亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)視域下無人駕駛新能源汽車路徑跟蹤控制系統(tǒng)設(shè)計

        2021-01-12 01:58:08賈長建
        工業(yè)加熱 2020年12期
        關(guān)鍵詞:航向轉(zhuǎn)角無人駕駛

        賈長建

        (陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 汽車工程學(xué)院,陜西 咸陽 712000)

        近年無人駕駛新能源汽車逐漸發(fā)展為汽車研究的一大主要熱點(diǎn),汽車屬于繁雜的非線性系統(tǒng),運(yùn)行于不同工況下,所以汽車路徑跟蹤控制一直都是學(xué)術(shù)領(lǐng)域研究的重難點(diǎn)。車聯(lián)網(wǎng)視域下,無人駕駛新能源汽車路徑跟蹤控制主要包含兩個環(huán)節(jié),即橫向與縱向控制。其中,橫向控制即不同車速與負(fù)載狀態(tài)下,控制汽車轉(zhuǎn)向可將汽車位置保留在期望路徑中心線上,實(shí)際上就是方向盤控制;縱向控制即車速控制,實(shí)際上就是油門或剎車控制。二者相較而言,橫向控制更加關(guān)鍵,這主要是由于其與路徑跟蹤息息相關(guān),是確保汽車安全性與平穩(wěn)性的重要前提,對于控制系統(tǒng)與算法要求相對偏高[1]。

        1 車聯(lián)網(wǎng)框架分析

        車聯(lián)網(wǎng)基于汽車安裝通信終端,通過通信網(wǎng)絡(luò)平臺提取汽車屬性與狀態(tài)等相關(guān)信息,并合理利用信息,根據(jù)功能需要,實(shí)時監(jiān)控管理汽車,提供具備綜合性服務(wù)的系統(tǒng)。車聯(lián)網(wǎng)以計算機(jī)、傳感器、網(wǎng)絡(luò)等多元化信息技術(shù)為載體,全方位感知汽車與道路狀況,且在行駛過程中不同汽車之間,以及汽車與基站之間構(gòu)建無線通信,以分發(fā)處理信息。面向無人駕駛新能源汽車運(yùn)行進(jìn)行全程控制,以保障擁堵時道路行車順暢與車輛行駛平穩(wěn)性。采取多條轉(zhuǎn)發(fā)方式,信號范圍之外,新能源汽車間可實(shí)現(xiàn)通信銜接,以共享信息。車聯(lián)網(wǎng)的車車、車路通信所構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)框架[2],具體如圖1所示。

        圖1 車聯(lián)網(wǎng)框架

        2 汽車模型構(gòu)建

        基于汽車運(yùn)動學(xué)模型進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計,具備突出性優(yōu)勢,即實(shí)時性較高、結(jié)構(gòu)簡單。忽視汽車翻滾仰視等復(fù)雜運(yùn)動,將汽車簡化成兩輪運(yùn)動學(xué)模型[3],具體如圖2所示。

        圖2 運(yùn)動學(xué)模型

        其中,(xi,yi)代表前軸;(xk,yk)代表后軸;β代表航向角;δ代表前輪偏角;T代表軸距;wi、wk分別代表前輪、后輪瞬時速度。

        以(xk,yk,β)作為狀態(tài)量,(w,δ)作為輸入量,獲得無人駕駛新能源汽車運(yùn)動狀態(tài)方程[4],即

        (1)

        3 路徑跟蹤控制系統(tǒng)設(shè)計

        3.1 橫向控制系統(tǒng)

        基于GPS反饋汽車具體位置,先搜尋目標(biāo)路點(diǎn),通過車道路曲率明確預(yù)瞄間距,然后確定方向盤轉(zhuǎn)角與預(yù)瞄誤差間的傳輸函數(shù)關(guān)聯(lián)性,且以仿駕駛員經(jīng)驗(yàn)的反饋系統(tǒng)及時修正控制輸出,以獲得最佳方向盤轉(zhuǎn)角角度,橫向誤差控制算法流程[5]具體如圖3所示。

        圖3 橫向誤差控制算法流程

        橫向誤差控制算法通過簡化汽車運(yùn)動學(xué)模型,轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣榆嚹P?,基于幾何關(guān)系,獲取方向盤具體轉(zhuǎn)角。

