【摘 要】
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随着人工智能技术以及先进传感控制技术的进步,无人驾驶车辆获得了极大的发展。无人驾驶车辆从技术角度分为感知定位、规划决策与执行控制三个部分,其中规划决策与控制作为无人驾驶系统中承上启下的环节,是提升无人驾驶智能化程度与安全裕量的关键因素之一,受到研究人员愈来愈多的关注。本文在前人研究的基础上,改进设计了一种基于模型预测控制算法的局部路径规划与跟踪控制方法。本文首先阐明了发展无人驾驶车辆的科研价值与社
【基金项目】
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上海交大-上汽大众联合培养项目；
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随着人工智能技术以及先进传感控制技术的进步,无人驾驶车辆获得了极大的发展。无人驾驶车辆从技术角度分为感知定位、规划决策与执行控制三个部分,其中规划决策与控制作为无人驾驶系统中承上启下的环节,是提升无人驾驶智能化程度与安全裕量的关键因素之一,受到研究人员愈来愈多的关注。本文在前人研究的基础上,改进设计了一种基于模型预测控制算法的局部路径规划与跟踪控制方法。本文首先阐明了发展无人驾驶车辆的科研价值与社会意义,介绍了国内外无人驾驶车辆的发展现状;并论述了无人驾驶车辆软硬件系统架构,分析了几种常见的规划与跟踪控制算法和车辆仿真开发软件。然后基于运动学方法与拉格朗日分析力学方法建立了车辆运动学模型与简化动力学模型,并基于模型预测控制算法设计了车辆的横向跟踪算法、基于双PID闭环设计了车辆的纵向控制算法、基于危险势场法融合模型预测控制算法设计了车辆的局部路径规划算法。此外,通过Carsim/Prescan/Matlab/Simulink搭建了无人驾驶车辆的算法仿真平台,基于该平台,完成了从环境建模到车辆动力学特性仿真的系统性试验,并通过正向开发的方式在保证安全的前提下加快了无人驾驶技术迭代的速度。最后通过在实体观光车上搭建无人驾驶车辆的软硬件系统,将仿真优化得到的控制参数作为实车控制量,验证了本文所设计的算法,并将实车性能分析结果反馈到仿真平台进行了参数再优化。
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