一种基于模型预测复合控制的车辆避碰控制方法

为减少日益增长的交通安全问题,车辆碰撞预警及避碰控制系统必不可少.本文提出了一种结合车辆横纵向动力学的复合控制避碰方法,以达到减少交通事故发生的目的.首先,分别建立了车辆逆纵向和横向动力学模型,纵向控制器通过安全距离模型来判断车辆是否处于危险状态并进行碰撞预警,采用分层控制方法设计了上层模型预测控制器和底层单神经元PI...     

基于阻塞角的行人仿真中避碰方法

以行人仿真中的避碰问题为研究对象,提出了阻塞角的概念。建立了障碍物对当前行人的阻塞角,进而确定了行人需要绕行的阻塞区域。根据路径最短原则,选择对同向行人和静态障碍物的绕行路径。结合我国行人右侧行走习惯,通过降低阻塞角的终边的优先级实现对向行人避碰。针对行人被阻塞角包围的特殊情况,提出了根据目标方向上距当前行人最近的行人的速度及行走方向,确定当前行人是否行走及行走速度。最后,对该避碰方法的实现过程进行仿真。结果表明,该方法不需要复杂的参数标定,大大简化了行人仿真过程中的建模工作。     

基于局部模型的水下机器人避碰方法研究

提出了基于局部模型的水下机器人的避碰方法。文中首先分析了水下机器人的避碰声纳的工作机理及存在的问题,然后介绍了基于栅格的局部模型的建立方法,根据局部模型确定出机器人周围障碍物的分布情况;最后根据规则进行避碰规划。文中给出了详细的仿真结果。     

新型航海技术对船舶避碰自动化的影响研究

随着经济社会的不断发展,我国的航海贸易逐渐发展起来。全球海洋经济的迅猛发展使得运行在海洋中船只体积及密度不断增加,海洋运输中由于船舶碰撞导致的海洋事故频发。传统的海洋避碰系统是利用雷达信号探测障碍物,其精度及识别度不高,已越来越不能满足现代海航安全的保障。随着海洋开发及海上运输业的发展,各国海上交流越来越频繁,如何实现海上船舶之间的自动识别是保障海上安全航行的关键。     

航海避碰专家系统的设计与实现

介绍了航海避碰专家系统的设计与实现．该系统把产生式规则和面向对象的知识表示方法相结合，构造出系统的知识库，并相应地采用了基于消息驱动的双向推理技术，求出最佳避让行动方案．其中设计并实现了海图矢量搜索算法，以使系统不仅能避让动态目标船，而且还能避让各种危险的静态目标     

基于风险评估的自主车辆主动避障预测控制

针对自主车辆的主动避障问题,提出一种基于模型预测控制的车辆轨迹规划与跟踪控制方法.为了评估道路结构及不同障碍物对自主车辆的影响,分析不同障碍物的特性并引入风险评估函数.首先,将风险评估函数加入模型预测控制的优化目标函数中,同时考虑车辆动力学特性、车辆物理约束、燃油经济性及舒适性要求;其次,定义自主车辆紧急避障最小转向点...     

基于遗传算法的水下智能机器人避碰行为学习

智能机器人行为学习可以看成是从感知空间到动作空间中寻找一种映射文中采用遗传算法来实现寻找一种最佳映射,使机器人具有较好的避磁能力,把机器人旋转角和平移距离分别划分成７个等级和４个等级,每一个等级看成机器人的一种行为,把机器人发生碰撞之前所走的路径长度作适度函数,通过遗传算法中的选择,交叉和变异等操作机器人学会避碰行为,在文中的最后给出了仿真的实验结果。     

