基于动态目标位置的智能车辆控制研究

为了真实地模拟驾驶员在动态环境中变换车道、避让静态和动态障碍物的行为方式,提出了动 态目标位置概念,并采用三次样条曲线作为车道变换的路径拟合曲线．本文以模糊逻辑为控制策略,以T-S 模 糊模型为控制结构,以自适应神经网络为隶属度函数的参数调整手段,设计出一种智能车辆横向运动控制器, 并通过计算机仿真实现．结果表明,基于动态目标位置概念的控制器设计具有较好的控制性能,能够较为理 想地模拟实际交通环境中车辆横向运动的特性．     

基于动态目标位置的智能车辆动态避障控制研究

为了真实地模拟驾驶员在动态环境中避让动态障碍物的行为方式,提出了动态目标位置概念,并采用三次样条曲线作为动态避障的路径拟合曲线。以模糊逻辑为控制策略,以T-S模糊模型为控制结构,以自适应神经网络为隶属度函数的参数调整手段,设计出一种智能车辆横向运动控制器,并通过计算机仿真实现。结果表明,基于动态目标位置概念的控制器设计具有较好的控制性能,较为理想地模拟实际交通环境中车辆动态避障的特性。     

基于逆透视变换的智能车辆定位技术

为了根据车道线参数准确地确定本车在车道中的位置和方向信息,提出了一种基于逆投影变换的本车定位算法。算法利用逆透视变换对投影图中的车道线进行三维逆透视重建,得到实际路面的车道线,并经过坐标变换求出本车在车道中的当前位置参数、方向参数及车道宽度等信息。试验表明,该算法对光照条件、道路结构等变化具有较好的适应能力和抗干扰能力,在一定程度上满足多种横向主动安全系统的要求。     

基于分层模糊控制的智能车辆的横向控制模型

车辆的横向控制是智能交通中智能车辆自主导航技术的关键技术。在总结以往研究成果的基础上,提出了动态目标位置概念,以便更加真实地描述车道变换的特性;为了减少模糊控制器的规则数量,实现实时控制的目的,采用了分层模糊控制的控制器设计方案;在车辆的横向控制中,以三次样条曲线作为车道变换的路径拟合曲线,较为灵活地表现了车道变换的特性。仿真结果表明,被控车辆能够沿着虚拟的路线平滑地变换车道,较为理想地模拟实际交通环境中车辆横向运动的特性。     

兼顾可靠性和实时性的智能车辆车道保持北大核心CSCD

智能车辆车道保持的关键在于兼顾可靠性和实时性。为此,在车道识别时,利用已识别车道分区预测临近待识别分区车道候选位置,并仅在候选位置完成后续识别以提高识别实时性;在识别各分区时,依次采用分区阈值二值化、线性滤波、基于车道宽度滤波的方法,以提高识别的可靠性。同时,在提取车道线时根据2个检测区内的车道识别结果拟合不同曲线模型的目标车道线,并进行自适应预瞄控制。采用Lab View PXI8196和数字信号处理器F2812对智能车辆车道保持系统进行了设计。道路试验结果表明,提出的车道识别及跟踪控制方法同时保证车道识别及跟踪的可靠性和实时性,且稳定性较好。     

快速公交专用车道上非公交车辆抓拍系统

非公交车侵占专用公交车道违章行为频繁出现,严重影响交通效率。通过车载摄像头采集图像,以TMS320DM6437为核心处理器,使用C代码优化及混合编程、存储空间优化等方法,对车道线和车辆进行检测与识别,实现对专用车道内非公交车辆抓拍。实验结果显示,该算法正确率约为83%,平均处理速度为22.5帧/s,对白天多种环境能满足实时准确的要求。     

基于车道映射矩阵的多车道车辆计数系统

针对城市交通路口的多车道车辆数量统计问题,提出基于车道映射矩阵的车道划分方案。根据车道映射矩阵分布情况判断车道中心线位置,利用相邻车道中心线间的距离对车道进行划分,与车辆计数算法结合,实现多车道车辆计数系统。该方案能够减少环境因素对车道划分的影响,在白天与夜晚情况下均取得较好效果。实验结果表明,该方案准确率为93.6%,能够适应复杂道路,多车道实时车辆计数系统准确率能够达到91%以上,在保证系统实时性的基础上,提供了较高的系统准确性和鲁棒性。     

智能四轮转向车辆稳定车道线保持串级控制

为实现四轮前后轮转向车辆的稳定车道线保持控制,提出集成直接横摆力矩和车道线保持的串级控制策略.主控制器实现车道线保持前轮转角控制.副控制器实现车辆稳定性控制.主控制器基于MPC(model predictive control)算法控制车辆前轮转角,通过调整前轮转角使得横向位置偏差和航向角偏差最小.主控制器的车辆前轮转角作为副控制器的输入,计算期望滑移角和期望横摆率.车辆后轮转角和横摆力矩作为副控制器控制输入,基于LQ(linear quadratic)算法计算补偿车辆后轮转角和横摆力矩,实际车辆滑移角和实际横摆率跟踪期望滑移角和期望横摆率.车辆的前轮转角、后轮转角和横摆力矩作为控制输入,在副控制器实现车辆稳定性控制基础上,主控制器实现准确地车道线保持控制,保证智能车辆在车道内自主安全行驶.仿真结果表明,该串级控制策略的有效性,提高了智能车辆车道线跟踪的准确性,也提高车辆的稳定性和操纵性.     

