无人驾驶车辆轨迹跟踪控制算法设计开题报告
2020-03-23 09:30:46
1. 研究目的与意义（文献综述）
一、选题的目的及意义
随着目前全球交通事故多发率及汽车保有量的不断増加，交通安全及拥堵问题日益严峻，使得构建智能交通系统的任务更加急迫。而无人驾驶车辆作为组建智能交通系统最为关键的环节之一，近年来更是成为各方关注的焦点[1]。智能汽车技术的发展不仅有助于提高汽车的安全性，舒适性和经济性能，减少交通事故数量，驾驶疲劳和能源浪费的情况发生，而且在工业制造，军事侦察，航空航天等领域无人驾驶有着广阔的发展空间和应用前景，已被世界各地广泛关注。因此，各国投入大量资源来研究智能汽车技术，包括动态路径规划和控制是智能汽车技术的关键部分，对研究智能汽车具有重要意义[2]。
无人驾驶汽车的发展方向主要是做到人与车、道路甚至设备之间的信息交互，它还会通过云端与其他车辆或者设备进行交互，提供高精准度的地图，同时使车辆保持原车道行驶，避免驶入错误车道，车辆之间的信息互通将更好地帮助智能交通，并且能更好地提高行车交通的效率。以后的驾驶生活和交通，甚至我们自己的生活都会有序和简单很多，人们不需要再随时盯着方向盘，也不需要独自应对紧急突发状况，甚至不需要白白增加这些不必要的驾驶时间。而无人驾驶正好为我们分担了一些不必要的劳动，简化了生活的同时还提高了生活的安全性和质量。另外，由于驾驶系统相较于人类驾驶员而言更加理性，在面对紧急情况时的处理会更加到位，不会犹豫惊慌而做出错误的判断，而且少了人类驾驶时的一些不必要情绪，路上的交通也会有序很多，堵车的情况想必可以得到缓解。因此，无人驾驶不仅能够使驾驶生活变得更安全，同时还能使道路交通变得更加有序。
2. 研究的基本内容与方案
本题目属设计类题目，无人驾驶车辆轨迹跟踪性能是其基础性能之一，轨迹跟踪误差需要控制在20cm以内，精度要求非常高。因此其控制算法相关研究一直是无人驾驶汽车领域的研究热点之一，特别是针对高速、复杂路面工况下，跟踪性能有待进一步突破。本题目的研究目的是通过matlab仿真、python代码实现的方式，设计一款满足校园内无人驾驶汽车低速行驶的轨迹跟踪控制算法。 具体研究内容包括：
（1） 了解车辆动力学及控制理论基础知识；
（2） 基于matlab、carsim平台，设计与仿真轨迹跟踪控制算法，验证所开发控制算法的可行性；
3. 研究计划与安排
| 周次（时间） | 工 作 内 容 |
| 2017.12.29-2018.1.6 | 学生在系统中填写选题志愿，指导老师和学生双选。 |
| 毕业设计预备周 2018.1.9-2018.1.13 | 教师确定指导人选，对未选好导师的学生进行调剂分配。确定选题志愿、校内搜集资料、消化资料。 |
| 1-2（2.22~3.4） | 赴校外实习、搜集设计资料，并整理实习日记、实习报告。 |
| 3（3.6~3.10） | 提交实习报告书。查阅参考文献，文献检索摘要。 |
| 4（3.13~3.20） | 学生提交文献检索摘要。撰写开题报告。并完成网上提交开题报告。整理论文提纲、设计概要。 |
| 5~ 6（3.20 ~ 3.31） | 进行外文翻译，并完成网上提交外文翻译译文。 |
| 7~ 8（4.3~ 4.14） | 绘图，撰写毕业设计说明书（设计类）或论文（研究类）。 |
| 9 ~ 11（4.17~ 5.5） | 撰写毕业设计说明书（设计类）或论文（研究类），绘图。 |
| 12（5.8 ~ 5.12） | 完成绘图，并完成网上提交毕业设计说明书 |
| 13（5.15 ~ 5.19） | 学生须书面提交答辩申请，并作答辩准备； |
| 14（5.22~ 5.26） | 教师网上完成审阅毕业设计说明书（设计类）或论文（研究类）和（图纸），院系审查确定学生答辩资格并于答辩前1~ 3日予以公示。 |
| 15（5.29~ 6.2） | 毕业设计公开答辩。 |
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 杜明博. 基于人类驾驶行为的无人驾驶车辆行为决策与运动规划方法研究[d].安徽：中国科学技术大学，2016.
[2] 郭达. 智能车避障路径动态规划和车体控制研究[d].陕西：长安大学， 2015.
[3] 孙银健. 基于模型预测控制的无人驾驶车辆轨迹跟踪控制算法研究[d].北京：北京理工大学，2015.