        3.2 縱向控制系統(tǒng)

        基于運(yùn)動學(xué)模型與預(yù)瞄跟隨理論,構(gòu)建前車輪轉(zhuǎn)角與橫向預(yù)瞄偏差之間的傳輸關(guān)聯(lián)性,即前車輪轉(zhuǎn)角前饋控制。就系統(tǒng)而言,受擾動影響,單純依賴于前饋根本無法保障系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性。所以,以航向角偏差反饋控制方式,保障系統(tǒng)穩(wěn)定性。航向角反饋控制[6]具體如圖4所示。

        圖4 航向角反饋控制

        其中,θ代表當(dāng)前位置車輛航向角;θq代表預(yù)瞄點(diǎn)車輛目標(biāo)航向角。通過添加航向角反饋控制,在參考目標(biāo)路徑曲率變化相對較大時,車輛跟蹤誤差則會顯著縮小。

        4 視覺目標(biāo)識別與路徑跟蹤控制

        4.1 特征提取

        新能源汽車行駛時,需利用攝像頭采集道路與汽車具體信息,為防止碰撞,需識別并跟蹤控制目標(biāo)。在識別時,需通過視頻全區(qū)域自定義所采集圖像,其中目標(biāo)區(qū)域明確為I,面向視頻圖像開展灰度處理分析,強(qiáng)化梯度,同時以雙邊濾波去除圖像噪聲。與Canny算子有機(jī)結(jié)合提取邊緣信息,獲取輪廓,明確為感興趣區(qū)域ROI,精確識別此區(qū)域中目標(biāo)特征。

        4.2 特征融合

        (2)

        式中:xr∈Fv,yr∈Fw為新能源汽車處于r時刻時的狀態(tài)值與量測值;p()為非線性狀態(tài)觀測函數(shù);f()為非線性狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù);mr-1為獨(dú)立狀態(tài)噪聲;nr為量測噪聲;二者都屬于獨(dú)立分布離散噪聲。

        (3)

        (4)

        4.3 運(yùn)動狀態(tài)

        全程跟蹤目標(biāo)物體過程中,設(shè)定目標(biāo)粒子狀態(tài)向量即

        (5)

        Xr=Xr-1+Wr+Uμr

        (6)

        粒子表觀模型構(gòu)建過程中,前幀圖像信息是觀測值時,基于觀測概率實(shí)時更新粒子權(quán)值,以獲取表觀模型的似然函數(shù)得出真實(shí)具體目標(biāo)位置,從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)跟蹤。表觀模型構(gòu)建過程中,ROI協(xié)方差描述,即

        (7)

        式中:νr(Bi,Bj,Br)表示多特征組合特征值,即

        νrBixr-xr(Bj,Br)=0(r=1,2,3,…,e)

        (8)

        基于特征協(xié)方差內(nèi)涵獲得表觀模型似然函數(shù),即

        (9)

        4.4 實(shí)時跟蹤

        基于粒子迭代進(jìn)行目標(biāo)實(shí)時跟蹤[8]。其中粒子權(quán)值即

        (10)

        而粒子權(quán)值歸一化即

        (11)

        粒子重采樣,首先粒子數(shù)目,即

        (12)

        如果,Weff

        (13)

        狀態(tài)估計,即

        (14)

        (15)

        狀態(tài)估計獲得W個新樣本,結(jié)果即

        (16)

        (17)

        5 仿真分析

        選用Prescan與Matlab/Simulink相結(jié)合平臺,面向汽車路徑跟蹤控制系統(tǒng)仿真研究,模擬道路模型,基于差分GPS采集道路實(shí)際坐標(biāo),生成數(shù)據(jù)信息。汽車選用Prescan動力學(xué)模型,仿真參數(shù)具體如表1所示。

        仿真結(jié)果分析[9]具體如圖5~圖7所示。

        表1 仿真參數(shù)

