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《吉林大学》 2011年
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智能汽车宏观路径规划方法研究

李科迪  
【摘要】:智能汽车是应对现代城市交通问题的一种先进的解决方案。智能汽车能够根据周围的道路交通环境和自身的运动状态,在局部的可行区域内决策出安全、合法、高效的行驶轨迹,从而控制智能汽车实现无人驾驶。然而在宏观地图中,为了到达某一特定目的地,避免智能汽车盲目行驶,导航是不可或缺的一个环节。 在车辆定位导航系统中,数字地图数据库、路径规划和路径引导是三个相辅相成的重要模块。为了实现路径规划和路径引导,首先需要一个数字地图数据库的支持。对于智能汽车,除了数字地图上常见的道路形态和路边环境信息,还需要抽象的道路网络拓扑结构,用于宏观层面上合理的路径规划和微观层面上精确的路径引导。国内外无人车挑战比赛所用的道路网络定义文件很好的抽象了路网的拓扑结构。通过分析智能汽车自动行驶过程中所需的道路网络和交通环境信息,参考标准导航地理数据模型,结合智能车挑战赛使用的道路网络定义文件,本文设计了道路网络综合信息分层次的表达和储存方法。 路径规划是导航系统中的关键模块,被广泛认为是汽车导航领域中的一个基本问题。在道路网络中进行宏观路径规划的本质是解决一个图搜索问题。虽然宏观路径是可以在确定行驶任务后就预先规划好的,但是考虑到动态的交通信息和突发事件,智能汽车应当采取由事件触发的动态路径规划方法。本文对比了图论中的多种经典搜索算法,分析了它们的适用范围,测试了它们的性能,并根据智能汽车动态路径规划对算法实时性和准确性要求,选定了宏观路径规划方法的算法基础。在此基础上,结合上述道路网络综合信息,本文提出了用于智能汽车的宏观路径规划方法,保证了宏观路径的最优性和合法性。为了给智能汽车提供更精确地路径引导,并不影响实时动态路径规划的运行效率,本文还设想了一种分层的路径规划方法:第一层次的路径规划只决定智能汽车需要依次通过的路段和区域序列;第二层次的规划则在路段或区域内为智能汽车提供方向性的引导,它只在智能汽车即将进入该路段或区域时被触发。 规划宏观路径的最终目的是为智能汽车的自动行驶提供方向性的引导,具体的行驶轨迹还需要智能汽车根据局部的可行区域做出决策和控制。轨迹决策的依据有安全性、合法性、工效性和易操纵性等,而智能汽车路径引导的实现,也是从高效和合法两个方面考虑的。智能汽车根据自身的运动状态,预瞄当前行驶方向上一定距离处的宏观路径,通过工效性指标评估如何最快接近宏观路径上的目标点。虽说希望尽快到达目标点,行驶速度还要受到道路交通法规的限制,这就需要智能汽车根据道路网络综合信息判断车速的合法性。 最后,本文编程试验了用于智能汽车的宏观路径规划方法,与经典图搜索算法的运行结果进行对比,验证了本文规划出来的宏观路径的最优性和合法性,并体现了改进算法在性能上的优势。这一结果也证明了道路网络综合信息数据的有效性和完备性。 本文的主要贡献是解决了导航系统在无人驾驶智能汽车中的应用问题。在尝试解决这一问题的过程中,本文针对道路网络综合信息的表达与储存,宏观路径规划,以及路径引导等关键技术,做出了一定的改进和创新。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U463.6

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴向华;蔡翔云;;加入交通转向信息的道路网络数据库的建立[J];安阳工学院学报;2006年03期
2 张连蓬,刘国林,江涛,李云岭,季民;GIS路径寻优的方向优先搜索法[J];测绘通报;2003年12期
3 陈俊勇;关于中国采用地心3维坐标系统的探讨[J];测绘学报;2003年04期
4 姜丽丽;城市导航地理数据库[J];测绘与空间地理信息;2005年05期
5 张可,刘小明,王笑京;车辆自动导航的路线优化系统研究[J];系统工程;2001年02期
6 覃振康;廖超明;何健;;北京54坐标系与西安80坐标系坐标转换方法探讨[J];南方国土资源;2007年09期
7 何睿;章坚武;;GPS电子地图坐标转换算法研究[J];火控雷达技术;2006年02期
8 陈艳艳;王东柱;;分布式车载导航系统路线优化有约束A~*算法[J];交通与计算机;2005年06期
9 田原嫄,崔高健,黄银花;智能汽车系统[J];机械;2004年12期
10 管欣,高振海,郭孔辉;驾驶员稳态预瞄动态校正假说[J];汽车工程;2003年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 陈华华;视觉导航关键技术研究:立体视觉和路径规划[D];浙江大学;2005年
2 张立存;汽车驾驶员控制行为统一决策模型的研究[D];吉林大学;2007年
3 张林;动态车辆导航系统车道级路径引导方法研究[D];吉林大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王雷杰;陀螺仪—全球定位的汽车组合导航算法的研究[D];吉林大学;2004年
