无人驾驶车辆导航系统软件的分析、设计与实现

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1、摘要本文的研究以同济大学汽车工程学院“春晖”无人驾驶车辆项目为依托。论文首先回顾了车辆自主驾驶技术和定位导航技术的发展历史，在深入研究这些学术成果的基础上，形成了本文无人驾驶车辆导航系统软件的设计思路。论文详细阐述了车辆自主驾驶系统的软、硬件构成及其工作原理，同时设计了导航系统软件的道路网络数字化存取方式、车辆定位算法、基于迪杰斯特拉算法的路径规划算法、路点跟随算法以及车辆行为监督控制有限状态自动机。最后给出了标准C++和QT环境下无人驾驶车辆导航系统软件的具体实现。关键词：无人驾驶车辆、GPS、路径规划、车辆定位、路点跟随、有限状态自动机ABSTRACT111isrese融isb

2、asedonthe‘‘SpringLight'’autonomousvehicleprojectledbyCollegeofAutomotiveEngineeringofTongjiUniversity．Thispaperfirstreviewsthehistoryofthevehicleautonomousdrivingtechnologyandthepositioning／navigationtechnology．Basedonthedeepresearchontheseacademicachievements，ablueprintforthevehiclenavigation

3、softwareisformed．Thispaperelaboratsindetailthesoftwareandhardwareconfigurationoftheve_hicleautonomousdrivingsystemanditsoperationalprincipl，designsthevehiclenavigationsoftware’Sroadnetworkdigitizationandaccessmode，vehiclepositioningalgorithm，pathplanalgorithmbasedonDijkstra’salgorithm，waypoint

4、sfoliowmgalgorithmaswellasthefinitestatemachineforthevehiclebehaviorsupervisorycontr01．Finally,thispapergivestheimpletementationofthevehicleautomonousdrivingsystem’snavigationsoftwareunderstandardC++andQTenvironment．KeyWords：autonomousvehicle，GlobalPositionSystem，pathplanning，vehiclepositionin

5、g,waypointfollowing，finitestatemachinen同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学

6、位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。指导教师签名：年月日学位论文作者签名：奄氐年月日蔽～d¨．，嘞融轹抡一别汨～秘；～作年一文一仑8一．蹴鸭～位矽一靴塑第1章引言1．1课题背景第1章引言移动机器人是机器入学的一个重要分支，而自主式移动机器人是智能程度最高的移动机器人，是移动机器人的重要

7、发展方向。自主式移动机器人具有高度的自规划、自组织、自适应能力，在无人干预、无环境约束的条件下，能够有目的地移动和完成相应任纠11。无人驾驶车辆(AutonomousVehicle)作为自主式移动机器人的一种，是室外轮式移动机器人在交通领域的重要应用，它使用车载传感器，例如视觉、激光雷达、超声传感器、微波雷达、GPS、里程计、磁罗盘等，感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位姿和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使得车辆能够安全、可靠地在道路上行驶，完成预