基于停车线位置的左转车辆行驶轨迹仿真模型

以信号交叉口左转车辆为研究对象,根据数值逼近和几何学原理,建立了停车线位置改变前后两种不同的左转车辆行驶轨迹仿真模型。对于当前交通状态,采用最佳平方逼近和Chebyshev近似原理的方法,建立了左转车辆行驶轨迹的三次抛物线模型,并通过实例予以验证;对于停车线位置改变后的未来状态,给出了直线—回旋线—回旋线—直线组合的左转车辆行驶轨迹模型。进一步,建立了停车线位置与临界半径函数关系线性模型,使回旋线参数计算更为简单。仿真结果表明,所建模型较好地逼近了相应交通状态。

菱形立交桥下十字平交口左转车辆行驶轨迹对桥梁跨径影响研究

近年来一级干线公路与地方道路菱形立交的情况越来越多,常规设计中往往对菱形立交桥下平交口行驶轨迹分析不到位,主线跨线桥布置多考虑被交路的建筑限界要求而忽略了转弯行驶的需要,导致设计缺陷。模拟对向左转弯车辆临界相切轨迹,得到中央分隔带宽度、两对向左转车道停止线之间的净距和转弯半径关系方程。计算分析表明:满足左转通行要求的轨迹曲线半径及跨线桥梁跨径由中分带宽度B、道路夹角α来确定。桥下十字型平面交叉口设计需先行计算对向左转弯车辆切点间最小净距L,据此合理确定上部桥梁跨径,如此才可保证桥下平交口的安全运行。

用于微观仿真车辆模型中轨迹的简化算法

实际车辆运行轨迹的测量和计算都比较复杂。现存的微观仿真车辆模型 ,往往都回避了车辆轨迹的计算 ,而用直线运行来近似代替。构建微观车辆模型时 ,在影响车辆运行轨迹的各个因素中 ,可以只考虑前轮转向角和前后轴间距离 2个主要因素 ,而质量、摩擦、刚体系数等其他次要因素是可以忽略的。据此 ,给出了车辆运行轨迹计算的简化算法 ,并为此进行了若干试验论证。结果表明 ,这种简化 ,一方面使得车辆微观模型在轨迹上更加接近于真实 ,另一方面 ,算法计算量小 。

履带车辆在不同行驶工况下燃油消耗量的仿真模型

该文首先利用曲面拟合法建立了发动机稳态工况的万有特性数学模型,然后建立了履带车辆在不同行驶工况下燃油消耗量的仿真模型,接着以某车辆为实例,应用 Matlab语言编程计算得出计算值,最后与试验值比较,验证了模型的有效性和准确性。

缓和曲线长度对车辆行驶轨迹的影响

为揭示自由流交通状态下,缓和曲线长度对车辆行驶轨迹的影响规律,在预瞄最优曲率模型的基础上,引入S-K（弧长-曲率）平面线形模型,提出了面向公路路线安全评价的驾驶员方向控制模型.仿真结果表明：车辆进入曲线段时,行驶轨迹存在朝曲线内侧偏移的运动趋势;出曲线段时,车辆行驶轨迹趋于朝曲线外侧偏移.缓和曲线长度对车辆行驶轨迹的影响显著,缓和曲线越长,车辆行驶轨迹侧向偏差越小,反之则越大.对于二级公路对称基本型平曲线设计,缓和曲线长度建议采用0.4~0.6倍圆曲线半径为宜.

基于ADAMS铰接式车辆转向行驶轨迹分析

针对铰接式车辆的铰接式转向系统长时间工作导致零件之间配合宽松,而在行驶过程中存在着"振摆现象",对车辆转向行驶轨迹进行分析。对车辆转向行驶过程的轨迹进行数学建模,以行驶的速度为输入量,转向角度为变化量,得到其在不同工况下的行驶轨迹的数学方程,方程中加入了由差速器等对速度造成的影响。基于ADAMS对铰接式车辆的行驶轨迹进行虚拟样机模拟仿真分析,建立了模拟路面模型以及轮胎模型。通过分析可知:车辆的安全转向行驶速度范围在(3-6)m/s,在这个速度范围内,车辆转向行驶的安全性更高,稳定性良好;仿真轨迹曲线和实际工况下轨迹吻合度相对较高,仿真结果可以作为设计参考。

城市道路交叉口车辆微观行驶模型

为了更详细有效地分析城市交叉口的交通运行状况 ,需要建立细致的车辆微观行驶仿真模型。基于对交叉口范围的划分 ,首先给出了交叉口进口道区域内 ,信号控制交叉口的绿灯、红灯和黄灯情形、以及无信号交叉口情形下车辆的到达模型 ;随后 ,对有冲突交叉口和无冲突交叉口分别给出了相应的车辆驶离模型和穿越空挡模型。最后 。

