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无人驾驶汽车紧急避撞运动规划与循迹控制方法研究

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标签: 紧急工况;无人驾驶汽车;运动规划;循迹跟踪

紧急工况;无人驾驶汽车;运动规划;循迹跟踪

(1)探究车辆纵横向动力学耦合特性及其影响。首先,根据  3  自由度单轨

车辆动力学模型、车轮模型、UniTire  轮胎模型,分析了车辆纵横向耦合产生机制。

进而,基于操纵图与  CarSim  车辆动力学软件,分别从理论分析与数据挖掘的角

度,研究了车辆纵横向动力学耦合特性对于车辆横向运动、纵向运动以及循迹跟

踪的影响;最后,根据纵横向跟踪结果与车辆状态响应,分析纵横向耦合特性表

征与影响因素,提出了车辆纵横向耦合程度的定量评价方法与车辆耦合状态的分

级标准。 

(2)面对车辆纵横向动力学耦合条件下,轨迹跟踪精度难以提高的难题,

研究基于解耦思想的循迹跟踪控制方法。首先,针对车辆耦合导致纵横向交互干

扰的问题,基于  Interactor  算法证明车辆纵横向动力学系统可逆性,利用反向传播

神经网络建立车辆逆系统,串联逆正系统完成车辆系统的纵横向解耦,将车辆系

统解耦成纵向加速度、侧向加速度独立可控的二维伪线性系统。其次,针对伪线

性系统无法直接跟踪目标路径路点与目标速度曲线的问题,基于车辆运动学模型

与几何图学模型,将目标运动轨迹分解成目标车辆运动状态,通过状态跟踪间接

实现目标运动跟踪。最后,针对车辆状态跟踪累积误差的问题,提出基于航向角

逼近的运动轨迹修正模型,保证车辆位置在环控制。 

(3)为综合实现目标运动轨迹的高精度、高效率跟踪,研究多种循迹跟踪

控制器的协同调度方法。首先,根据车辆耦合状态分级标准标注数据样本,建立

带标签的车辆状态数据集。其次,通过训练  Bagged  随机森林得到车辆耦合状态

分类器,结合逻辑算子,提出了局部运动轨迹耦合等级分类方法。最终,设计基

于耦合等级的循迹跟踪算法调度策略,以综合利用纯跟踪方法计算效率高...

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