道路的安全行駛路線(5)

1、道路的安全行駛路線摘要本文研究了汽車行駛安全，最短時(shí)間問(wèn)題，為繪出路線圖，兼顧安全行駛的情況下找到最短路線，運(yùn)用插值、規(guī)劃等方法，建立了插值擬合模型、規(guī)劃模型，得到了由A到B的最短時(shí)間，并給出了安全行駛路線。對(duì)于問(wèn)題一，針對(duì)補(bǔ)全道路的問(wèn)題，本文采用三次樣條曲線插值的方法補(bǔ)全了道路的另一條邊。首先通過(guò)matlab軟件讀圖，統(tǒng)一數(shù)據(jù)后取出路線上若干個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過(guò)三次樣條曲線插值，得到出原路線在模擬坐標(biāo)系下的函數(shù)以及其導(dǎo)數(shù)，然后將這若干

2、個(gè)點(diǎn)沿著其法線方向平移3個(gè)像素單位，得到新的點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，再次利用三次樣條曲線插值，即可得到道路的另外一條邊的連續(xù)曲線，很好的繪出了道路的另一條邊。對(duì)于問(wèn)題二，本文針對(duì)給出行車安全行駛路線的問(wèn)題，兼顧彎極限速度、曲率半徑等因素，建立了優(yōu)化模型，解決了汽車由A到B最短時(shí)間問(wèn)題。首先假設(shè)該道路為雙向8車道，汽車由直道進(jìn)入彎道前有加速減速緩沖區(qū)域，由曲線積分可以算出總道路長(zhǎng)、彎道道路長(zhǎng)。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以算出加速減速緩沖區(qū)域長(zhǎng)度和緩沖時(shí)間，而對(duì)

3、于單向4條車道的三處不同彎道具有不同的長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)彎速度，由曲率半徑與轉(zhuǎn)彎速度的關(guān)系計(jì)算出汽車在不同彎道不同車道的最大轉(zhuǎn)彎速度，采用規(guī)劃的方法，建立優(yōu)化模型，在保證車速安全的條件下可得到汽車在不同車道過(guò)不同彎道處的時(shí)間的最小值，在得到汽車通過(guò)直線和緩沖區(qū)域的時(shí)間的前提下，可得到三處時(shí)間的總和即最短時(shí)間為899.917秒。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞插值擬合模型三次樣條曲線插值曲率半徑與速度優(yōu)化模型2文件的數(shù)據(jù)是從下到上，從左到右讀取的，每個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的y值都是

4、隨x值連續(xù)變化的，為了提高精度，本文采用三次樣條曲線插值確定路線的函數(shù)表達(dá)式和導(dǎo)函數(shù)，將這若干個(gè)點(diǎn)沿著其法線方向平移3個(gè)像素單位，得到若干個(gè)新的坐標(biāo)點(diǎn)，再次利用三次樣條插值，描出新的連續(xù)曲線，則該連續(xù)曲線即為道路的另一條邊。對(duì)于問(wèn)題二，30米的車道是雙向8車道，將道路分為直道，緩沖區(qū)域，彎道。本文建立了優(yōu)化模型，在保證安全的條件下，由曲率半徑和速度的關(guān)系算出汽車在不同車道不同彎道上行駛時(shí)的最大安全速度，根據(jù)曲線積分算出每條道路的長(zhǎng)度，由

5、速度與路程的關(guān)系分別計(jì)算出汽車在不同彎道上的最短時(shí)間，結(jié)合汽車在直道和緩沖區(qū)的行駛時(shí)間，從而解決了所求的最短安全行駛路線的問(wèn)題。三、三、模型假設(shè)模型假設(shè)1.假設(shè)該道路為雙向8車道；2.在直線道路和部分彎道汽車能保持勻速行駛；3.道路上只有一輛汽車在行駛；4.汽車在直線部分勻速的速度為120；kmh5.汽車在加速和減速階段都以最大加速度制動(dòng)；6.汽車型號(hào)為奧迪A62.0L型轎車；7.忽略汽車在變道過(guò)程中的時(shí)間；四、符號(hào)說(shuō)明四、符號(hào)說(shuō)明：第