2 张素民;基于GF-INS和GPS的汽车状态信息测试系统算法的研究[D];吉林大学;2006年
3 高鹏;动态限制搜索区域的带约束K则最优路径算法研究[D];吉林大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 田日才;黄佳;;GPS/GPRS车载监控终端的设计与实现[J];安防科技;2008年10期
2 程亚平;陈黎卿;;GPS系统在汽车系统中的应用[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年05期
3 杜雪峰;宋家友;;Postgre SQL在GPS车辆监控系统中的应用[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
4 杨林国;;基于GPS、BlueTooth及GPRS的新型车载终端定位导航系统的方案设计[J];安徽职业技术学院学报;2011年02期
5 胡干清;王继先;;农用自动引导车视觉导航的研究[J];安徽农学通报;2008年14期
6 夏锡全;王继先;杨海东;李兆文;;自动引导车作业平台的研制[J];安徽农业大学学报;2006年03期
7 程志雄;陈琛;陈华伟;张海峰;陈海鹏;;基于GIS的油田管网管理信息系统设计[J];安全;2009年09期
8 梁力予;任露凌;万艳华;;“基于LBS的社交网络”在城市公共空间管理与运营中的应用[J];信息安全与技术;2011年07期
9 辛忻;车辆的声音识别技术[J];鞍山科技大学学报;2004年02期
10 葛友刚;贾志绚;李捷;董永富;;基于ADAMS/Car的车辆频率响应仿真分析[J];辽宁科技大学学报;2012年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李韶华;杨绍普;路永婕;;三向轮胎力作用下路面的动力响应分析[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 魏道高;乔明侠;周福庚;吕召全;;汽车转向轮主销内倾角设计计算[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 陈玮;张利;张建军;;一种基于Internet的车辆远程监控系统[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
4 谢添卉;李武峰;柏德胜;崔宇;罗小英;;GIS在电动汽车充换电设施建设运行中的应用[A];第十四届中国科协年会第19分会场:电动汽车充放电技术研讨会论文集[C];2012年
5 吴义虎;宋丹丹;侯志祥;袁翔;;车辆横摆角速度的广义预测控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 刘大学;孙振平;赵汗青;李政;贺汉根;;自主车越野纵向控制器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 谌彤童;戴斌;宋金泽;周力;;自主泊车系统侧向分数阶控制器设计[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
8 ;A Floyd-like Algorithm for Optimization of Mix-Valued Logical Control Networks[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
9 ;An Efficient Route Computation Approach for Large Graphs[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
10 贾增本;解小华;连玺;刘通;;基于FPGA的汽车质心侧偏角估计器设计与实现[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 夏全喜;车载组合导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王春;基于VR/GIS一体化城市微观交通虚拟仿真系统的研究与应用[D];中国海洋大学;2010年
3 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
4 窦亚玲;基于直觉模糊集的多约束网络路由决策方法研究[D];华中科技大学;2010年
5 唐玉兰;伪布尔可满足性算法及其在FPGA布线中的研究应用[D];江南大学;2010年
6 陈宇;电容层析成像反问题求解及图像重建算法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 罗石;线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D];江苏大学;2010年
8 童伟;整体耦合式消扭悬架系统原理及其运动学和动力学研究[D];华南理工大学;2010年
9 冯辰;基于压缩感知的RSS室内定位系统的研究与实现[D];北京交通大学;2011年