智能车辆横向控制研究

本文分析了智能车辆横向控制特性，说明了目前一些研究中的不足，并探讨了 模糊控制方法．仿真结果表明，该算法对纵向速度、轮胎侧偏刚度以及载荷等明显影响车辆 横向运动特性的三个关键因素具有良好的适应性能．     

智能交通系统车道保持纵横向耦合控制

考虑车辆纵横向运动之间的相互影响,采用位置预瞄和固定车辆间距跟随策略,对基于一列车队的自动化公路系统车道保持纵横向耦合控制进行了研究.利用车载前后双位置传感器检测车辆位置偏差,基于车辆纵横向动力学耦合模型,推导了基于预瞄的车道保持控制系统数学模型;采用非奇异的终端滑模控制技术,设计了车道保持纵横向耦合控制规律.通过构造李雅普诺夫函数,结合相平面方法,分析了控制系统的有限时间收敛性.采用6车辆编队,通过计算机仿真,对文中设计的控制规律进行了验证.仿真结果显示,车队中每个被控车辆在纵向上跟随期望状态的同时能够实现对期望车道轨迹的理想跟踪,跟踪误差精度不超过0.05 m.     

Trajectory planning and yaw rate tracking control for lane changing of intelligent vehicle on curved road

The lateral control for lane changing of intelligent vehicle on curved road in automatic highway systems was studied. Based on trapezoidal acceleration profile, considering the curvature difference between starting lane and target lane, a new virtual trajectory planning method for lane changing on curved road was presented, and the calculating formulas for ideal states of vehicle in the inertial coordinate system during a lane changing maneuver were established. Applying the predetermined trajectory, the re...     

智能汽车换道控制算法的仿真研究

针对传统智能车辆跟随轨迹控制方法所存在的延迟反应问题,基于预瞄一跟随理论建立了智能车辆换道过中的轨迹跟随运动模型,提出了智能车辆换道过程中的控制算法.在PreScan和matlab/simulink的联合仿真环境下,实现了智能车辆换道过程中轨迹跟随控制,并进行了36km/h、72km/h和108km/h速度下的仿真验证.仿真结果表明,仿真轨迹与实测换道轨迹走势接近且重合度较高.     

基于多项式的智能车辆换道轨迹规划

以智能车辆换道过程为研究对象,提出一种基于多项式理论的车辆换道轨迹规划算法。该算法采用矩形对换道车辆及障碍车辆进行包裹,结合换道车辆的边界条件由以时间为参数的多项式计算得到换道轨迹。由该算法生成的换道轨迹符合四段式车道变换模型,并适用于复杂道路环境。新算法将复杂道路环境中期望换道轨迹的求取问题转换为单一参数求取问题,简化了计算,同时考虑了车辆动力学限制对生成轨迹的影响。计算机仿真验证了算法的正确性及有效性,尤其是在复杂路面情况下体现了该换道轨迹规划算法的优势。     

清洁车智能监测与控制系统研究

针对目前市面上的清洁车容易因为驾驶员的疏忽造成清扫盘与路沿的碰撞,加速清扫盘的损坏,洒水作业容易波及路人,贴地工作的吸盘容易与减速带碰撞造成损失,不能自动根据垃圾量调节清扫功率等问题,提出了一种清洁车智能监测和控制系统。该系统采用超声测距模块避免碰撞,运用YOLOv4算法检测行人和减速带,使用VGG16网络进行垃圾量化进而调节清扫功率,通过CAN通信模块实现对清洁车设备的实时控制。该系统采用多线程实现多任务算法之间的协调与通信。行车实验表明,该系统的整体运行速度为每秒6-7帧,满足实时性。路沿距离检测及避障算法准确率为96%,垃圾量化算法准确率为90%,行人和减速带算法准确率为96.25%,准确率较高,能够有效提高清扫效率,降低设备损耗,提高行车安全。     

智能车跟随系统开发

开发了一种基于STM32视觉导航的目标跟随小车智能控制系统,实现了对特定目标物体的快速识别与实时准确跟随.使用OV7670图像传感器采集目标物图像信息,对图像进行灰度化、降噪、取反等处理后,通过亚像元定位技术的质心法获取目标物坐标位置,为智能车提供方向导航,跟随过程中的画面实时发送至上位机.结果表明:小车在直行和转向跟踪实验中表现良好,跟随系统具有良好的跟踪效果,可实现对目标物的实时准确跟随.     

智能车辆自动超车系统的数据驱动路径跟踪约束控制

针对智能车辆自动超车系统,提出了一种新的数据驱动超车路径跟踪约束控制方案,系统控制方案的设计仅利用自动超车系统的输入/输出数据,并不包括车辆的模型信息,所以针对不同的车型均能够实现自动超车的数据驱动路径跟踪约束控制.在控制器的设计过程中,针对控制输入受变化范围和变化速率的限制,提出了一种新的动态抗饱和补偿器来解决饱和问题.最后给出了数据驱动约束控制与原型无模型自适应控制(model free adaptive control,MFAC)以及PID控制的仿真结果对比,结果表明,本文所提控制方案能够很好的完成自动超车过程的路径跟踪,且相比原型MFAC以及PID控制方案,本文方案具有更小的跟踪误差和更快的响应速度.     

智能车载终端子系统的设计与研究

为了减小因危险品运输事故所产生的危害,自主设计了一种用于危险品运输安全的智能车载终端.通过布置在车上的各类传感器,可在运输全程中对危险品和车辆状态实时监测.车载终端通过GPRS可与指定的监控中心服务器进行数据和命令的交互.试验结果表明,该智能车载终端运行稳定,可提高运输效率,减少事故,对车联网构建具有探索意义.