收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

城市环境下无人驾驶车辆决策系统研究

陈佳佳  
【摘要】:随着计算机科学和机器人技术的发展,无人驾驶车辆在军事、民用和科学研究等诸多方面得到了广泛的应用,它集中了结构学、电子学、控制论和人工智能等多学科的最新研究成果,具有广阔的应用前景。 对于无人驾驶车辆来说,智能决策是其关键组成部分,是研究的热点之一。在城区环境中,由于驾驶场景复杂多变,交通参与者的行为难以预测,无法采用一个标准、统一的决策模型进行描述。为了解决城区复杂环境下无人驾驶车辆的决策、规划问题,本文通过学习人类驾驶员复杂场景下的决策过程,提出了一种新的驾驶行为决策模型的建立方法,并在此基础上,完成了无人车的运动规划。具体的研究内容如下所示: 1)介绍了无人驾驶车辆的研究意义,了解了无人驾驶车辆的国内外研究现状,调研了移动机器人智能决策及运动规划方法,分析比较了国外无人驾驶车辆决策系统的实现方式,对城市典型交通状况进行了描述和总结。基于驾驶员的任务需求以及其对车辆的决策过程及行为方式,提出了无人驾驶车辆在城市道路中进行决策规划的关键问题,明确了决策系统的设计准则。随后介绍了“智能先锋Ⅱ”无人驾驶车辆平台的各个组成模块,阐述了平台的工作原理及协作方式。基于决策系统时间和空间上的多分辨率的特点,设计了三层模块化决策系统框架,满足决策系统的实时性、自适应性和鲁棒性要求。 2)针对不同的驾驶环境及人类驾驶员的驾驶行为特征,采用层次有限状态机的方法建立城区环境下无人驾驶车辆行为决策模块。对驾驶员的复杂行为进行抽象和分解,并把分解所得的原子行为作为状态机的底层状态集合。同时,基于人类驾驶员复杂场景下的决策过程,提出了一种基于多属性决策方法的驾驶行为决策模型,抽取行驶过程中驾驶员关注的相关属性,判断和评价并获取最终驾驶行为模式,使得行为决策模式符合人类驾驶员的思维过程,解决了城市复杂交通场景下无人驾驶车辆的类人决策问题。设计了一种基于层次分析法——熵权法的驾驶行为矩阵赋权方法,建立基于驾驶经验与客观数据的权重体系,减弱主观随意性对决策结果的干扰,并且减少因样本数据不足带来的熵值法不准确的问题。结合TOPSIS优选和灰色关联分析两种方法,构建一种新的驾驶行为灰色理想值逼近模型,进行决策评判,使得被选方案不仅在空间位置上与最优方案较为接近,同时,其形状也贴近于最优方案,保证了所选驾驶行为的最优性。 3)研究基于径向基函数神经网络的运动规划方法。首先对城区环境中运动规划算法的设计原则进行了分析,明确了运动规划的难点。针对非结构化道路特征不明显,环境不可预测的特点,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络的运动规划方法,通过随机提取可行驶区域内的离散参考点,采用正则化网络对数据做逼近处理,并以一种带遗忘因子的单输出RBF网络学习方法——梯度下降法对网络参数进行学习。生成的轨迹能够对任意道路形状进行拟合,并且满足车辆运动特性的约束。此外由于RBF网络是一种局部逼近网络,具有学习速度快的优点,对于动态变化的环境能够快速响应,满足车辆规划系统的实时性要求。 最后,本文基于城区真实道路环境,在“智能先锋Ⅱ”无人驾驶车辆平台上进行了实验,结果验证了决策系统设计方法的正确性和有效性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 林一平;无人驾驶技术探秘[J];交通与运输;2003年03期
2 ;日本无人驾驶艇开始试航[J];机电设备;2000年05期
3 季永青;实现“无人驾驶台”的可行性分析[J];浙江交通职业技术学院学报;2002年04期
4 ;“无人驾驶”列车[J];铁道标准设计;2003年S1期
5 ;洛-马公司为美开发新一代高空无人驾驶飞艇[J];机器人技术与应用;2003年06期
6 庾晋;美军无人驾驶车辆点滴[J];汽车运用;2003年10期
7 ;英国:无人驾驶的出租车[J];安全与健康;2004年16期
8 zhanking;无人驾驶时代[J];世界汽车;2005年08期
9 ;红旗无人驾驶轿车亮相[J];中国招标;2006年51期
10 ;美华裔科学家研发无人驾驶公交车[J];发明与创新(综合版);2008年10期
11 朱华;;无人驾驶车试制成功[J];今日科苑;2011年18期
12 任禾;;无人驾驶[J];中国经济和信息化;2013年12期
