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智能汽車路徑規(guī)劃中的高效神經(jīng)動(dòng)力學(xué)方法

實(shí)時(shí)安全導(dǎo)航是智能汽車系統(tǒng)中主要的挑戰(zhàn)之一。在自動(dòng)尋找和優(yōu)化從起點(diǎn)位置到目的地的機(jī)器人領(lǐng)域，智能汽車實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃以避開障礙是難點(diǎn)之一。智能汽車的基本導(dǎo)航問題是尋找一條從起點(diǎn)到目的地的高質(zhì)量無碰撞危險(xiǎn)的安全路徑。在智能汽車規(guī)避障礙的導(dǎo)航領(lǐng)域，已經(jīng)出現(xiàn)了大量的方法，如勢(shì)場(chǎng)法、模糊邏輯、基于樣本的方法、波前法、基于傳感器的技術(shù)、基于圖像的方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等。

目前很多研究的焦點(diǎn)在于規(guī)避障礙以防止使智能汽車距離障礙物太近或者太遠(yuǎn)，但是很難獲得一條最優(yōu)的路徑。本文提出了一種新型的仿生神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究方法，它考慮到了智能汽車在非固定的環(huán)境中實(shí)時(shí)防撞運(yùn)行的安全性。通過改變代表動(dòng)態(tài)環(huán)境的神經(jīng)活動(dòng)跡象，并結(jié)合安全意識(shí)導(dǎo)航算法，實(shí)時(shí)規(guī)劃出智能汽車路徑。盡管沒有用任何全域約束函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，但這種仿生神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能夠規(guī)劃出全局最優(yōu)的車輛運(yùn)動(dòng)路徑。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)活動(dòng)跡象對(duì)車輛實(shí)時(shí)路徑進(jìn)行優(yōu)化，且不需要?jiǎng)討B(tài)環(huán)境的先驗(yàn)知識(shí)，因此具有較高的計(jì)算效率。本文提出的考慮智能汽車安全性的路徑規(guī)劃模型克服了不是“太近”就是“太遠(yuǎn)”的缺點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)規(guī)劃出一條“舒適”的路徑。本文的主要貢獻(xiàn)是在先前仿生神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，把虛擬障礙程序整合到智能汽車的導(dǎo)航系統(tǒng)中。仿真結(jié)果證明了本文提出的方法在智能汽車安全防撞導(dǎo)航方面的作用和效率。

M. P. Chaomin Luo et al. 2014 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN)，China- July 6- 11, 2014.

編譯：周建鵬