多自主车辆队列跟随控制器设计

针对自主车辆队列行驶过程中,车辆间具有通信正常或通信中断两类情况,分别设计了两类队列跟随控制器。选用激光测距仪和单目摄像机作为车载传感器,从激光测距传感器数据中提取环境障碍物的物理特征信息,从视觉传感器数据中获取领航车辆的相对角度信息,然后对两种传感器的信息进行融合。根据跟随车辆和领航车辆之间是否存在通信的问题,分别提出了基于李雅普诺夫稳定性和模糊控制策略在通信正常和无通信两种情况下的控制器设计。最后在ROS仿真环境中对本文设计的控制器进行了验证。

基于Arduino的多车跟随控制系统的设计

设计基于Arduino的多车跟随控制系统,利用模块化设计了无线通信、红外复眼、电机驱动等硬件模块,采用XBEE设计了多智能小车协作控制的车载自组织无线通信网络,以实现上位机的集中控制,完成各小车车速、车间距调整,利用红外复眼完成多车跟随、迅速实现纵向列队操作等运行模式。

云支持的分层式车辆队列预测性巡航控制

为了提升队列行驶的经济性,提出了一种高速公路场景下的云支持的队列预测性巡航控制方法(CPPCC),并进行真实道路和车辆数据模型的仿真实验。该方法采用了分层式结构,上层为云端的队列速度规划层,下层为队列稳定控制层。云端的速度规划层,考虑了道路坡度的滚动域的动态规划(RDP)算法,实现队列行驶的经济性目标。下层的车端队列稳定控制层,搭载了分布式模型预测控制器(DMPC),来跟踪云端发送速度,同时考虑了队列的稳定控制。结果表明:与传统的前车与领航车跟随的定速巡航队列(PLF-CC)方法相比,在行驶时间减小0.24%的前提下,本文所提出的方法节省6.04%的能源。

基于移动无线传感网的电缆通道应急监测系统

为实现电缆通道通信网络缺失、故障或受攻击等应急情况下的环境信息监测需求,研发了一种基于WiFi和超宽带(ultra-wide band,UWB)通信的低成本移动无线传感网络监测系统。该系统包括监测上位机和由球形机器人移动节点组成的无线监测网络。移动节点以STM32系列单片机为主控芯片,集成摄像头模块和温湿度模块实现现场信息采集,集成WiFi通信模块采用无线自组网按需平面距离向量路由协议(ad hoc on-demand distance vector routing,AODV)构建无线传感网络实现信息传输,集成3个UWB通信模块实现移动节点的测距和队列跟随。实验结果表明,该系统能够实现电缆通道环境的稳定实时监测,移动传感队列跟随误差不超过20 cm,监测视频平均传输延时不超过150 ms。