收藏本站
《吉林大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

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】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20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
11 康亮;王建军;;基于偏微分方程的移动机器人路径规划[J];上海交通大学学报;2010年S1期
12 丁福光,付明玉,夏国清,施小成;自主式水下潜器分层递阶控制系统[J];船舶工程;1996年02期
13 钟建琳;Andrzej Maslowski;;制造环境中AGV运输子系统的路径规划[J];机械设计与制造;2010年02期
14 罗志凡;卢耀祖;张氢;卞永明;;一类自动引导小车的路径规划方法[J];中国工程机械学报;2004年04期
15 芮延年;蒋晓梅;刘鑫培;朱翚;刘开强;;基于蚁群算法AS-R移动式机器人路径规划的研究[J];机电工程技术;2006年09期
16 刘佶鑫;赵英凯;;元胞蚁群路径规划方法[J];机床与液压;2009年06期
17 杨妮娜;梁华为;王少平;;平行泊车的路径规划方法及其仿真研究[J];电子测量技术;2011年01期
18 曹立波;21世纪的智能汽车技术[J];科学启蒙;1999年05期
19 付宜利;靳保;王树国;曹政才;;未知环境下基于行为的机器人模糊路径规划方法[J];机械工程学报;2006年05期
20 刘作军;周立身;黄亚楼;杨鹏;;基于电路地图的移动机器人三维路径规划方法[J];河北工业大学学报;2006年06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
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978