【摘 要】
:
智能驾驶车辆作为智能交通系统中重要的一部分,可以缓解传统车辆在环境、安全、交通等方面的产生的问题。而泊车场景作为智能驾驶发展道路上L4级技术的应用场景,在改善用户“最后一公里”驾驶体验方面具有巨大潜力。智能车辆路径规划是智能驾驶汽车完成自动驾驶行为的必要保证;而智能车辆开发中另一个重要环节就是横向控制或自动转向控制。本文依托国家重点研发计划项目“新型多功能智能车载终端研制及应用(2018YFB16
论文部分内容阅读
智能驾驶车辆作为智能交通系统中重要的一部分,可以缓解传统车辆在环境、安全、交通等方面的产生的问题。而泊车场景作为智能驾驶发展道路上L4级技术的应用场景,在改善用户“最后一公里”驾驶体验方面具有巨大潜力。智能车辆路径规划是智能驾驶汽车完成自动驾驶行为的必要保证;而智能车辆开发中另一个重要环节就是横向控制或自动转向控制。本文依托国家重点研发计划项目“新型多功能智能车载终端研制及应用(2018YFB1600701)”针对泊车场景中的智能车辆,对其路径规划算法与横向跟踪控制进行研究,提出了能适用于现实停车场,满足车辆行驶需求的泊车路径规划算法,并使车辆稳定跟踪已规划路径。本文主要研究内容如下:(1)智能车辆系统结构、环境模型与车辆模型的建立。建立满足车辆泊车需求的智能车辆系统结构,将其划分为硬件感知系统和软件决策系统。将车辆真实停车场地图,通过硬件系统结构转化为概率值栅格地图。为了向智能车辆软件系统提供准确的地图模型,进一步将概率值栅格地图的概率信息进行决策分析,将概率值栅格地图转化为二进制栅格地图。最后为了分析智能车辆在泊车环境中的动力学与运动学情况,建立车辆坐标系、车辆动力学模型、车辆转向操纵模型与预瞄跟踪模型,为本文泊车路径规划与跟踪控制的研究奠定基础。(2)基于最优快速搜索随机树算法(Optimal Rapidly-exploring Random Tree,RRT*)的泊车路径规划研究。首先,将二进制栅格地图进行行车预处理与膨胀预处理,划分车辆泊车可行区域。将三圆近似模型作为车辆泊车路径规划中的碰撞检测模型,确保行车安全性。采用带目标偏向的RRT*算法使规划器在行车配置空间中搜索出完整路径。使用Dubins曲线和Reeds-Shepp曲线连接RRT*算法中搜索树节点,形成车辆可行路径。最后针对以曲线连接后,规划路径中二阶导不连续的问题,采用三次样条曲线进一步平滑所规划路径,形成满足车辆乘坐舒适性的规划路径。(3)基于强化学习中策略梯度算法(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)的跟踪控制研究。针对智能车辆在轨迹跟踪过程中的横向控制问题,提出了一种基于强化学习DDPG算法的智能车辆轨迹跟踪控制方法。首先,将智能车辆的跟踪控制描述为一个基于马尔可夫决策过程(Markov Decision Process,MDP)的强化学习过程,强化学习的主体是由Actor神经网络和Critic神经网络构成的Actor-Critic框架;强化学习的环境包括车辆模型、跟踪模型、道路模型和回报函数。其次,所提出方法的学习主体以DDPG方法更新,其中采用回忆缓冲区解决样本相关性的问题,复制结构相同的神经网络解决更新发散问题。(4)智能车辆泊车路径规划与跟踪控制仿真验证实验。在仿真实验验证时,分别搭建智能车辆泊车场景与跟踪控制场景。在路径规划仿真实验中,当车辆泊车运动不需要倒车行为时用Dubins曲线连接RRT*算法所搜索的节点;当车辆泊车运动需要倒车行为时用Reeds-Shepp曲线连接。在车辆跟踪控制中,将本文所提出的基于DDPG的跟踪控制器与深度Q学习方法(Deep Q-Learning,DQN)和模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)方法在不同场景中进行比较,并且验证本文所提出跟踪控制方法的速度适应性与曲率适应性。
其他文献
移动互联网的发展催生网约车的诞生,它的出现加剧了城市客运市场的竞争,挤压了出租车的生存空间,两者矛盾愈发不可调和。在此背景下,研究网约车与出租车的博弈行为具有重要意义。演化博弈理论以生物进化论为基础,探究不完全信息下和有限理性下个体的决策行为。本文结合前景理论与演化博弈论来对居民打车选择行为进行研究,以期为政府有关部门制定政策、为城市客运企业制定发展策略提供依据。针对当前城市客运市场矛盾突出的问题
