高速公路环境下的无人驾驶汽车运动规划研究.docx

:..分类号TP242单位代码10618密级公开学号2150940007专业硕士学位论文高速公路环境下的无人驾驶汽车运动规划研究研究生姓名:杜伟松导师姓名及职称:隗寒冰(副教授)申请专业学位类别工程硕士学位授予单位重庆交通大学论文提交日期2018年4月25日专业领域名称车辆工程论文答辩日期2018年6月3日2018年5月30日ResearchonMotionPlanningofUnmannedVehiclesinFreewayEnvironmentADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:DuWeisongSupervisor:,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:日期:年月日重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并进行信息服务(包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等),同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。学位论文作者签名:指导教师签名:日期:年月日日期:年月日……………………………………………………………………………………………………本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊(光盘版)KI系列数据库中全文发布,并按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。学位论文作者签名:指导教师签名:日期:年月日日期:年月日摘要为了降低人为因素引起的“人-车-路”各环节耦合失调导致的交通事故,无人驾驶汽车已经在全世界范围内得到广泛关注。运动规划作为无人驾驶汽车系统的共性关键技术之一,已成为该领域研究的热点。现有运动规划算法大多只考虑行驶时间、移动距离等约束条件,不涉及道路边界及车辆动力学约束;在进行环境构建时,所使用车辆状态预测模型较为单一,无法较为精确地估计车辆的状态。为此,本文以高速公路场景下行驶的无人驾驶汽车为研究对象,提出了一种基于改进可视图法的运动规划算法,并在此基础上加入随机可达集模型,来估计运动车辆的行驶状态,以提高算法的精确度。具体研究内容如下所示:(1)结合无人驾驶汽车自主决策系统的功能、原理及结构,对自主决策系统的组织结构进行分析;通过分析人类驾驶行为特性,对行为决策子系统设计准则进行总结;利用层次状态机对驾驶行为决策子系统进行建模,并根据层次状态机确定的驾驶意图选择局部目标点。(2)为了估计车辆运动状态,利用马尔科夫链获得车辆随机可达集模型。在此基础上,对影响车辆随机可达集的主要因素进行分析,以对车辆随机可达集模型准确度进行改善。(3)针对运动规划子系统的设计目的对其设计准则及组成结构进行分析;通过建立新的采样算法以及加入B-样条优化函数和路径评估函数,对传统可视图算法进行改进;将随机可达集模型加入改进可视图算法中,从而获得了最终的运动规划算法。(4)在静态环境、动态环境以及混合环境下进行运动规划,利用Carsim仿真软件对规划结果进行验证;将规划结果与RRT算法所规划结果相比进行对比。结果表明,本文所得到的规划路径具有更好的舒适性和安全性。关键词:无人驾驶汽车;运动规划;可视图法;随机可达集;Carsim。identscausedbytheman-car-roadlinkimbalancecausedbyhumanfactors,,,anddonotinvolveroadboundaryandvehicled