基于轨迹加权预测的主动避撞安全距离模型及算法

为有效解决现有主动避撞系统相邻前车变道切入工况下的车-车避撞问题,提高智能汽车的主动安全性,通过随预测时间变化的权重系数函数将CTRA恒角速度恒加速度运动模型和五次多项式变道轨迹模型进行加权融合,构建一种同时满足短时、长时的前车变道切入轨迹预测模型,在此基础上,建立了相邻前车变道切入工况下的主动安全距离模型,并设计了相适应的主动避撞算法。通过PreScan搭建主动避撞场景并与Simulink进行联合仿真,结果表明：相邻前车变道切入轨迹加权融合模型较2种单一预测模型的预测精度显著提高,在所建立的仿真变道工况下,短时、长时模型预测绝对偏差分别为0.09、 0.18 m;所设计的安全距离模型,当两车间隔距离小于或等于最小变道安全距离、两车间隔距离大于或等于最大变道安全距离的区域内均无碰撞危险,当两车间隔距离在最小变道安全距离和最大变道安全距离之间时,相邻前车变道切入,自车与变道切入车辆有追尾侧碰危险,主动避撞算法启动并及时介入车辆速度控制,使车辆分级减速实现避撞,并保持5 m的安全跟车距离,验证了加权融合变道轨迹预测下的安全距离模型及其主动避撞算法的正确性,对智能车辆主动安全设计具有重要理论...     

内河航道船舶避碰轨迹规划与预测

针对我国内河航道技术缺乏智能安全辅助机制问题,阐述智能安全辅助概念以及船舶安全领域模型,提出基于贝叶斯网络的船舶避碰和轨迹规划方法预测船舶行为和高斯分布获取碰撞节点,结合船舶安全领域和碰撞环境,建立避碰网络结构和轨迹规划方法。最后,通过数字模拟实验验证该方法的有效性,为内河航道智能安全辅助技术的开发奠定了基础。     

速度矢量坐标系下水下机器人动态避障方法

针对水下机器人能力有限问题设计了一种适应水下机器人能力的动态避障方法.以水下机器人对运动障碍物的相对速度信息建立速度矢量坐标系,在坐标系内,根据水下机器人速度矢量和障碍物速度矢量的相互关系以及水下机器人的能力,确定理论上能够避开障碍物的期望速度解集,然后按照满足碰撞时间条件的最小转艏避障原则求解水下机器人最优期望速度的大小和方向,使水下机器人能够以相对小的代价安全避开动态障碍物.仿真研究验证了此规划方法对躲避动态障碍物的有效性,该研究大幅度提高了水下机器人的智能水平.     

基于电控液压制动装置的车辆主动报警/避撞系统

为预防道路尾随相撞事故,开发了一种基于电控液压制动装置的车辆前向报警/避撞系统。该系统根据前方车辆和自车的运动状态,基于碰撞时间实时判断尾随相撞危险度。在危险情况下,系统通过视听觉报警为驾驶员提供警示,并以电控液压制动的方式实现车辆的主动避撞。利用电控液压制动装置搭建了实验平台,对制动压力控制效果进行了验证。将系统安装于试验样车,实车试验结果表明,该系统能为驾驶员提供分级碰撞报警警示和制动辅助,以提高行车安全性。     

全自主足球机器人的超声波定位避障系统

为实现全自主足球机器人的定位和避障，介绍了超声波定位避障系统的体系结构，说明了超声波传感器的这种分布应用于足球机器人的必要性及这种结构的优点．针对超声波传感器测量数据变化较大和时常出现粗大误差的特点，引入了剔除不合理数据后再进行平均的思想，可以明显地提高测量数据的准确性和可靠性．实验数据证明了算法的可行性．     

智能探测车避障转向控制

针对智能探测车的转向系统是一个具有大延迟、非线性的复杂系统,对其建立精确的数学模型较为困难,且其航向易受到诸多因素干扰的问题,研究了预测控制中的动态矩阵法,提出一种新的智能探测车转向机构模型.该方法用障碍物的方向角和距离偏差作为参数,在预测控制算法中采用动态矩阵控制,输出前轮转向角,再将转向角预测量与实际转向角之和作为反馈,对转向角变化趋势做出预测.通过仿真验证了在不同纵向速度下,加入相同干扰时的系统响应.结果表明,该算法在智能探测车障碍物避让控制中,对外界环境的干扰具有较强的鲁棒性,能够满足智能探测车转向控制要求.     