镇原县位于陇东黄土高原,地势西北高,东南低。县内丘陵沟壑区大面积分布,该地区地质灾害较为严重的重要原因与脆弱的地质环境条件息息相关。本论文以甘肃省庆阳市镇原县发育的地质灾害为研究对象,总结出镇原县地质灾害发育特征及分布规律。并借助Arc GIS和SPSS软件,运用层次分析法和聚类分析法,对镇原县进行了地质灾害风险评价。得出以下主要结论:(1)镇原县地质灾害点及隐患点包括:崩塌8处(7%),泥石流7
高速公路交通事故及人员伤亡是全球性的社会安全问题。风险识别和管控是解决这一问题的前提。本文在应用风险管理基本理论的基础上,从国内外具有代表性的研究成果入手,阐明交通系统中人、车、路和环境各要素及其相互作用对交通安全的影响,提出高速公路风险因素识别和风险评估方法。结合杭绍台智慧高速公路建设特点,分别提出驾驶员、车辆、道路和环境风险管控措施。全面剖析了高速公路风险因素,从驾驶员、车辆、道路及环境等四个
小流域是水土流失治理的关键区域,流域内一旦发生水土流失,易导致旱涝灾害、生态失衡。利用信息化技术开展小流域水土保持研究,能够为统筹规划水土保持工作提供重要的数据支撑与决策依据。然而,目前的水土保持数据监测系统及软件存在数据处理精度低、水土流失等级评估不准确、软件可扩展性差等问题。鉴于此,本文开发了一套小流域水土保持数据采集与处理软件,旨在实现水土保持数据的高精度处理、水土流失等级的有效评估、软件功
作为城市道路安全薄弱环节之一,占道施工区道路资源紧张、交通环境复杂,行车安全和效率问题显得尤为棘手。基于此,本文通过采集车辆动态行驶轨迹等真实数据,对施工区的换道行为进行了定量分析,分别建立了换道冲突风险预测模型和封闭车道换道能力模型,并通过仿真手段,标定不同驾驶倾向换道行为的安全风险,模拟各施工区布设情境下的封闭车道换道效率,进一步研究城市道路占道施工区的最佳布设方案。首先,比较了城市道路施工区
地面沉降是我国华北平原主要的区域性环境地质灾害。北京市是华北平原的重要城市,自上世纪六十年代该地就发现了地面沉降,近年来,随着经济的迅猛发展、人口的快速增长、地下水开采量的急剧增加以及城市工程建设的扩张,使得北京地区地面沉降问题日益严重,开展形变监测具有重要的实际意义。原有的传统形变测量方法成本高且难以进行大范围的沉降监测。由合成孔径雷达干涉测量(InSAR)发展而来差分干涉测量(D-InSAR)
近些年来国内外交通事故频发,恐怖袭击案件逐渐增多,钢筋混凝土结构受低速冲击破坏后是否满足建筑规范要求,如何进行针对性加固补强,这些问题使得各类工程结构受低速冲击后的力学性能成为当前研究热点,碳纤维增强复合材料(CFRP)具有轻质高强、耐腐蚀等优点,广泛用于各种类型混凝土构件的加固,如桥墩、高架桥承重柱子等。近年对CFRP环向围束加固混凝土结构的抗冲击性能已有深入研究,但在外附层保护情况下CFRP环
为提高高速公路通行效率,自2020年1月1日开始全面取消高速公路省界收费站,实行按车型分类收取车辆通行费的政策,并重新划定车型分类标准,受经济性影响,运输企业适应新的收费标准,调整配送车辆类型,会改变高速公路的车型构成情况。为帮助运输企业、高速公路相关部门了解未来车型的构成趋势,给汽车生产厂家提供建议,本文选用山东省高速公路货车收费大数据,分析新政策下高速公路货车构成趋势。本文采用数据建模与实例分
罗丹明B(RhB)作为一种典型的人工合成染料,常规的废水处理方法一般无法将其完全去除,从而使排入水体的RhB在环境中不断积聚,对生态环境造成严重影响。光催化法因具有处理效果好,操作简单,经济效益好,无二次污染等优点,在去除RhB方面深受欢迎。光催化剂的性能是决定该方法有效与否的关键条件,开发新型高效的光催化剂一直以来是国内外学者研究有机物污染废水治理的热点。Bi OBr拥有的良好稳定性和可见光催化
行车过程中因驾驶人速度选择不合理导致的交通事故众多,危害性较大,引起了社会各界广泛关注。路侧环境作为影响驾驶人速度选择的重要因素之一,目前已得到了较为广泛深入的研究。由于路侧组成要素繁多,相互影响复杂,尚需补充边坡、护栏、防眩设施等要素对驾驶人速度选择的影响研究。针对上述问题,本文采用模拟驾驶试验与实地试验、个人特性问卷调查相结合的方法。通过分析驾驶人在不同路侧环境路段实际行驶速度变化规律,结合驾