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考虑驾驶意图与动态环境的汽车避碰路径规划
  • ISSN号:1009-6744
  • 期刊名称:《交通运输系统工程与信息》
  • 时间:0
  • 分类:U268.6[机械工程—车辆工程;交通运输工程—载运工具运用工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]武汉理工大学智能交通系统研究中心,武汉430063, [2]水路公路交通安全控制与装备教育部工程研究中心,武汉430063, [3]武汉理工大学自动化学院,武汉430070
  • 相关基金:国家自然科学基金(51178364,61203236,51605350); 国家科技支撑计划课题(2014BAG01B03)
中文摘要:

为了提高动态道路交通环境下汽车主动避碰的适应性和安全性,本文综合考虑了动态交通环境、驾驶意图和车辆动力学约束条件,提出道路势场模型来规划汽车避碰路径.该模型考虑了被控汽车与道路障碍物的相对运动状态,以及道路车辆的行驶意图,结合栅格法对传统人工斥力场模型进行改进.通过设置局部目标点避免规划路径陷入局部势能最小位置,进而导引被控汽车逐渐向全局目标点收敛.最后,为适应车辆动力学特性需求,对规划路径的曲率进行优化.试验结果表明,所提出的路径规划方法能导引被控汽车绕过局部势能最小位置,与传统人工势场模型的路径规划结果相比,汽车行驶过程中的最大碰撞风险指数降低了55.1%,且满足车辆动力学约束条件.

英文摘要:

Aim to improve the efficiency and flexibility of vehicle active collision avoidance system, a novel path planning methodology for vehicle collision avoidance is proposed in this paper, in which,dynamic traffic conditions, driver intention and vehicle dynamic constraints are comprehensively considered.The proposed road potential field model takes three advantages when comparing with traditional artificial potential field model. Firstly, several local targets are set up to ensure travelling path avoidance of trapping into local minimum potential. Secondly, motion states of road dynamic obstacles are predicted, combined with the grid algorithm, the traditional repulsion field model is modified to ensure that the vehicle motion along the programmed path can effectively prevent collision accidents in maximum degree. Thirdly, the symmetric polynomials method is applied and shortest travel nodes are calculated to smooth the path for meeting the requirement of vehicle dynamic characteristics. The results show that the proposed method can lead vehicle motion away from local minimum potential position. Compared with traditional artificial potential field model, the maximum collision risk value is 55.1% lower by using the improved model calculated trajectory, and the programmed trajectory can comprehensively satisfy the condition of vehicle dynamic restriction and motion performance, and the design results are reasonable.

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期刊信息
  • 《交通运输系统工程与信息》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国系统工程学会
  • 主编:毛保华
  • 地址:北京市海淀区西直门外上园村3号北京交通大学机械工程楼D403室
  • 邮编:100044
  • 邮箱:Bhmao2006@bjtu.edu.cn
  • 电话:010-51684836
  • 国际标准刊号:ISSN:1009-6744
  • 国内统一刊号:ISSN:11-4520/U
  • 邮发代号:82-652
  • 获奖情况:
  • 2004年被国家科技部评定为"中国科技核心期刊"
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:8131