无人驾驶车辆的轨迹控制系统设计与研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a7395937
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着我国机动车保有量的不断上升,引发的社会问题也将越来越严重,我国因驾驶员操作不当、疲劳驾驶等原因造成的交通事故高达数十万起,为了使人们的出行、生活方式更加智能化,在满足人们日益增长需求的前提下,避免人为因素对出行带来的不良后果,无人驾驶车辆能够提高道路交通安全、缓解城市交通拥堵问题,成为将来车辆发展的必然趋势。感知、规划、控制作为无人驾驶车辆最重要的三大组成部分,本文主要着重于轨迹规划和轨迹跟踪控制,主要工作如下:一、本文提出了基于模糊逻辑风险参数的节点搜索式轨迹规划算法,利用采样的节点表示结构化地图的位置信息,生成包含有向图的路网结构,利用成本参数、系数和风险参数设计行驶代价函数,结合车辆行驶的时间、速度、行驶环境等信息,利用模糊逻辑设计风险参数,判别车道保持、左并线和右并线的风险参数,求出相邻两节点组成的局部最优有向路径,本文在仿真环境中设计了仿真程序,用以验证三车道环境下的风险参数的可靠性和有效性。二、根据相邻节点的横纵坐标和航向角,基于相邻两节点组成的局部最优有向路径,利用Clothoid曲线,为了使车辆在实际行驶时具有连续可变的曲率,而避免急转弯带来的风险,本文研究和分析了预期轨迹的生成方式,提出了实际行驶环境中的曲率参数整定方法,设计具有物理可行性的轨迹。三、由于车辆横向和纵向运动分析具有很强的耦合关系,而且电机存在工况复杂、外部扰动多变等特性,为了有效抵消不可预测的因素对系统造成的影响,在纵向控制上,本文设计了一种基于模糊控制器的电动汽车速度规划方法,使车辆行驶过程中更符合人类驾驶经验,车辆能够有效保持合适车距,提高行驶的安全性。在横向控制上,本文提出了基于转向补偿的差速轨迹跟踪控制系统,利用转向补偿,降低轨迹跟踪过程中产生的横纵坐标和航向角误差,提高了轨迹跟踪的稳定性和准确性。本文在仿真环境中设计了仿真程序,以包含直线和曲线的典型路径作为预期轨迹,仿真结果表明,在具有物理可行性的轨迹跟踪中,本文设计的基于转向补偿的差速轨迹跟踪控制系统,能够使跟踪过程中的横纵坐标趋于稳定,且误差处于较好水平,在转向补偿模块的作用下,由于电机扰动、上升时间或系统参数不精确造成的航向角偏差波动范围会逐步缩小,该系统在轨迹跟踪上具有较好的性能。
其他文献
随着城市人口增加,生活垃圾填埋场规模越来越大,导致许多填埋场亟待扩容。大梅山(化名)生活垃圾填埋场扩容采用了加筋土坝作为垃圾挡坝的扩宽加高结构,坝高由20m提升至35m,坝体下游坡度达到42.3°(竖向:水平为1:1.1)。对比国内外垃圾体挡坝工程实例,该挡坝具有高度大、坡度陡,采用全断面土工布加筋,尤其是采用无粘性的级配碎石作为坝料等特点。由于以往类似工程很少,对其变形特性与稳定性认识不深刻,本
工业机器人作为智能制造的重要一环,被广泛应用于执行各类重复任务,为了更高效地完成给定任务,基于任务优化设计机器人机构的研究越来越受到关注。但传统的机器人机构设计没有统一的求解框架,对设计者的要求较高,同时设计周期较长。因此本文研究一种基于任务驱动的非冗余串联机器人的机构及其作业位置优化设计方法,以自动生成一组满足作业任务要求且远离作业奇异点、具有良好运动灵巧性的机器人机构及其作业位置参数的Pare