10 王姝;名空间路由研究和源管理路由算法的分析与建模[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李超;基于手机浮动车的高速公路交通流监控系统研究与设计[D];山东科技大学;2010年
2 纪江涛;基于传感器网络的智能交通系统模型应用研究[D];山东科技大学;2010年
3 崔静怡;基于车载导航系统的大区域路径规划算法的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
4 邵晓路;蚁群群体智能网络可视化试验平台研制[D];浙江理工大学;2010年
5 全书鹏;智能交通中车流量预测与路径优化技术的研究[D];郑州大学;2010年
6 冯雪松;黑龙江省交通GIS综合管理系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 张文乾;基于GPS/DR和GSM的车辆定位导航系统设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 高春旭;长途客车监控调度系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 付宇辉;基于MEMS航位推算系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 于帅;基于图切的图像纹理合成与尺寸缩减[D];大连理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 史新宏,蔡伯根,穆建成;智能交通系统的发展[J];北方交通大学学报;2002年01期
2 付梦印,李杰,邓志红;一种适于车辆导航系统的快速地图匹配算法[J];北京理工大学学报;2005年03期
3 董因平;高速汽车车道偏离预警系统研究[J];长春理工大学学报;2004年01期
4 林强,李宏东,顾伟康;一种新颖实用的基于视觉导航的三维重建算法[J];传感技术学报;2003年04期
5 徐卫明,赵俊生;GPS测量坐标转换实用性问题的分析[J];测绘工程;2000年02期
6 谢彩香;林宗坚;刘召芹;刘峰;;GPS/DR/MM组合导航中的车辆定位精度研究[J];测绘科学;2006年01期
7 黄健熙,龙毅,郭利华;3维电子地图的实现及其应用技术初探[J];测绘通报;2002年07期
8 张文君;3D GIS中虚拟现实地图的构建[J];测绘通报;2002年07期
9 许谷声,罗成平,王解先,汪孔政;建立适合于车载导航系统的电子地图[J];测绘通报;1999年04期
10 王杰臣,毛海城,杨得志;图的节点-弧段联合结构表示法及其在GIS最优路径选取中的应用[J];测绘学报;2000年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 刘建军;;大地坐标转换成高斯-克吕格坐标的算法研究[A];中国航海学会船舶机电与通信导航专业委员会2002年学术年会论文集(通信导航分册)[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张可;车辆导航系统关键技术研究[D];北京工业大学;2001年
2 董因平;高速汽车车道偏离预警系统的算法研究[D];吉林大学;2004年
3 肖乾;多传感器组合导航系统信息融合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张立存;高速汽车弯道前方碰撞预警算法的研究[D];吉林大学;2004年
2 王雷杰;陀螺仪—全球定位的汽车组合导航算法的研究[D];吉林大学;2004年
3 李端勇;基于信息融合的组合导航系统研究[D];西北工业大学;2005年
4 张林;嵌入式车载信息装置研究[D];吉林大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 伍龙军;朱维兵;柳在鑫;;基于全局视觉的足球机器人路径规划方法[J];西华大学学报(自然科学版);2008年02期
2 汲万峰;姜礼平;朱建冲;孙钧正;;基于代价变换的无人飞机路径规划[J];火力与指挥控制;2011年01期
3 王玥;李东光;申强;;基于遗传算法的巡飞器路径规划[J];弹道学报;2007年03期
4 胡香玲;李宪章;冯浩;华亮;;一种新型机器人多自由度关节的路径规划方法[J];机电工程;2006年02期
5 王玥;冯顺山;;飞行器巡飞探测路径规划方法[J];北京理工大学学报;2007年03期
6 杜宇上;;基于正态密度函数的滚动窗口路径规划方法[J];科学技术与工程;2010年15期
7 伊连云;姚俊红;付莹莹;孙秀云;;基于自主视觉足球机器人路径规划的研究[J];机械工程与自动化;2006年02期
8 王玥;李东光;申强;;巡飞器攻击阶段弹道规划方法[J];北京理工大学学报;2008年01期
9 曲道奎;杜振军;徐殿国;徐方;;移动机器人路径规划方法研究[J];机器人;2008年02期
10 衣云龙;关颖;;基于Dijkstra算法的足球机器人的一种路径规划方法[J];沈阳工程学院学报(自然科学版);2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王学先;霍伟;;移动机器人路径跟踪的临时路径方法[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
