参数化方法通过Pre Scan软件生成有护栏道路、阴影道路、雾天道路、多车道、车道偏离等多种道路虚拟场景。分别对不同场景进行车道线识别实验和去雾实验,通过多软件联合仿真的方式在车道偏离场景中验证了车道线识别算法。实验结果表明,图像去雾算法效果较好,实现了去雾目效果,车道线识别仿真方法可完成预定目标,为后续机器视觉开发打下基础。

关键词： adas实验平台图像预处理车道线识别暗原色去雾仿真实验

基于adas实验平台的自适应巡航系统全速域控制研究

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基于ADAS实验平台的自适应巡航系统全速域控制研究

作者：姜阳辽宁工业大学

学位级别：硕士

在未来的几十年内汽车会慢慢的从目前辅助驾驶过渡到智能无人驾驶,而目前取得一定阶段性研究生成果的则是智能驾驶领域的高级辅助驾驶系统,而ACC又是发展时间较早研发时间较长取得研发成果显著的并且能量产高级辅助驾驶系统之一,ACC系... 详细信息

在未来的几十年内汽车会慢慢的从目前辅助驾驶过渡到智能无人驾驶,而目前取得一定阶段性研究生成果的则是智能驾驶领域的高级辅助驾驶系统,而ACC又是发展时间较早研发时间较长取得研发成果显著的并且能量产高级辅助驾驶系统之一,ACC系统通过系统主动控制车辆制动系统和驱动系统可以有效的减轻驾驶员的操作负担,并且减少道路交通事故率,改善道路利用率的问题,还可以有效的提高汽车的舒适性以及燃油经济性。所以对自适应巡航控制的研究国内外各大高校和各大汽车科技公司都对起尤为关注,进而研究自适应巡航系统具有很重要的意义。本文依托于辽宁省教育厅高等学校重大科技平台科学技术研究项目“高性能adas实验系统开发”提供的adas实验平台对ACC系统的安全距离算法、逻辑切换控制策略、上下层控制器算法进行深入仿真实验研究,文章对以下部分进行深入的研究。首先对自适应巡航系统的国内外发展现状进行深入了解,对现有的ACC系统控制算法及控制策略进行一定了解,为后续ACC系统的搭建打下基础。然后对汽车的安全距离算法和控制策略进行详细研究和模型搭建,对现有的安全距离算法进行详细了解,选定低速时采用基于可变车头时距的安全距离算法,高速时采用车辆制动过程运动学分析安全距离算法。这样做的好处既考虑了道路利用率的问题又考虑了车辆自身运动状态安全问题。然后对系统控制策略进行分析并搭建本文所需系统逻辑切换控制策略。其次对自适应巡航系统上下层控制器进行设计和模型搭建,先是考虑系统上层控制算法,在巡航模式下采用较为成熟稳定的传统PI控制算法,跟车模式下采用可以反馈调节的线性二次型最优控制算法,并对算法进行三种不同速度控制下的模型搭建,在后续的仿真工作时调节出适合的PI控制参数和LQR控制参数。然后设计下层控制器,并对节气门开度与制动压力的切换策略进行搭建。再次,对adas实验平台的系统构成以及adas实验平台工作原理和平台可以实现功能进行介绍,又对联合仿真时所用到的软件CarSim具体参数配置进行设置,最后对多软件联合仿真时需要的各个软件相关设置进行详细设置。最后利用CarSim与Matlab/Simulink进行联合仿真实验,本文设置四种不同工况进行实验,并对其结果进行分析,确定设计搭建系统的稳定可行。然后在adas实验平台上进行两种以上工况进行实验验证工作。验证结果表明所设计搭建的自适应巡航系统能够符合汽车自适应巡航控制系统的要求,可以为相关研究提供参考和借鉴。

关键词：自适应巡航安全距离算法 PI算法 LQR算法联合仿真 adas实验平台

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基于adas实验平台的自动垂直泊车研究

汽车实用技术 2019年第17期45卷 38-39页

作者：张春洲石晶辽宁工业大学汽车与交通工程学院

高级辅助驾驶系统(adas)作为无人驾驶的基础,需要逐渐完善以保证驾驶员在行车过程中的安全。自动泊车系统是高级辅助驾驶系统中的重要组成部分,在泊车过程中,驾驶员会被障碍物遮挡视线,同时会因为紧张引起不必要的交通事故,对经验欠缺... 详细信息

高级辅助驾驶系统(adas)作为无人驾驶的基础,需要逐渐完善以保证驾驶员在行车过程中的安全。自动泊车系统是高级辅助驾驶系统中的重要组成部分,在泊车过程中,驾驶员会被障碍物遮挡视线,同时会因为紧张引起不必要的交通事故,对经验欠缺的驾驶员会增加一定难度。文章进行在adas实验平台下自动垂直泊车的研究,实现Simulink和CarSim软件的联合仿真。

关键词：自动垂直泊车 adas实验平台仿真

基于adas实验平台自适应巡航控制系统的研究

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汽车实用技术 2019年第17期45卷 36-37页

作者：刘儒孙玲石晶辽宁工业大学汽车与交通工程学院

自适应巡航控制系统(Adaptive Cruise Control System,ACC)是高级辅助驾驶系统(Advanced Driver Assistance System,adas)中的重要组成部分,可在很大一定程度上减少驾驶员在驾驶车辆途中交通事故的发生率,减少人员伤亡和不必要的财产损... 详细信息

自适应巡航控制系统(Adaptive Cruise Control System,ACC)是高级辅助驾驶系统(Advanced Driver Assistance System,adas)中的重要组成部分,可在很大一定程度上减少驾驶员在驾驶车辆途中交通事故的发生率,减少人员伤亡和不必要的财产损失。文章进行在adas实验平台下ACC系统的应用,实现MATLAB/Simulink和CarSim软件的联合仿真。

关键词： ACC adas实验平台仿真

基于adas实验平台的车辆紧急制动AEB路测研究

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农业装备与车辆工程 2023年第10期61卷 65-69页

作者：贯怀光贯生静郭蓬张登权中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司天津市300300 中国汽车技术研究中心有限公司天津市300300

为了使智能驾驶车辆对目标物具有避撞功能,根据目标物与汽车相对运动关系制定避撞策略,以提升驾驶员对AEB系统的满意度,提出了一种基于adas实验平台的车辆紧急制动AEB路测方法。AEB系统是一种主动安全技术,通过自动制动避免或减缓碰撞... 详细信息

为了使智能驾驶车辆对目标物具有避撞功能,根据目标物与汽车相对运动关系制定避撞策略,以提升驾驶员对AEB系统的满意度,提出了一种基于adas实验平台的车辆紧急制动AEB路测方法。AEB系统是一种主动安全技术,通过自动制动避免或减缓碰撞的发生,AEB系统也应用在adas车辆测试路测方法研究上。基于adas平台根据目标物与汽车相对运动关系提出一种驾驶员特征的紧急制动策略,在策略中融合一种驾驶员特征的安全距离模型,提升驾驶员对adas车辆的AEB系统的满意度。使用搭载adas系统的ATP VRU的硬件实验样机进行试验分析,参照C-NCAP相关试验场景车辆AEB系统测试。结果表明:模型侧向和纵向误差满足工况路测标准。

关键词： adas实验平台 AEB控制策略主动安全道路测试