铰接式车辆高速直线行驶动态仿真

将铰接式车辆简化为 6个自由度的动力学系统 ,建立了动态数学模型。该模型可用于分析、研究不同车速下铰接式车辆的结构参数、液压转向系统参数及轮胎特性等对其直线行驶动态特性的影响。利用该数学模型编制了仿真程序 ,并在计算机上分析、计算了铰接式车辆基于时间参数的动态特性。

基于车辆行驶轨迹的信号交叉口排队长度估计

为了研究如何结合移动检测数据来确定交叉口排队长度,并以此来衡量交通拥堵程度的问题,利用车辆行驶轨迹,分析了通过交叉口车辆的排队特点。根据车辆在队列中的不同排队位置,分车辆通过交叉口时所存在的A,B,C这3种位置,建立了面向延误最小的排队长度估计模型。其中,通过虚拟线圈检测器后开始减速停止在停车线前的A位置车辆排队估计模型基于基本延误模型;减速进入虚拟线圈检测区域停车的B位置车辆排队估计模型基于简化车辆跟驰模型,对可获得车辆行驶轨迹的网联车减速过程进行了重建;减速停止在虚拟线圈检测器前的C位置车辆排队估计模型基于LWR消散模型以及交通流理论算法,并利用网联车车辆行驶轨迹数据进行了加速过程的重建。在此基础上,根据不同位置车辆与队尾网联车的距离不同,对其到达率赋予不同的权重,计算总的排队长度。最后,通过图新地球地图软件投影并筛选车辆在案例交叉口的车辆行驶轨迹,利用微观交通仿真软件VISSIM对本研究的模型进行仿真验证。结果表明,排队长度估计模型与真值的最大误差为12.4%,最小为2.2%,平均误差为8.75%,方差为12.595%~2,绝对与相对误差均保持在可接受范围以内,说明基于车辆行驶轨迹的信号交叉口排队长度估计模型能够较为有效地估计城市道路交叉口的排队长度。

自动变速工程车辆驾驶员行驶操纵模型的研究

在装载机自动变速系统的研究中,对装载机驾驶员的操纵模型进行了研究,用于辅助自动变速控制系统的研制。使用人工神经网络和模糊理论建立的驾驶员模型的操作特性与实际的驾驶员操作特性比较吻合,对于自动变速控制系统的仿真研究提供了方便。

农用轮式铰接车辆滑模轨迹跟踪控制算法

针对农用轮式铰接车辆驾驶员工作条件恶劣的问题,该文提出了一种应用于无人驾驶系统的滑模变结构控制铰接车精确轨迹跟踪的方法。首先推导出了铰接车的运动学模型,根据该模型建立实际行驶轨迹与参考轨迹偏差的模型,之后针对偏差模型设计滑模变结构路径跟踪控制器,该控制器使用Ackermann公式设计,控制律采用指数趋近律使系统有较快的响应和较小的抖振,同时,为了进一步抑制滑模控制器固有的抖振问题,将趋近律中的符号函数替换为连续函数,以避免趋近律数值产生阶跃变化,并用Lyapunov函数证明了其稳定性,最后在硬件在环仿真中验证了控制器的实时性和路径跟踪质量。结果表明,该控制器在硬件在环仿真环境下可将横向位置偏差、航向角偏差、曲率偏差分别控制在0.21 rad(12°)、100 mm、0.17rad(1°)、0.005 m-1附近,各向偏差均在10 s内达到平衡,且误差控制在5%以内,铰接车能有效跟踪参考路径。该研究为农用轮式铰接车辆实现无人驾驶提供参考。

微观交通仿真中的车道变换模型

将车道变换行为分为强制性车道变换和任意性车道变换两种类型 ,分析了两种车道变换类型的各种常见情形 ,建立了描述车辆车道变换意图的产生、车道变换可行性分析以及车道变换的实施等行为的车道变换模型。此外 ,作为一种特殊的车道变换行为 ,还建立了反映车辆在拥挤状态下的挤车变道行为的挤车变道模型。

8自由度乘坐动力学模型及时域仿真

为克服频率响应法对车辆平顺性预测的局限性 ,建立了 8自由度的汽车乘坐动力学模型和随机路面激励的时域模型。乘坐动力学模型考虑了包括坐椅在内的车辆的垂直、俯仰和侧倾 3种运动。利用MATL AB/ SIMUL INK仿真工具对某型车辆在 B级路面行驶时的平顺性进行了时域仿真分析。研究结果表明 。

基于HMM的车辆行驶状态实时判别方法研究

对交通视频车辆轨迹时序特征下的车辆行驶状态进行研究,提出了一种基于隐马尔科夫模型(Hidden Markov model,HMM)的车辆行驶状态实时判别方法.首先对轨迹序列进行了基于轨迹长度的去不完整轨迹序列、对车辆轨迹点序列的线性平滑滤波和最小二乘线性拟合的预处理操作,保证了所获得轨迹序列的有效性;其次,提出一种基于车辆运行轨迹点序列方向角的车辆轨迹特征值表示方法和基于方向角区间划分的HMM观察值序列生成方法,该方法以方向角的区间变化来区分不同轨迹模式的特征;最后,采用多观察值序列下的Baum-Welch算法训练得到相关交通场景轨迹模式类的最优HMM参数,并通过实时获取车辆行驶轨迹段与相应模型的匹配,实现对车辆行驶状态的实时判别.仿真实验验证了本文方法的有效性和稳定性.

