自動駕駛汽車下匝道路徑優(yōu)化控制策略研究.pdf

1、隨著社會不斷進步，經(jīng)濟快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在突飛猛進，交通行業(yè)是典型的領(lǐng)域之一?，F(xiàn)階段的交通發(fā)展以實現(xiàn)智能交通系統(tǒng)為目標(biāo)，正逐漸從信息化步入智能化，朝著智慧化邁進。近年來，一系列先進的理念和技術(shù)用來解決交通擁堵、道路安全、能源消耗和環(huán)境污染等問題，自動駕駛汽車就是發(fā)展最迅速的代表?，F(xiàn)階段針對無人駕駛汽車的研究多集中在車輛制造技術(shù)，而對其在現(xiàn)實場景中的仿真研究，尤其是對高速公路下匝道過程的研究甚少。為此，本文依托國家自然科學(xué)基金項目“混入

2、自動駕駛汽車的高速公路交通流微觀建模與仿真方法研究”，以手動駕駛汽車下匝道行為研究和已有自動駕駛汽車實地試驗研究為基礎(chǔ)，建立自動駕駛汽車下匝道的交通流模型;提出自動駕駛汽車下匝道路徑優(yōu)化控制策略，運用計算機仿真手段，確定其最優(yōu)的下匝道路徑控制策略，為面向自動駕駛汽車的高速公路管理與控制提供前瞻性研究基礎(chǔ)。
　　首先，在把握自動駕駛汽車研發(fā)進展和實地試驗的基礎(chǔ)之上，對自動駕駛汽車跟車模型以及常規(guī)換道模型進行綜述，并且從宏觀和微觀兩個

3、層面分析了出口匝道交通流特性，同時根據(jù)自動駕駛汽車的環(huán)境感知系統(tǒng)確定其檢測半徑。
　　其次，建立自動駕駛汽車元胞自動機換道模型。本文選取Jiang提出的自適應(yīng)巡航控制模型作為自動駕駛汽車的跟車規(guī)則;在換道規(guī)則方面，分自由換道和強制換道。對于非下匝道車輛，引入冒險因子，建立自動駕駛汽車的自由換道模型;面向下匝道車輛的強制換道方面，將到達(dá)出口匝道前的強制換道全過程細(xì)分為自動采集數(shù)據(jù)、確定理論安全間距、實測間距優(yōu)劣排序、實測間距安全分類

4、和換道選擇與實行五個步驟，進而完成強制換道模型的構(gòu)建。
　　再次，以分級分段控制思想為指導(dǎo)，提出自動駕駛汽車下匝道路徑控制策略，分為階梯策略、全域策略和混合策略，建立靈活可變的仿真場景;同時確定策略評價的宏觀指標(biāo)和微觀指標(biāo)，形成最終的綜合成本評價模型。其中該模型參數(shù)的標(biāo)定采用專家打分法和層次分析法相結(jié)合。
　　最后，開展對自動駕駛汽車下匝道路徑優(yōu)化控制策略的仿真工作，并對其評價分析，主要包括交通流基本參數(shù)，平均行程時間以及包