基于hp自适应伪谱法的智能汽车紧急变道轨迹规划与优化

论文摘要

为了提高智能汽车紧急变道轨迹规划的实时性和适应性,将紧急变道过程分为初始阶段和跟踪阶段,初始阶段的轨迹由优秀驾驶人紧急变道模型产生,跟踪阶段的轨迹采用Sigmoid函数规划出紧急避让路径。首先通过聚类分析处理优秀驾驶人转向操作的实车试验数据,拟合得出紧急变道过程中的方向盘转角随时间的关系(即驾驶人紧急变道模型),作为智能汽车在紧急变道初始阶段不同速度下车辆控制的输入量。然后通过建立与求解约束方程,满足避撞约束、侧向位移约束以及最大侧向加速度约束,得出Sigmoid函数表达式,作为智能汽车在紧急变道过程跟踪阶段的参考路径。最后利用hp自适应伪谱法加入切换点的物理量约束,逼近全局正交多项式的状态量和控制量,自动调整和处理2个阶段的切换点位置和衔接问题,以最小变道距离为目标对跟踪阶段的变道轨迹进行优化。运用PreScan与MATLAB对4种不同工况下的紧急变道轨迹规划进行联合仿真。结果表明:提出的轨迹规划与优化方法在满足各项约束的情况下成功避开障碍物,同时缩短了需要优化的轨迹,优化时间都小于0.9 s,并且与基于多项式函数轨迹规划方法相比,该方法能够以距障碍物较远的距离避开障碍物,在不同的车辆速度、道路曲率和障碍物宽度的复杂工况下具有更好的适应性。

论文目录

• 0 引 言
• 1 两段式轨迹切换点的位置选择和衔接方法
• 2 两段式变道轨迹规划
•   2.1 基于优秀驾驶人转向行为特征的紧急变道模型
•     2.1.1 实车试验数据采集
•     2.1.2 试验数据处理与分析
•     2.1.3 驾驶人模型拟合
•   2.2 基于Sigmoid函数的紧急避让路径规划
•     （1） 避撞约束
•     （2） 侧向位移约束
•     （3） 最大侧向加速度约束
• 3 基于hp自适应伪谱法的两段式变道轨迹优化
•   3.1 优化目标
•   3.2 hp自适应伪谱法
• 4 仿真验证与结果分析
•   4.1 仿真验证
•   4.2 仿真结果
• 5 结 语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 江浩斌,施凯津,华一丁,陈龙

关键词: 汽车工程,紧急变道,自适应伪谱法,轨迹规划与优化,智能汽车,驾驶人模型,函数,切换点

来源: 中国公路学报 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 汽车工业

单位: 江苏大学汽车与交通工程学院,江苏大学汽车工程研究院

基金: 国家自然科学基金(汽车联合基金)项目(U1564201)

分类号: U463.6

DOI: 10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.06.007

页码: 71-78

总页数: 8

文件大小: 1753K

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