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随着时代的进步,人们对汽车驾驶安全性和舒适性的要求不断增长。我国汽车工业在蓬勃发展,道路和驾驶安全压力由于家庭汽车的剧增逐渐增长。驾驶辅助系统因其可靠、舒适而引起人们的注意。
本文主要研制汽车自动驾驶之车道遵行控制算法。首先分析了国内外车道遵行技术的发展状况。并分析了发展面临的主要问题以及本课题的研究意义。
研究中通过模拟研制车道遵行系统用控制算法,为了实现控制算法的模拟,在研制控制算法之前分别在模拟软件MATLAB/SIMILINK和PELOPS中建立了汽车BMW728iA的横向运动模型以及模拟用的车道模型。然后提出两种不同的控制算法,它们分别是“状态监控控制算法”和“偏差控制法”。通过理论比较两控制算法的优缺点选定“偏差控制法”为进一步研究用控制算法。在控制算法确定后,通过模拟和试验结合的方式确定控制算法中的某些参数。接着分别对所建立的汽车横向运动模型和所研制的车道遵行控制算法进行模拟,评价了汽车横向运动模型的准确性以及车道遵行的主要性能指标。
控制算法模拟成功后,在进一步对其实验评价之前建立所需的硬件平台。由于汽车BMW728iA原有转向系不符合本系统完全自动控制的要求,对其转向系进行结构改进,使满足完全自动控制的要求。并对其他相关硬件(道路数据采集系统和微控制器)的选择作简单的介绍。
在控制算法模拟实现及硬件系统建立后,对控制算法进行实验分析,试验中通过对汽车运动几个重要指标的评价,分析了其在汽车低、中、高速下的控制性能。通过理论和实验分析可知:所研制的控制器能够满足车道遵行的基本要求。实验结果表明,汽车在不同速度下都能稳定地遵行车道。但同时也发现,本控制系统的控制稳定性与道路数据采集系统密切相关,由于目前的道路数据采集系统并不能完全满足实用要求,因此本系统距离实用仍具有较长的路要走。但是,作为未来汽车自动驾驶的一部分,车道遵行系统的研究仍是未来的研究重点之一。通过本研究为以后的相关研究提供了借鉴作用。