【摘 要】
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随着无线通信技术、云计算、移动边缘计算、软件定义网络等技术的发展,无人驾驶车辆不再单单依靠自身的传感器来获取车辆周围的道路环境信息,可以通过V2X来提前获取对驾驶有帮助的信息,达到交通安全、行车高效、节能环保的目的。现有的研究主要集中在车辆协同换道,交叉路口的协同控制,针对窄路会车方面还鲜有研究。与此同时,无线通信技术应用在自动驾驶领域已成为必然趋势。因此,本文展开了车路协同下的车辆窄路会车协调通
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随着无线通信技术、云计算、移动边缘计算、软件定义网络等技术的发展,无人驾驶车辆不再单单依靠自身的传感器来获取车辆周围的道路环境信息,可以通过V2X来提前获取对驾驶有帮助的信息,达到交通安全、行车高效、节能环保的目的。现有的研究主要集中在车辆协同换道,交叉路口的协同控制,针对窄路会车方面还鲜有研究。与此同时,无线通信技术应用在自动驾驶领域已成为必然趋势。因此,本文展开了车路协同下的车辆窄路会车协调通行控制策略的研究。本文对车联网技术以及多车协同行驶的场景进行研究,在此基础上提出了对车辆窄路协调通行场景进行研究的想法,本文首先对车辆运动及协同控制行为进行建模,对于车辆纵向安全距离的保持、车辆的曲线运动、车辆的运行速度等方面建立合适的数学模型。研究了以Gipps模型为代表的基于安全距离的车辆跟驰模型,以及本文所用软件SUMO中对Gipps模型的拓展。接着研究了结合二自由度车辆运动学模型取得车辆前轮转角的过程。最后研究了通过CSH算法取得车辆行驶速度的过程。然后,对车辆在窄路段的通行控制方法进行研究,介绍车辆集群运动规则,对车辆集群行为进行建模,提出了窄路合作速度协调算法,通过该算法对车辆速度的控制使车辆达到分组集群的效果,并介绍了基于合作速度协调的车辆窄路通行控制策略,解析车辆形成集群所需条件,通过建立车辆协调通行控制的流程以及伪代码进一步明确车辆协调通行控制策略。之后,利用SUMO平台及MATLAB平台进行仿真,并对仿真得到的数据进行处理分析。在SUMO中搭建仿真场景,在MATLAB中完成了对窄路协调通行机制的编写,通过Traci4matlab接口实现对SUMO仿真中车辆的位置信息获取。对仿真结果的分析表明在窄路协调通行机制的作用下,车辆拥有更高的通行效率。最后,本文对车辆窄路协调通行控制系统进行设计,利用实体硬件控制单元实现对改装无人驾驶车辆运动的控制。首先对系统的总体方案进行设计,本文选用Eclipse作为电脑端的开发平台,Android Studio作为手机端开发平台,并使用JAVA语言进行应用程序开发。然后对车辆的控制协议进行解读并验证了整个方案通信链路可行性,最后通过该系统向实车发送控制指令实现对车辆速度的控制,成功将窄路协调通行机制作用于实车。
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