13 洁茹;;列车将实现无人驾驶[J];技术经济信息;1992年12期
14 殷前根;美空军研究“隐形”无人驾驶轰炸机[J];制导与引信;1995年01期
15 楼进;无人驾驶集装箱运输系统[J];集装箱化;1995年03期
16 丁俊武;轿车用智能半自主系统无人驾驶技术的希望[J];机器人技术与应用;1997年06期
17 蓝梦;自动高速公路与无人驾驶电脑汽车[J];交通与运输;1997年06期
18 蓝梦;自动高速公路与无人驾驶电脑汽车[J];世界汽车;1998年05期
19 贾祝广;孙效玉;王斌;张维国;;无人驾驶技术研究及展望[J];矿业装备;2014年05期
20 青竹;;无人驾驶 不只是技术[J];汽车纵横;2014年07期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 王当利;;无人驾驶船舶的发展途径[A];中国航海学会内河船舶驾驶专业委员会学术年会论文集[C];2004年
2 李振宇;;基于Boids群聚模型的无人驾驶机群[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
3 蒋苹;罗亚辉;孙松林;谢方平;肖明涛;;机滚船遥控驾驶系统的研究[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
4 朱建坤;徐友春;李永乐;赵玉璠;曾献斌;;军用无人驾驶车辆转向系统硬件在环仿真试验台设计[A];走中国特色农业机械化道路——中国农业机械学会2008年学术年会论文集(上册)[C];2008年
5 孙涤清;佟首峰;周玮;;民用数码相机用于无人飞艇航拍的分析与试验[A];2011年中国浮空器大会论文集[C];2011年
6 郑蕊兴;赵秀峰;;自动电瓶牵引车[A];中国机械工程学会物料搬运学会第二届年会论文集(二)--运输机械工业车辆[C];1984年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 辛煜;无人驾驶车辆运动障碍物检测、预测和避撞方法研究[D];中国科学技术大学;2014年
2 陈佳佳;城市环境下无人驾驶车辆决策系统研究[D];中国科学技术大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 祝天健;基于图的无人驾驶车即时定位与地图构建[D];大连理工大学;2013年
2 王倩;野生动物园无人驾驶自动观光车应用设计[D];成都理工大学;2009年
3 肖已达;面向城区综合环境的无人驾驶车辆平台及关键技术研究[D];上海交通大学;2013年
4 陈佳;无人驾驶救助船路径规划算法的研究[D];武汉理工大学;2013年
5 夏永峰;无人驾驶电动车的底层控制系统设计与实现[D];上海交通大学;2007年
6 陈大玲;无人驾驶航拍飞机控制系统设计[D];西南交通大学;2011年
7 马天力;无人驾驶智能车的运动稳定性研究[D];西安工业大学;2013年
8 宋洁;无人驾驶智能车路径引导的研究[D];西安工业大学;2013年
9 刘子辉;军用无人驾驶车辆非结构化道路识别方法研究[D];吉林大学;2007年
10 郭俊杰;无人驾驶车GPS自主导航系统设计与实现[D];长安大学;2014年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 付丽丽;无人驾驶车:何时驶入百姓家[N];科技日报;2012年
2 本报记者 马龙 周飞亚;无人驾驶,并不遥远[N];人民日报;2012年
3 本报记者 郭平 整理;无人驾驶改变未来[N];计算机世界;2013年
4 记者 李琴;无人驾驶船舶:来日可期[N];中国船舶报;2014年
5 编译 江鑫;无人驾驶巴士会自动排队[N];北京科技报;2005年
6 董超;英测试无人驾驶客机,将比有人驾驶更安全[N];新华每日电讯;2007年
7 记者 崔国玺;无人驾驶海上探测船研制成功[N];中国经济导报;2008年
8 国防科技大学 全方;国外无人驾驶车辆研究现状[N];解放军报;2000年
9 早报记者 俞凯 李继成;2号线10号线将逐步无人驾驶[N];东方早报;2010年
10 记者 刘欢;昌平线率先尝试无人驾驶[N];北京日报;2010年
 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