高速公路环境中自主驾驶车辆运动规划与控制
| 前言 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第16-26页 |
| 1.1 课题背景 | 第16-19页 |
| 1.2 自主车辆关键技术分析 | 第19-24页 |
| 1.2.1 感知系统 | 第19-21页 |
| 1.2.2 规划与控制系统 | 第21-24页 |
| 1.3 目前存在的问题 | 第24-25页 |
| 1.4 本文研究内容 | 第25-26页 |
| 第2章 预备知识 | 第26-38页 |
| 2.1 刚体的一般运动 | 第26-30页 |
| 2.1.1 欧拉角、欧拉运动学方程 | 第27-29页 |
| 2.1.2 刚体的一般运动 | 第29-30页 |
| 2.2 平坦系统的OCP问题与NLP问题 | 第30-33页 |
| 2.2.1 平坦系统 | 第30-31页 |
| 2.2.2 OCP问题转化为NLP问题 | 第31-33页 |
| 2.3 轮胎动力学 | 第33-36页 |
| 2.3.1 统一指数轮胎模型基本参数 | 第33-34页 |
| 2.3.2 稳态纵滑-侧偏联合工况模型 | 第34-36页 |
| 2.4 汽车失稳原因探讨 | 第36-38页 |
| 第3章 14自由度车辆动力学模型 | 第38-65页 |
| 3.1 引言 | 第38-39页 |
| 3.2 传动系统、制动系统以及转向系统模型 | 第39-40页 |
| 3.2.1 传动系统模型 | 第39页 |
| 3.2.2 制动系统模型 | 第39-40页 |
| 3.2.3 转向系统模型 | 第40页 |
| 3.3 车身与悬架动力学模型 | 第40-49页 |
| 3.3.1 车辆几何参数及受力分析 | 第40页 |
| 3.3.2 车身动力学模型 | 第40-47页 |
| 3.3.3 悬架系统模型 | 第47-49页 |
| 3.4 模型的耦合与链接 | 第49-58页 |
| 3.4.1 悬架和车身结合点受力分析 | 第49-50页 |
| 3.4.2 悬架模型与车身模型的耦合 | 第50-55页 |
| 3.4.3 悬架系统模型与轮胎模型的链接 | 第55-58页 |
| 3.5 参数获取与模型验证 | 第58-64页 |
| 3.5.1 方向盘角脉冲及角阶跃试验 | 第59页 |
| 3.5.2 中心区操纵性试验 | 第59-61页 |
| 3.5.3 稳态圆周试验 | 第61-64页 |
| 3.6 本章小结 | 第64-65页 |
| 第4章 给定路径函数情况下车辆轨迹规划 | 第65-78页 |
| 4.1 引言 | 第65页 |
| 4.2 状态及输入的平坦输出表示 | 第65-68页 |
| 4.3 约束及性能指标函数的平坦输出表示 | 第68-71页 |
| 4.3.1 侧向及纵向加速度约束 | 第68-69页 |
| 4.3.2 性能指标的平坦输出表示 | 第69-71页 |
| 4.4 仿真分析 | 第71-76页 |
| 4.4.1 给定半圆路径函数 | 第72-74页 |
| 4.4.2 给定正弦路径函数 | 第74-76页 |
| 4.5 本章小结 | 第76-78页 |
| 第5章 高速公路中车辆滚动优化控制 | 第78-95页 |
| 5.1 引言 | 第78页 |
| 5.2 给定路径预瞄点情况下车辆的路径跟踪控制 | 第78-84页 |
| 5.2.1 基于微分平坦的MPC方法描述 | 第79-80页 |
| 5.2.2 状态及输入的平坦输出表示 | 第80-82页 |
| 5.2.3 约束及性能指标 | 第82-83页 |
| 5.2.4 仿真分析 | 第83-84页 |
| 5.3 结构化环境描述 | 第84-88页 |
| 5.3.1 车道环境描述 | 第86-87页 |
| 5.3.2 车道安全性与可用性描述 | 第87-88页 |
| 5.4 高速公路环境下自主驾驶策略 | 第88-94页 |
| 5.4.1 车辆巡航算法 | 第89-90页 |
| 5.4.2 车辆并线算法 | 第90页 |
| 5.4.3 制动算法 | 第90-91页 |
| 5.4.4 结构化环境中自主驾驶策略 | 第91-92页 |
| 5.4.5 仿真分析 | 第92-94页 |
| 5.5 本章小结 | 第94-95页 |
| 第6章 爆胎车辆的操作策略及其控制 | 第95-106页 |
| 6.1 引言 | 第95页 |
| 6.2 爆胎车辆安全评价指标及措施 | 第95-100页 |
| 6.2.1 爆胎后车辆运动特性分析 | 第95-96页 |
| 6.2.2 爆胎车辆安全行驶评价指标 | 第96-98页 |
| 6.2.3 制动对爆胎车辆安全的影响 | 第98-100页 |
| 6.3 爆胎车辆的运动控制 | 第100-104页 |
| 6.3.1 爆胎车辆动力学模型 | 第100-102页 |
| 6.3.2 爆胎车辆模型的平坦输出表示 | 第102-103页 |
| 6.3.3 约束及性能指标 | 第103页 |
| 6.3.4 仿真分析 | 第103-104页 |
| 6.4 本章小结 | 第104-106页 |
| 第7章 全文总结 | 第106-108页 |
| 附录A 统一指数轮胎模型参数 | 第108-110页 |
| 附录B 魔术公式轮胎模型 | 第110-113页 |
| 附录C 车辆运动学模型及简化动力学模型 | 第113-120页 |
| C.1 车辆的运动学模型 | 第113-115页 |
| C.1.1 车辆低速行驶的简化运动学模型 | 第113-114页 |
| C.1.2 车辆正常速度行驶的一般运动学模型 | 第114-115页 |
| C.2 车辆平面运动的动力学模型 | 第115-120页 |
| C.2.1 车辆"自行车"模型 | 第117-120页 |
| 参考文献 | 第120-132页 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 | 第132-133页 |
| 致谢 | 第133页 |
