基于激光雷达的纵向坡路动态可行驶性预测

基于激光雷达的纵向坡路动态可行驶性预测

论文摘要

为解决智能汽车在含有纵向坡路的环境中行驶时所涉及的环境感知与路面可行驶性理解问题,提出了一种基于激光雷达的动态、不确定性路面可行驶性预测方法。首先,利用PreScan,CarSim与MATLAB软件搭建虚拟行驶环境,并建立激光雷达物理模型提高虚拟点云的保真度。其次,进行基于激光雷达的动态可行驶性研究,利用路面激光雷达点云数据基于车辆未来行驶方向建立笛卡尔坐标系下的间隔栅格地图;在间隔内进行平面拟合得到路面的法向量,利用平面法向量计算路面纵向坡角并利用车辆姿态补偿得到大地坐标系下的间隔坡角和道路轮廓信息,并探讨天气对道路轮廓估计结果的影响;基于车辆纵向动力学特性和道路参数估计结果,计算可行驶性概率并预测可行驶性。为了快速仿真验证所提出的可行驶性预测方法,搭建相应的自动测试环境并设计测试方法。首先分析并测试车辆行驶过程中容易因失效造成预测失败的临界关键工况,接着在虚拟行驶环境中建立自动化测试流程,加强对关键工况区的采样,总计通过402组测试工况验证可行驶性预测算法,预测准确率达到87.81%。最后,在实车平台和真实测试道路上对算法流程进行验证。研究结果表明:该方法能够很好地对车辆在纵向坡路上的可行驶性进行动态的、基于概率性指标的预测。

论文目录

  • 0 引 言
  • 1 虚拟行驶环境的搭建
  •   1.1 软件平台
  •   1.2 激光最大探测距离模型
  •     1.2.1 激光雷达方程
  •     1.2.2 激光雷达参数计算
  • 2 基于激光雷达的可行驶性预测
  •   2.1 地面数据的采集与表示
  •   2.2 道路参数计算
  •   2.3 天气变化对道路参数估计的影响
  •   2.4 道路可行驶性动态预测
  • 3 仿真测试
  • 4 实车试验
  •   4.1 实车平台
  •   4.2 基于实车数据的可行驶性预测
  • 5 结 语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 赵健,李雅欣,朱冰,孙博华,李至轩

    关键词: 汽车工程,可行驶性预测,仿真测试方法,车辆动力学,智能汽车,激光雷达

    来源: 中国公路学报 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,信息科技

    专业: 汽车工业,电信技术

    单位: 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,吉林大学汽车工程学院

    基金: 国家重点研发计划项目(2018YFB0105100),国家自然科学基金项目(51575225,51775235),吉林大学高层次科技创新团队项目(2017TD-20)

    分类号: TN958.98;U463.6

    DOI: 10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.06.015

    页码: 147-157

    总页数: 11

    文件大小: 5100K

    下载量: 161

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