基于TORCS平臺的汽車ESP優(yōu)化

自動駕駛輔助系統(tǒng)是現(xiàn)代汽車的一個重要系統(tǒng)，使用這些系統(tǒng)有助于改善道路交通安全。而汽車電子穩(wěn)定性程序（ESP）系統(tǒng)就是其中的一種，其通過控制左右車輪的牽引力和制動力可以改善汽車在濕滑路面上的操縱特性，但目前使用的ESP代碼為人工編制的代碼，這不能穩(wěn)定控制左右車輪的牽引力和制動力的。此外，由于汽車的非線性特性，因此對ESP系統(tǒng)參數(shù)的預測十分困難。提出了一種基于遺傳算法自動優(yōu)化ESP代碼的方法，并利用TORCS平臺進行仿真。

遺傳算法是一種模擬進化論中自然選擇和生物進化過程中的計算模型，通過模擬自然進化過程得到最優(yōu)解。首先通過建立ESP的通用代碼，然后利用遺傳算法對其進行迭代遺傳優(yōu)化。對優(yōu)化過程中產(chǎn)生的每一個ESP版本都需要進行驗證，但若采用實車進行驗證，則不僅費用昂貴、驗證過程緩慢，而且可能引發(fā)安全問題。因此，考慮采用模擬仿真的方法對每個版本的ESP進行仿

真，并采用具有嵌入式電子系統(tǒng)的硬件在環(huán)仿真，但這種仿真仍然會增加驗證成本，且運行較慢，而采用TORCS平臺可以很好地解決了這一問題。TORCS最初是一款高度移植的仿真駕駛游戲，其內(nèi)部集成了各種精確而逼真的汽車動力學模型和道路條件，并可以在C語言環(huán)境中對其進行編譯和修改?；赥ORCS平臺進行仿真時的主要評價標準為：汽車轉(zhuǎn)彎與理想軌跡之間的偏差以及轉(zhuǎn)彎過程中的平均速度。仿真時制定的汽車行駛路線為一段總長為300m、寬度為20m的兩段彎路。兩段彎路的長度分別為90m和210m，彎曲曲率均為50m，但彎曲方向不同。仿真結(jié)果顯示：ESP能夠?qū)崿F(xiàn)自動優(yōu)化，且優(yōu)化后的ESP能夠改善汽車轉(zhuǎn)彎時的操縱特性。研究表明，利用遺傳算法對ESP代碼進行自動優(yōu)化時，算法在迭代60次后，ESP代碼的性能達到最優(yōu)且趨于穩(wěn)定。

IvanTanevetal.2015 IEEECongressonEvolutionaryComputation,Sendai May 25-28,2015.

編譯：李臣