基于BP神经网络和树莓派的自主驾驶车设计

随着传感器技术和人工智能技术的快速发展,无人驾驶车研究已成为当前机器人领域的研究热点.无人驾驶车利用树莓派作为主控核心设计,以CMOS摄像头作为道路和红绿灯图像采集模块,以直流减速电机和L298N芯片作为驱动模块,根据道路情况利用BP神经网络算法实现车道线的识别,并通过AdaBoost级联分类器对道路红绿灯进行判别,从而实现道路和红绿灯的自动识别和自主驾驶.

户外叉车自主驾驶的漫长道路

近四年来,欧洲最大的叉车制造商林德物料搬运公司和阿莎芬堡市TH工程技术大学一直努力在名为KAnIS的项目中通力合作。而KAnIS的全称则是“自主合作的内部物流系统”。现在,项目参与者第一次在叉车制造商的测试现场看到了合作项目的全貌。我曾多次从维尔茨堡编辑部沿美因河到达阿莎芬堡,到整个欧洲技术领先的叉车制造商林德物料搬运有限公司(以下简称:林德)那里,但没有一次像今天这样兴奋。

盾构法隧道施工地表变形阶段控制目标规划及其在盾构自主驾驶中的应用

为降低阶段地表变形目标设定中对施工人员经验依赖程度,提高盾构施工的安全性和效率,提出一种科学、有效的地表变形阶段目标规划方法。首先,对不同地质条件下各阶段地表变形量与盾构掘进效率和周边环境的关系进行分析;然后,采用机器学习方法建立盾构掘进效率评估模型和最终地表变形预测模型;最后,基于预测结果综合考虑推进效率、环境扰动和施工成本,得到工程综合效益评价,并应用粒子群优化算法计算得到各阶段地表变形控制值,以实现最优综合效益。该模型已被内置在“智驭号”盾构自主掘进控制系统中,并应用于南京地铁5号线隧道工程。工程应用结果表明,该模型通过对地表变形阶段控制目标的优化,有效提升了自主驾驶盾构施工的安全性和高效性。

地下金属矿铲运机自主驾驶系统设计

针对地下金属矿铲运机自主行驶控制问题,提出了一种适用于短距离矿石运输工作环境的铲运机自主控制方法。首先,基于对铲运机车辆结构的分析,多维度对比了不同操作方式的铲运机系统;然后,利用工业以太网、智能控制器和多线激光雷达搭建了铲运机自主驾驶系统;最后,提出了铲运机自主驾驶融合控制方法。该方法采用分段控制策略,在采场穿脉及放矿穿脉内采用“低速高稳定性”车辆控制模型,在运输大巷内采用“高速高效率”车辆控制模型。在此基础上,搭建了试验仿真平台。试验结果表明:所提出的控制方法可以保证铲运机井下工作的稳定性和矿石运输效率,可为地下金属矿铲运机自主驾驶提供有益参考。

基于MPC的地下铲运机自主驾驶控制研究

随着矿山开采工作的不断深入,操作工人的工作强度和安全风险不断提高,地下铲运机自主驾驶系统可有效缓解这一现象,全局路径规划和轨迹跟踪是解决这一问题的关键技术。对于全局路径规划问题,建立地下铲运机的行驶环境栅格地图,并基于改进遗传算法进行全局路径规划,获得适应地下铲运机行驶的最优全局路径。对于轨迹跟踪,基于地下铲运机的运动学模型,采用模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)设计路径跟踪控制器。通过MATLAB/Simulink仿真分析,可以规划出适合地下铲运机行驶的最优全局路径,并在路径跟踪控制器的控制下,地下铲运机能有效跟踪规划出的路径,跟踪误差控制在0.2 m以内,可以实现地下铲运机的自主驾驶。

