智能汽车避障路径规划与跟踪控制研究
2021-11-22邱建岗
机械设计与制造 2021年11期
吕 佳,邱建岗
(1.重庆建筑工程职业学院轨道与机电工程系,重庆 400072;2.北京汽车动力总成有限公司,北京 101106)
1 引言
道路交通事故造成的人员伤亡及经济损失逐年递增,面对如此严峻的交通安全问题,改善汽车安全性能迫在眉睫,无人驾驶技术是汽车主动安全的关键技术[1],可以有效降低交通事故引发的人员损失和财产损失。
主要研究智能汽车避障路径规划与跟踪两个方面的内容。避障路径规划方法可分为传统方法、图形学方法和智能仿生算法三类,传统方法包括人工势场法、模拟退火法等,人工势场法需解决“局部极值陷阱”问题[2],模拟退火法存在寻优效率低、随机性差的问题[3]。图形学方法包括栅格法、可视图空间法、voronoi图法等,栅格法和可视图空间法环境适应性差,环境改变时需重新建模[4-5],voronoi图不适用于大规模环境下路径规划。智能仿生算法是当前研究热点,包括蚁群算法、粒子群算法、遗传算法等[6]。在路径跟随控制方面,按照有无预瞄环节可以分为补偿控制类模型和预瞄控制类模型,补偿控制类模型在没有前视作用前提下,根据当前时刻车辆状态和期望状态的误差对车辆实施控制。根据预瞄点数量,预瞄控制类分为单点预瞄、两点预瞄和多点预瞄,其中多点预瞄的鲁棒性最好,跟踪精度最高[7]。
本文以智能汽车避障过程为研究对象,在路径规划方面,提出了新的智能算法,即人工水滴算法,用于规划车辆的避障路径;在路径跟踪方法,提出了车辆转向控制和速度自适应控制的综合控制器。……
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