2 朱磊;费敏锐;李佳骏;;Fira仿真足球机器人运动路径规划方法研究[A];2004中国机器人足球比赛暨学术研讨会论文集[C];2004年
3 顾新兴;孙燕朴;冯纯伯;;一种新的双机器人协调路径规划方法[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
4 王坤坤;尹怡欣;;基于一种改进PSO的移动机器人路径规划[A];2006年首届ICT大会信息、知识、智能及其转换理论第一次高峰论坛会议论文集[C];2006年
5 程拥强;;基于势场法的自主机器人的路径规划[A];马斯特杯2003年中国机器人大赛及研讨会论文集[C];2003年
6 邱雪娜;刘士荣;俞金寿;;完全遍历路径规划方法及其在清洁机器人中的应用[A];第二十三届中国控制会议论文集(下册)[C];2004年
7 刘国栋;吕福生;谢宏斌;;基于神经网络的移动机器人的路径规划研究[A];2003年中国智能自动化会议论文集(上册)[C];2003年
8 李贻斌;宋勇;荣学文;;基于神经网络的进化机器人路径规划方法[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第一分册)[C];2009年
9 李少逸;董慧颖;;移动机器人实时安全导航路径规划方法[A];马斯特杯2003年中国机器人大赛及研讨会论文集[C];2003年
10 于红斌;李孝安;;基于栅格法的快速路径规划[A];2004中国机器人足球比赛暨学术研讨会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘家麒;绿地优先规划方法[N];中国花卉报;2005年
2 ;智能汽车钥匙能禁开车打手机[N];新华每日电讯;2008年
3 ;关注智能汽车[N];科技日报;2000年
4 极品虫;智能汽车走入生活[N];中国电脑教育报;2004年
5 燕春;智能汽车离市场越来越近[N];中国商报;2000年
6 姚明;主要智能汽车技术扫描[N];中国汽车报;2004年
7 本报记者 王冀;新一代智能汽车系统的技术如何[N];中国汽车报;2004年
8 本报记者 齐东道;智能汽车贴上3G标签[N];哈尔滨日报;2010年
9 ;推动智能汽车的发展(二)[N];中国计算机报;2003年
10 记者 冯海波 通讯员 陈臣;高校学子比拼智能汽车[N];广东科技报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 史春雪;海底钴结壳采矿车路径规划主要技术研究[D];中南大学;2011年
2 辛江慧;探测车自适应障碍识别与路径规划研究[D];南京航空航天大学;2009年
3 周芳;蒸汽发生器检修机械手路径规划及控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 闫飞;面向复杂室外环境的移动机器人三维地图构建与路径规划[D];大连理工大学;2011年
5 曹江丽;水下机器人路径规划问题的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 李雄;飞行危险天气下的航班改航路径规划研究[D];南京航空航天大学;2009年
7 武心安;未知环境下自主式水下潜器路径规划问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 刘潮东;水下信号处理与航行器路径规划方法[D];西北工业大学;2006年
9 庄晓东;多移动机器人运动控制策略的强化学习研究[D];中国海洋大学;2005年
10 范红;智能机器人路径规划及避障的研究[D];浙江大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李科迪;智能汽车宏观路径规划方法研究[D];吉林大学;2011年
2 冯申珅;吸尘机器人非结构环境下自主路径规划方法的研究[D];浙江大学;2004年
3 李魁星;基于信息熵遗传算法的舰船导航路径规划技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 隋玲玲;复杂未知环境下机器人路径规划算法研究[D];复旦大学;2010年
5 王迎春;一种球形月球探测机器人的机构设计与路径规划研究[D];北京邮电大学;2010年
6 谷燕子;移动机器人路径规划技术研究[D];河南科技大学;2011年
7 王鹏;航空旅行路径规划问询系统的研究与实现[D];沈阳工业大学;2003年
8 彭展;基于快速扩展随机树的机器人路径规划算法仿真实验平台研究[D];中南大学;2004年
9 张晓丽;基于微分进化算法的机器人路径规划方法[D];大连理工大学;2006年
10 刘敏;融雪剂撒布车辆的路径规划问题研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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