短路故障所致的电压暂降可对供电可靠性和用户用电质量产生严重威胁。由于电网短路故障的发生具有随机性,依据电网结构和经济性两方面,准确进行故障场景下的电压暂降评估,进而采取治理措施降低电压暂降的危害,将有效提高供电可靠性和用户的用电质量。本文针对故障引起的电压暂降的评估和抑制展开研究,主要研究工作有:(1)采用蒙特-卡洛随机预估方法生成故障场景,评估电气节点的电压暂降严重程度和经济损失。(1)在严重程
偏光片在液晶显示器中成本占比可达11%,在偏光片的原材料总成本中,保护膜材料三醋酸纤维素TAC的成本占比最高为46%。保护膜是偏光片中重要的光学膜层,对偏振层起力学支撑作用和阻隔水汽及紫外线的作用。随着显示器产线向国内转移,偏光片保护膜生产国产化迫在眉睫。但目前保护膜的主要材料及加工技术主要依靠于从国外进口,核心制备技术被日韩企业垄断。国内技术引进受限严重,引进的日方技术工艺落后于国外先进水平,国
香水莲花(Nymphaea hybrid)是睡莲属的大型睡莲,在我国多个省份都有大面积的种植基地,资源丰富。香水莲花富含多糖,然而目前关于香水莲花多糖的提取、理化性质、生物活性的研究鲜见报道。因此,本文探究了三种不同的提取方法对香水莲花多糖理化性质、结构和活性的影响,筛选出制备较高活性多糖的提取方法——超声辅助提取法,然后进行工艺优化。由于该方法得到的多糖分子量较大,因此采用绿色、高效的H2O2-
纳米纤维素,一种具有高模量和高长径比的天然纳米材料,是在自然界中含量最丰富的天然聚合物,广泛存在于植物、海洋生物和微生物中等。纳米纤维素具有尺寸稳定性、良好的流变性能和加工性能,其高结晶度赋予了纳米纤维素低密度、高比强模量和高比强度等优点。因此,纳米纤维素是一种较为理想并且绿色环保的可再生型补强填料,具有替代传统填料的潜力。本论文通过双重氧化法从针叶材纸浆、微晶纤维素、棉秸秆和蔗渣等四种不同的可再
多智能体一致是分布式协同控制中的基础问题,显著特征为通过局部的协作信息设计控制器,使系统中各个智能体的状态最终趋于同一值,而不依赖于系统全局状态信息的获取。目前针对一致性的成果大多是渐近稳定的,即系统收敛到一致的时间理论上是无穷的,收敛速度较慢。有限时间理论相较于渐进稳定理论具有与初始位置相关的收敛时间上界,能提高多智能体系统的收敛速度。同时实际系统中执行器往往存在输入饱和约束,如果不加以考虑会影
我国幅员辽阔,是世界上地震多发的国家之一,地震作用效应计算是结构抗震设计的基础,关系到结构抗震安全性。随着社会和经济的发展,超高层建筑结构和大跨度桥梁结构的建设如火如荼,结构体系和结构形式也在不断创新。目前,各国抗震设计规范推荐采用反应谱法来计算结构地震响应,并以此作为抗震设计的依据。反应谱法计算简便,且在一定程度上考虑了地震动的随机特性,可以满足大部分规则结构的抗震分析需求。然而,反应谱法存在若
近年来,柔性显示领域的发展越来越快。聚酰亚胺(PI)由于具有优异的透明、质轻、柔韧等优点,被认为是柔性显示基板的理想材料。但柔性显示行业对材料的光学透过性要求非常高,传统的芳香族PI材料颜色较深,呈现出黄色到深褐色,尚不能满足要求。鉴于此,本文采用含有脂环结构的单体制备半芳香族PI,有效削弱分子链间的相互作用,减少电子转移络合物的形成,得到光学透明度更高的PI薄膜,并在此基础上将具有增强、增韧作用
当前,基于显微视觉的精密测量技术在微纳操作、MEMS元器件性能评估和全场应力-应变测量等研究中已被广泛使用,是当前精密工程领域的研究热点之一。本文以扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)为成像工具,针对柔顺微纳操作工具设计、模型验证和性能评估中急需的高精度微位移/形变测量需求,展开了如下研究:(1)针对SEM成像中像散所导致的图像模糊及测量精度降低问题,