自主驾驶车辆紧急避障的路径规划与轨迹跟踪控制

为减少道路突发事故,提高车辆通行效率,需要研究车辆的紧急避障以实现自主驾驶。基于车辆点质量模型,设计了非线性模型预测控制(MPC)路径规划器;基于车辆动力学模型,设计了线性时变MPC轨迹跟踪器。在路径规划层引入避障功能函数,通过车辆与障碍物的距离调节函数值大小,综合避障函数权重和路径偏差权重,规划出一条既能避开障碍物又使路径偏差最小的临时轨迹。在轨迹跟踪层,利用该临时轨迹和航向角偏差作为车辆主动转向控制参考量,将线性时变MPC优化问题转化为二次规划问题,计算满足车辆动力学约束的前轮转向角最优解。结果表明:所设计的双层MPC紧急避障控制策略对低速(60 km/h)、中速(80 km/h)、高速(100 km/h)行驶车辆有很强的适应性,高速行驶时最大质心侧偏角不超过1.0°,最大航向角偏差不超过2.5°,车辆横向稳定性良好,随着车速增大,车辆避障响应时刻提前;在多车连续避障场景中,自主驾驶车辆的质心侧偏角和航向角偏差均能控制在较小范围内,在多目标连续避障的路径规划和轨迹跟踪问题上同样具有很好的控制效果。

智能车辆的自主驾驶与辅助导航

本文综述了国外有关智能车辆（亦称轮式移动机器人）研究的某些最新进展．重点介绍了美国ＣＭＵ的Ｎａｖｌａｂ５系统，德国的ＶａＭｏＲｓ－Ｐ系统和法国的Ｐｅｕｇｅｏｔ系统的平台结构，分析了相应的视觉处理系统的主要特点，归纳了值得注意的研究动向和发展趋势。

基于语义分析下汽车无人驾驶和自主驾驶用户体验研究

目的以无人驾驶汽车和自主驾驶汽车为研究对象,针对不同的驾驶任务进行用户体验分析。方法利用语义分析法获取用户认知信息,将用户口语报告编码后进行定量分析。结果得出在主驾驶任务中,自主驾驶汽车用户体验高于无人驾驶汽车,而在次级驾驶任务中,无人驾驶汽车用户体验优于自主驾驶汽车。结论在进行主驾驶任务中,用户对自己驾驶操作更加拥有信心,而对无人驾驶汽车存在明显的不信任感。人们在自主驾驶汽车的同时打电话、听音乐或操控导航,会分散注意力从而影响驾驶操作,导致无法安心驾驶,影响生命安全;而在驾驶无人车时,人们通常觉得可以放心操作次级任务而不会影响驾驶安全,从而拥有良好的用户体验。

基于多智能体的自主驾驶车辆仿真调试系统

自主驾驶车辆系统是一个集环境感知、规划决策、自动驾驶等多种功能于一体的综合系统 .为方便对系统进行调试和分析 ,设计和开发了该系统的可视化仿真调试系统 .实验结果表明了该系统的有效性 .

水稻直播机自主驾驶系统设计研究

水稻直播机,逐步取代了传统人工的手动播种方式,是水稻种植史上的一场技术革命。目前,加强水稻直播机的自主驾驶系统研究,是实现水稻直播机的自主驾驶、精准播种以及变量施肥的关键技术。本论文以水稻直播机自主驾驶系统为基本出发点,对其自主驾驶系统进行了精确的研究和设计,以保证直播机的自主驾驶系统能够有效满足水田播种精度的要求。

自主驾驶衍生的安全技术在军车中的应用

自主驾驶技术许多相关技术可以应用到车辆主动安全中去。文章阐述了一些主动安全的基本概念,并讨论了主动安全技术在军车的应用展望。

基于延迟补偿的网联式自主驾驶车辆协同控制

针对智能交通领域多车协同驾驶中存在的通信信息乱序、丢包问题,研究网联式自主驾驶车辆协同控制技术,建立基于零阶保持(Zero Order Hold,ZOH)信息处理机制的自主驾驶车队控制模型,通过非线性系统状态估计算法进行延迟补偿,使得车队控制模型在复杂汽车行驶环境下保持有效。通过构建由多辆实车组成的网联式自主驾驶车队,在封闭道路环境下进行协同驾驶编队测试,结合网络传输及传感器数据进行模型仿真,验证了模型在实车编队环境下的稳定性、有效性和实用性。

视觉导航智能小车自主驾驶控制方法研究

智能车路系统通过提高单车控制智能化水平以及与交通环境之间的信息交互能力,实现车辆自主驾驶以及列队控制,从而解决日趋严重的交通问题。在智能车路系统中单车的智能控制是基础,利用模型车、无线通信网络和1/10道路沙盘模型等手段构建车路协调下的视觉导航智能小车实验平台。在建立智能小车运动模型基础上,提出视觉导航智能小车自主驾驶控制策略;通过实验分析,验证了该控制策略的准确性和可靠性。

