商品描述
本書主要介紹融合路面附著系數(TRFC) 估測方法的智能軌跡規劃和跟蹤控制策略,以提高自動駕駛車輛在不同路面附著條件下的安全性和可靠性。考慮雙變道和單變道工況下的橫向動態響應, 本書首先建立了一個兩階段分層框架來高效地估測TRFC: 在 階段,創新性地設計了制動壓力脈沖序列, 以確定可靠估測TRFC 所需的 小脈沖壓力, 同時盡量減小對車輛運動的幹擾; 在第二階段, 提出了一種受限無跡卡爾曼濾波算法, 在提高估測精度同時實現快速收斂。針對路徑規劃問題, 開發了一種集成了TRFC 估測的軌跡規劃方案。構建了7 階多項式函數確保急動度的連續性, 並進一步設計了路面自適應加速度和速度自適應急動度約束, 並將其集成到規劃框架中, 以提高乘員的舒適性和操縱性。在控制策略方面, 通過綜合考慮成本函數中的輸出權重以及對輸出大小的約束, 提出了一種自適應的模型預測控制(MPC) 跟蹤方案, 僅需要參考路徑的橫向位置信息, 就可實現大範圍速度和多種TRFC 路面下變道路徑的跟蹤。另外, 基於反步法, 面向低速自動駕駛車輛, 設計了一種有趣的自適應控制增益, 同時解決了轉向飽和以及調參耗時的問題。在遵守輸入邊界的前提下, 提高了軌跡跟蹤能力。 本書可供從事自動駕駛技術研發工作的科研人員和工程技術人員參考, 也可作為高等學校自動化、車輛工程及相關專業教師、研究生和高年級本科生的教材或教學參考書。
作者簡介
胡鉅奇，畢業於加拿大康考迪亞大學，目前就職於安微大學人工智能學院
目錄大綱
前 言
常用符號表
章 概述/ 001
1. 1 引言/ 002
1. 2 研究現狀/ 004
1. 2. 1 TRFC：意義與實時估測/ 005
1. 2. 2 自動駕駛汽車軌跡規劃/ 007
1. 2. 3 自動駕駛汽車軌跡跟蹤/ 010
1. 3 本章小結/ 012
1. 4 本書布局/ 012
第2 章 基於車輛橫向動力學的TRFC 估計/ 015
2. 1 引言/ 016
2. 2 估計框架/ 017
2. 3 系統模型與估計算法/ 018
2. 3. 1 車輛模型/ 018
2. 3. 2 輪胎模型/ 019
2. 3. 3 轉向操作/ 020
2. 3. 4 車速估計/ 021
2. 3. 5 輪胎力估計/ 022
2. 3. 6 TRFC 估計/ 024
2. 4 仿真結果/ 025
2. 4. 1 DLC 機動時的TRFC 估計/ 027
2. 4. 2 SLC 機動時的TRFC 估計/ 034
2. 4. 3 討論與分析/ 038
2. 5 本章小結/ 039
第3 章 基於車輛縱向動力學的TRFC 估計/ 041
3. 1 引言/ 042
3. 2 估計方法與輪胎模型/ 043
3. 2. 1 估計方法概述/ 043
3. 2. 2 車輪動力學/ 044
3. 2. 3 輪胎模型/ 045
3. 3 車輛機動設計/ 046
3. 3. 1 基於TRFC 估計的制動脈沖設計/ 047
3. 3. 2 理想制動脈沖幅度的確定/ 048
3. 3. 3 階段和第二階段的關系/ 052
3. 4 制動力估計/ 052
3. 5 TRFC 估計算法/ 054
3. 5. 1 CUKF 算法設計/ 054
3. 5. 2 新終止條件/ 057
3. 6 仿真結果與討論/ 057
3. 6. 1 高摩擦路面/ 058
3. 6. 2 中摩擦路面/ 059
3. 6. 3 低摩擦路面/ 061
3. 6. 4 車輛運動幹擾的分析/ 061
3. 7 估計方法敏感度分析/ 063
3. 8 本章小結/ 067
第4 章 自動駕駛汽車自適應變道軌跡規劃/ 069
4. 1 引言/ 070
4. 2 自動換道的舒適性標準/ 072
4. 2. 1 加速度和急動度標準/ 072
4. 2. 2 人類駕駛員的變道特征/ 073
4. 3 自動變道規劃方案/ 074
4. 3. 1 七階多項式軌跡/ 074
4. 3. 2 安全約束/ 075
4. 3. 3 舒適約束/ 077
4. 3. 4 軌跡規劃流程/ 082
4. 4 仿真與結果分析/ 083
4. 4. 1 軌跡規劃仿真/ 083
4. 4. 2 實現與仿真評估/ 088
4. 5 試驗結果/ 092
4. 5. 1 試驗平臺描述/ 092
4. 5. 2 QCar 測試結果/ 093
4. 6 本章小結/ 094
第5 章 基於MPC 的自動駕駛汽車變道軌跡跟蹤/ 097
5. 1 引言/ 098
5. 2 DLC 軌跡規劃/ 099
5. 3 DLC 軌跡跟蹤控制器設計/ 101
5. 3. 1 車輛動力學模型/ 101
5. 3. 2 MPC 控制器設計/ 102
5. 3. 3 代價函數中的自適應權值/ 105
5. 4 仿真結果/ 106
5. 4. 1 高摩擦路面/ 106
5. 4. 2 低摩擦路面/ 108
5. 5 本章小結/ 108
第6 章 考慮輸入約束的低速自動駕駛汽車自適應軌跡跟蹤/ 109
6. 1 引言/ 110
6. 1. 1 自行車運動學模型/ 111
6. 1. 2 位姿誤差/ 112
6. 1. 3 問題描述/ 113
6. 2 自適應跟蹤控制方案/ 113
6. 2. 1 無輸入約束的反步控制方案/ 114
6. 2. 2 自適應增益和輸入約束/ 116
6. 3 仿真結果/ 121
6. 4 試驗結果/ 123
6. 4. 1 初始條件設置/ 124
6. 4. 2 QCar 測試結果/ 124
6. 5 本章小結/ 128
第7 章 未來展望/ 129
7. 1 本書主要貢獻和亮點/ 130
7. 2 本書主要結論/ 131
7. 3 對未來研究的建議/ 132
附錄 常用縮寫詞/ 134
參考文獻/ 136
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