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矿用无人运输车辆轨迹跟踪控制算法研究 被引量：1
1
作者 张博 周彬 +4 位作者 夏启 丁能根 杜宇飞 董陆军 张伟 《汽车工程学报》 2024年第2期168-180,共13页
矿用无人运输车辆作业环境恶劣,存在大曲率弯道、坡道等非结构化道路明显特征,对无人化运输控制要求高。为改善PID等传统控制算法适应性问题,提高无人驾驶轨迹跟踪的车辆横纵向控制精度,提出一种纯跟踪与PID结合的多点预瞄横向控制、考... 矿用无人运输车辆作业环境恶劣,存在大曲率弯道、坡道等非结构化道路明显特征,对无人化运输控制要求高。为改善PID等传统控制算法适应性问题,提高无人驾驶轨迹跟踪的车辆横纵向控制精度,提出一种纯跟踪与PID结合的多点预瞄横向控制、考虑模糊控制表参数拟合的纵向控制方法,减少控制参数的同时提高算法效果。根据传统控制算法设计基础控制器,结合基础算法优势进行横向与纵向控制算法设计,通过硬件在环仿真和实车测试验证算法的性能。试验结果表明,横向控制算法与斯坦利算法相比,车辆路径跟踪精度有明显改善,纵向控制方面,速度跟随误差<1 km/h,保证了车辆驾驶时的平稳性与舒适性。 展开更多
关键词 无人驾驶 轨迹跟踪控制 大型矿车 非结构化道路
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基于神经网络的车辆强制换道预测模型 被引量：6
2
作者 崔洁茗 余贵珍 +3 位作者 周彬 李存金 马继伟 徐国艳 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期890-897,共8页
针对高速公路上车辆行驶速度快,换道行为危险程度高的问题,聚焦于不可避免、发生频繁、一旦发生事故后果严重的强制换道行为,改进基于门控循环单元(GRU)的换道模型,对强制换道行为进行分析与预测。为保证模型的有效性,选取下一代仿真技... 针对高速公路上车辆行驶速度快,换道行为危险程度高的问题,聚焦于不可避免、发生频繁、一旦发生事故后果严重的强制换道行为,改进基于门控循环单元(GRU)的换道模型,对强制换道行为进行分析与预测。为保证模型的有效性,选取下一代仿真技术(NGSIM)数据作为模型的训练集与检测集,使用侧向加速度将车辆侧向摆动数据有效删除并得到强制换道的最迟换道点,进而实现车辆位置与换道决策的预测。实验结果证明,所提模型能够以96.01%的准确率判定车辆在最迟换道点的强制换道行为,相较于LSTM模型准确率提升了3.67%,同时相较于朴素贝叶斯网络准确率提高了7.31%。 展开更多
关键词 强制换道行为 神经网络 换道决策 侧向加速度 门控循环单元(GRU)
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面向非结构化道路场景的车辆全局速度规划 被引量：1
3
作者 李涵 余贵珍 +4 位作者 周彬 张煜笛 张叶婧 欧阳东哲 田江涛 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期319-328,共10页
为实现智能网联车辆在复杂非结构化道路场景下行驶速度规划,该文提出了一种基于分段匀加速模型的车辆全局速度规划方法。以驾驶安全平稳性为原则分析车辆动力学特性,计算侧翻与侧滑临界车速作为非结构道路上各路径点的极限行驶速度;设... 为实现智能网联车辆在复杂非结构化道路场景下行驶速度规划,该文提出了一种基于分段匀加速模型的车辆全局速度规划方法。以驾驶安全平稳性为原则分析车辆动力学特性,计算侧翻与侧滑临界车速作为非结构道路上各路径点的极限行驶速度;设计分段匀加速模型建立全局速度规划问题,构建考虑效率、平稳性及能耗的综合损失函数,考虑非结构化道路的坡度曲率连续变化,设计车辆速度、加速度及加加速度变量边界来约束决策变量;结合重型电动车辆制动能量回收功能,针对性提出非结构化道路场景下电动车辆速度规划模型,并通过仿真对方法进行验证。结果表明:主车的加速度范围稳定在-1.0~1.0 m/s^(2),加加速度范围稳定在-0.5~0.8 m/s^(3);相比于基于动态规划的速度规划,所提出的速度规划算法保证车辆行驶平稳性的同时,减少了车辆控制输入,0.8 s的计算时间可满足无人驾驶车载设备实时计算需求;将提出的算法应用于无人矿卡实车,车辆行驶平稳,最大加加速度不超过0.45m/s^(3)。 展开更多
关键词 非结构化道路 速度规划 无人驾驶 运动规划
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基于PPO的移动平台自主导航 被引量：2
4
作者 徐国艳 熊绎维 +1 位作者 周彬 陈冠宏 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2138-2145,共8页
为解决强化学习算法在自主导航任务中动作输出不连续、训练收敛困难等问题,提出了一种基于近似策略优化(PPO)算法的移动平台自主导航方法。在PPO算法的基础上设计了基于正态分布的动作策略函数,解决了移动平台整车线速度和横摆角速度的... 为解决强化学习算法在自主导航任务中动作输出不连续、训练收敛困难等问题,提出了一种基于近似策略优化(PPO)算法的移动平台自主导航方法。在PPO算法的基础上设计了基于正态分布的动作策略函数,解决了移动平台整车线速度和横摆角速度的输出动作连续性问题。设计了一种改进的人工势场算法作为自身位置评价,有效提高强化学习模型在自主导航场景中的收敛速度。针对导航场景设计了模型的网络框架和奖励函数,并在Gazebo仿真环境中进行模型训练,结果表明,引入自身位置评价的模型收敛速度明显提高。将收敛模型移植入真实环境中,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 近似策略优化算法 移动平台 自主导航 强化学习 人工势场
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矿用货车自动驾驶条件下侧翻安全分析与极限参数研究 被引量：2
5
作者 夏启 王舒楠 +2 位作者 齐连军 褚立庆 徐振博 《汽车工程学报》 2022年第1期23-32,共10页
为防止自动驾驶条件下矿用货车发生侧翻,对依靠规划控制层实现侧翻事故的主动预防方法进行研究。针对该问题先建立矿用货车侧倾数学模型,推导静态稳定因子(Static Stability Factor,SSF)与车辆侧倾稳定极限(Roll Stability Limit,RSL)... 为防止自动驾驶条件下矿用货车发生侧翻,对依靠规划控制层实现侧翻事故的主动预防方法进行研究。针对该问题先建立矿用货车侧倾数学模型,推导静态稳定因子(Static Stability Factor,SSF)与车辆侧倾稳定极限(Roll Stability Limit,RSL)公式。利用TruckSim仿真软件完成水平路面10%横坡的阶跃转向与Fishhook转向试验,比较SSF值和RSL值对侧翻的预警效果。在此基础上,采用车辆二自由度模型估算出转弯半径,结合RSL值中的最大侧向加速度推导出极限车速公式。引入动态调节因子,得出自动驾驶矿用货车行驶的车速阈值。结果表明,考虑车辆侧翻临界参数条件,对自动驾驶系统规划控制层输出的期望车速进行限制,能有效提升自动驾驶矿用货车的行驶安全性。 展开更多
关键词 矿用货车 侧翻安全分析 侧倾极限参数 TruckSim 自动驾驶
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