        由圖5~圖7可知,路徑跟蹤控制系統(tǒng)可有效控制無人駕駛新能源汽車以高精確度全程跟蹤參考軌跡,尤其是車速控制在40 km/h狀態(tài)時,跟蹤路徑與目標(biāo)路徑之間最大偏差控制在0.36 m以內(nèi),且控制算法能夠自適應(yīng)車速變化,盡管在彎道時,車速過高,也可適度控制路徑跟蹤誤差。通過方向盤轉(zhuǎn)角可全面了解路徑跟蹤整個過程,汽車行駛的穩(wěn)定性與通暢性。車速可較好跟蹤規(guī)劃的期望速度,系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差相對偏小??傊?,控制此系統(tǒng)可切實(shí)應(yīng)用于無人駕駛新能源汽車路徑跟蹤控制實(shí)車中,且實(shí)踐效果良好。

        圖5 軌跡跟蹤結(jié)果

        圖6 方向盤轉(zhuǎn)角曲線

        圖7 車速跟隨曲線

        6 結(jié) 論

        綜上所述,路徑跟蹤控制屬于無人駕駛新能源汽車核心技術(shù),基于車輛橫向與縱向控制,促使無人駕駛新能源汽車沿目標(biāo)軌跡平穩(wěn)行進(jìn)?,F(xiàn)階段,駕駛輔助系統(tǒng)核心技術(shù)即有效保障車輛穩(wěn)定跟蹤規(guī)劃目標(biāo)路徑,以此實(shí)時跟蹤控制無人駕駛新能源汽車。據(jù)此本文基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計了無人駕駛新能源汽車路徑跟蹤控制系統(tǒng),通過仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明系統(tǒng)可有效控制無人駕駛新能源汽車基于高精確度跟蹤參考軌跡,算法可自適應(yīng)車速實(shí)時變化;可觀察整個目標(biāo)跟蹤過程車輛行駛的平穩(wěn)性;汽車可快速、準(zhǔn)確跟蹤預(yù)期路徑,穩(wěn)態(tài)誤差較小。

        猜你喜歡
        航向轉(zhuǎn)角無人駕駛
        我們村的無人駕駛公交
        玩轉(zhuǎn)角的平分線
        知坐標(biāo),明航向
        無人駕駛車輛
        科學(xué)(2020年3期)2020-11-26 08:18:28
        無人駕駛公園
        考慮幾何限制的航向道模式設(shè)計
        三次“轉(zhuǎn)角”遇到愛
        解放軍健康(2017年5期)2017-08-01 06:27:42
        基于干擾觀測器的船舶系統(tǒng)航向Backstepping 控制
        電子制作(2017年24期)2017-02-02 07:14:16
        永春堂贏在轉(zhuǎn)角
        下一個轉(zhuǎn)角:邁出去 開啟“智”造時代
        国产一线视频在线观看高清| 野花社区视频在线观看| 无套内谢的新婚少妇国语播放| 国产精品爽爽va在线观看网站| 日本在线免费一区二区三区| 国内久久婷婷六月综合欲色啪| 男人进去女人爽免费视频| 尤物99国产成人精品视频| 亚洲高清在线观看免费视频 | 日本理论片一区二区三区| 中文字幕亚洲中文第一| 久久久久亚洲av成人人电影| 日韩精品一区二区三区免费视频 | 国产精品丝袜美女久久| 欧美颜射内射中出口爆在线| 四川老熟女下面又黑又肥 | 天天鲁在视频在线观看| 欧美一欧美一区二三区性| 亚洲av日韩一区二三四五六七| 日本人妻伦理在线播放| 漂亮人妻被中出中文字幕久久 | 亚洲中文字幕精品久久a| 亚洲av首页在线| 日韩精品无码久久久久久| 亚洲无码美韩综合| 亚洲精品一区三区三区在线| 中文字幕欧美人妻精品一区| 国产亚洲欧美在线观看的| 亚洲av精品一区二区| 无码免费无线观看在线视| 亚洲精华国产精华液的福利| 999久久久免费精品国产牛牛 | 中文字幕高清不卡视频二区| 亚洲av无码乱码在线观看裸奔| 青青操国产在线| 国产伦精品一区二区三区在线 | 久久亚洲av永久无码精品| 女同性恋亚洲一区二区| 国产一级一级内射视频| 亚洲一线二线三线写真| 久久久久亚洲AV片无码乐播|