汽车高速紧急避障路径跟踪与主动防侧翻控制

为提高匹配机械弹性车轮汽车在高速紧急避障时的效率与安全性,在Simulink中建立了整车非线性八自由度模型,并基于车轮样机台架试验数据,利用Matlab遗传算法工具箱对机械弹性车轮模型参数进行分级辨识.综合考虑行驶车速、轨迹跟踪误差、方向盘转角以及侧翻评价指标,建立了八自由度驾驶员—汽车预瞄跟随闭环系统模型.分析了汽车在不同行驶车速时所需的方向盘角输入信息与侧翻状态响应,总结出汽车高速转向时的侧翻动态特性.为高速安全通过规划的避障路径,在转向控制驾驶员模型基础上建立了速度控制驾驶员模型,当侧翻评价指标超过安全阈值时利用制动踏板降低车速,当纵向车速小于期望安全车速时利用加速踏板提高车速.仿真分析表明建立的高速避障路径跟踪与控制策略能高效完成避障路径跟踪,同时能有效降低紧急避障时的侧翻风险.     

航天器编队飞行自适应协同避碰控制

为解决航天器编队飞行系统中存在通信时延、参数不确定的跟踪问题,并实现避免碰撞的控制目标,基于编队航天器的相对运动非线性动力学模型和势函数方法,对航天器编队飞行系统的自适应协同避碰控制方法进行了研究. 首先,在全状态反馈控制的情况下,提出了一种对通信时延和参数不确定具有鲁棒性的自适应协同避碰控制律;其次,进一步考虑速度信息不可测量的情况,通过引入一种新型滤波器设计了无速度测量的自适应协同避碰控制律,使得编队航天器实现对期望轨迹的跟踪,同时能够保证航天器编队飞行系统中航天器在安全区域飞行,避免发生相互碰撞. 最后,针对全状态反馈和无速度测量反馈的情况分别分析了航天器编队飞行闭环系统的Lyapunov稳定性,显著增强了闭环系统对通信时延和参数不确定的鲁棒性.结果表明,所设计的两种自适应协同避碰控制律可以有效地保证编队飞行航天器对期望轨迹的跟踪,且系统可以实现避免碰撞的编队飞行任务.     

汽车防撞雷达系统滤波器的设计

针对调频连续波 (FMCW)汽车防撞雷达实际信号的特点 ,设计了一种用于该汽车防撞雷达有用信号提取的系统滤波器 ,分析了其前级宽带模拟带通滤波器和后级数字信号处理器 (DSP)程控自适应滤波器的设计原理与具体实现 .试验数据表明 ,该系统滤波器可以有效的去除干扰并实现有用信号的精确提取     

基于规则法的水下避碰专家系统

针对复杂环境中船舶实现自动避碰问题,设计了一种基于规则法的智能型专家系统,即水下避碰专家系统．该系统具有多元分层知识库体系结构,采用框架式知识表示方式,实现了水下避碰知识的表示、存储,避免了传统专家系统的“窄台阶”问题．应用模糊理论,分别建立了针对水下静止目标和运动目标的碰撞危险度模型,实现了定性推理与定量计算的结合．给出了水下会遇态势分类模型,总结了水下常见的多种会遇态势．结合所建立的系统模型给出水下多目标避碰仿真示例．仿真实验结果表明,系统能对各种水下避碰情况及时给出正确的避让方案．     

一种并联机器人双目主动视觉监测平台避障方法的研究

一种基于圆型轨道的双目主动视觉监测平台的建立,解决了并联机器人的“盲”工作状态问题。然而在摄像机和并联机器人的加工位置之间常常有障碍物出现,为了避免摄像机的观测视线被遮挡,提出了一种在摄像机运动空间上求解障碍区域的方法。该方法中引入了最小面积凸包围盒算法,简化了求解过程,从而能实现视觉监测平台的快速避障。算例实验表明该方法是正确、有效的。     

基于时延补偿的移动机器人动态避障方法

为提高自主移动机器人的动态避障能力,提出以视觉信息为决策依据,通过时延补偿提高机器人对障碍物定位精度局部动态避障方法．在避障过程中无需考虑障碍物的运动速度和运动方向,更加适用于机器人在未知或部分未知环境下的路径规划．实验表明,这种方法是可行而有效的．