基于模糊双曲正切模型的车辆路径跟踪算法

为了实现铰接式车辆无人驾驶技术。针对路径跟踪问题,该文提出了基于模糊双曲正切模型的铰接式车辆路径跟踪控制算法。首先根据实地试验测得铰接式车辆的横向偏差、横向偏差变化率、航向角偏差、航向角偏差变化率和转向角的样本数据,建立其模糊双曲正切模型。在此基础上,采用改进的自适应反向传播(back propagation,BP)神经网络对模型进行参数辨识,并推导了基于Cauchy鲁棒误差估计器的权系数调解率公式。然后设计基于极点配置方法的控制器,得到转角的反馈控制率。从试验数据可以看出:车辆横向位置偏差、航向角偏差、转角控制量分别控制在0.008 m、0.07 rad(0.5°)、0.21 rad(12°)附近,各向偏差均稳定,误差控制在1%以内。该种路径跟踪控制算法的研究可为铰接式车辆无人驾驶提供参考。

半挂汽车列车弯路行驶轨迹分析

提高半挂汽车列车的轨迹跟踪性,是减小其行驶通道圆,提高转向机动性和主动安全性的有效途径;本文基于半挂汽车列车弯路转向理论,提出了半挂汽车列车后轮弯路行驶轨迹跟踪数学模型,并通过simulink仿真验证了数学模型的正确性。

多信息融合车辆行驶状态估计方法研究

准确估计车辆行驶状态信息,可保证汽车主动安全控制。针对目前车辆行驶过程中的状态估计多采用单一集中卡尔曼滤波算法理论上存在实际应用中容错性差、易出现不稳定问题。为提高稳定性,提出了采用联邦容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。建立了采用Dugoff轮胎模型的非线性三自由度车辆动力学估算模型,将联邦卡尔曼滤波理论和容积卡尔曼滤波理论结合起来设计了联邦容积卡尔曼滤波算法,通过对低成本传感器的信息融合实现对车辆行驶状态的实时准确估计。Car Sim与Simulink联合仿真结果表明,联邦容积卡尔曼滤波算法能够准确估计车辆行驶状态,为实车行驶状态估计提供了新的理论依据。

基于五次多项式的智能车辆轨迹规划

针对智能车辆换道轨迹中存在的侧向加速度过大或轨迹曲率不连续的问题,在对传统车辆换道模型进行比较分析的基础上,提出基于五次多项式换道模型的轨迹规划方法.基于换道轨迹安全性和效率性的要求,以车辆换道时的侧向加速度、换道时间和车辆横摆角速度为优化变量,设计目标函数.通过求解目标函数得到最优换道时间,进而得到最优换道轨迹.对等速偏移+正弦函数换道模型和五次多项式换道模型进行仿真对比.结果表明:利用五次多项式换道模型的轨迹规划方法,当路面附着系数为0.2时,侧向加速度最大值为0.45 m/s^(2),轨迹的曲率最大值为2.02×10^(-3)m^(-1);路面附着系数为0.6时,侧向加速度最大值为0.70 m/s^(2),轨迹的曲率最大值为1.12×10^(-3)m^(-1);路面附着系数为0.8时,侧向加速度最大值为0.81 m/s^(2),轨迹的曲率最大值为0.90×10^(-3)m^(-1),均小于等速偏移+正弦函数换道模型轨迹曲线的侧向加速度和曲率,验证了该模型的有效性.

车辆半主动悬架联合仿真研究

利用多体动力学软件ADAMS建立了悬架的机械系统模型,运用MATLAB设计了基于模糊算法的半主动悬架控制器,基于ADAMS/View和Matlab/Simulink对半主动悬架进行了联合仿真。仿真结果表明,基于模糊控制的半主动悬架能够很好地降低车身加速度、悬架动挠度及车轮动位移,较大地改善了车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。

基于MATLAB/SIMULINK的车辆高速转向运动变化仿真

MATLAB是一种功能十分强大的科学计算软件。自产生之日起,就以其强大的功能和良好的开放性在科学计算诸软件中独占鳌头。如今,MATLAB已经从最初的矩阵计算工具渗透到科学与工程计算的多个领域,在自动控制、信号处理、图像处理等多个方向都有广泛的应用。为此,通过利用Matlab/Simulink软件,以三自由度汽车非线性动力学模型为基础,对车辆在高速转向行驶时姿态的变化建立仿真模型,并取得良好的仿真效果,为汽车在高速转弯时行驶的安全性提供了理论依据。