基于多模态特征融合的自主驾驶车辆低辨识目标检测方法

针对自主驾驶车辆在真实驾驶环境下对低辨识目标的识别问题,提出了基于多模态特征融合的目标检测方法。基于Faster R-CNN算法设计多模态深度卷积神经网络,融合彩色图像、偏振图像、红外图像特征,提高对低辨识目标的检测性能;开发多模态(3种)图像低辨识度目标实时检测系统,探索多模态图像特征融合在自动驾驶智能感知系统中的应用。建立了人工标注过的多模态(3种)图像低辨识目标数据集,对深度学习神经网络进行训练,优化内部参数,使得该系统适用于复杂环境下对行人、车辆目标的检测和识别。实验结果表明,相对于传统的单模态目标检测算法,基于多模态特征融合的深度卷积神经网络对复杂环境下的低辨识目标具有更好的检测和识别性能。

半挂式车辆自主驾驶的轨迹跟踪控制研究

该文针对半挂式车辆的自主驾驶,设计一种基于迭代线性二次型调节器(iLQR)的轨迹跟踪控制器。通过深入研究转向过程中半挂式车辆的运动,建立满足非完整性约束的非线性车辆运动学模型,并根据期望轨迹对其进行线性化,得到线性的轨迹跟踪误差模型。基于扩展卡尔曼滤波器设计车辆状态观测器,估计车辆的航向角。通过对期望轨迹进行基于三次Bezier曲线的自适应拟合得到轨迹跟踪的前馈控制信息,并利用iLQR得到最优控制序列。基于Simulink进行半挂式车辆轨迹跟踪的仿真实验析,结果显示该控制器能够使半挂式车辆快速且稳定地跟踪期望轨迹,并且满足跟踪精度的要求。

矿井机车自主驾驶过程的建模及验证

文章首先使用自然语言描述了矿井机车自主驾驶系统的结构和控制过程;然后基于时间自动机理论对自主驾驶中涉及的机车控制器、机车运行服务器以及其他车载设备、被控对象建模,从而得到自主驾驶的时间自动机网络模型;最后应用时间自动机模型验证工具UPPAAL对自主驾驶模型进行了仿真分析和验证。验证结果表明建立的模型满足系统的功能性需求和实时性需求,证明了系统设计的正确性。

自主驾驶系统的“人类驾驶员标准”——产品责任的解释论研究

智能网联汽车的自主驾驶系统具有深度学习性,包括“先天”和“后天”两方面。导致自主驾驶系统的产品责任认定面临产品缺陷和因果关系认定困难。在现有法律体系下,应通过对产品“不合理危险”的具体化、客观化解释,建构“人类驾驶员标准”,指正常、成熟和守法的人类驾驶员面对不同道路交通情况作出的安全驾驶行为及其产生的最小损害后果。该标准包括驾驶行为要件和损害结果要件,符合消费者对产品安全性的合理期待。

进步的未必都是好的——自主驾驶汽车难成主流

科技推动了人类社会的进步，但进步的过程中时而会出现奇异的花朵。毕竟，人类是有情感的动物，当所有事情都可以通过科技手段解决时，人类的情感将置之何处？

自主驾驶小车速度检测系统设计

自主驾驶汽车的出现和人们对汽车行驶稳定性要求的不断提高,使得我们要对自主驾驶车辆进行速度检测,因此设计一个速度检测的系统。该系统主要有单片机、传感器和数码管三大部件,由硬件电路设计和软件设计组成,这些设计最终实现自主驾驶小车速度的检测。

实用化高可靠性自主驾驶轨道交通装备体系研究

我国城市轨道交通近年来得到快速的发展,已经逐步成为了公共轨道交通中的骨干力量,伴随着自动化程度的日益增高,列车自主驾驶是轨道交通发展的方向。本文简要回顾了轨道交通自动驾驶的发展历程,描述了列车自主驾驶系统的主要需求及难点,提出了采用航天多模冗余技术的实用化高可靠自主驾驶技术方案,描述了自主驾驶轨道交通装备的体系架构图,最后对该模式加以分析,对构建适合城市轨道交通发展的自主性驾驶轨道交通装备技术体系提供了有利的支撑。以节能环保、安全舒适、经济效益优为目标的大背景环境下,轨道交通自动驾驶系统正在逐步替代司乘人员的工作,该实用化装备体系在未来将会发挥重要的作用。