基于磁道钉导航的车道保持系统信息融合与控制技术研究

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1、武汉理工大学博士学位论文基于磁道钉导航的车道保持系统信息融合与控制技术研究姓名：吴超仲申请学位级别：博士专业：载运工具运用工程指导教师：严新平2002.7.1薹堡，翼三查耋蹩圭耋塞翼塞摘要8囊渤公路系统(AutomatedHighwaySystem，簿稼AHS)是智姥运输系统(IntelligentTransportSystem，简称ITS)领域中技术娥度最大的系娩。该系统包括车辆自动导航和控蠢8、交通管理商劝化以及事被处理爨动纯。这爨智能运输系统的最终目标，郎实现人、车、路商度～体倦。自动公路系统的关键技术之一怒率道缣持系统，它是程道路导航设施鞫肇载传戆器等基樾设

2、燕上，实现率辆自动彳亍驶猩期螯的攀遥上。从车辆获取道路信惑的方式涞分类，自动驾驶饔褫激导靛鞠磁信号簿靛。裰辩导靛容器受天气、遗萄环境骺桷，不莉予撵广，黼磁信号导{虢矮肖不受天气影响、可靠憔商簿优点，可以弥补视觉导航的不足，两者稳联合瞳弼丽虢箍鬻安垒瞧郛可靠性，冀正实现路。车一俸纯。磁佼道钌导魁是磁傣号导航方式的～释，出于它爨商戒零低、易维护等优点，邋几年戚为潮际磷究赘熬煮。晷岗程叁凌驾驶方谣豹研究主要集中在褫爨静航方式上，强磁遵钌方式罨靛的车遥缣蒋系统的研究除了本谦题缀岁}国内还没有觅蓟相关撤j莲。本文蔽国家簿畿遥输系统磷窕牵心酾鑫秘公潞系绞试验车糨专用的磁遵钉遴薅

3、麓工作平台，在夫豢瓣蠛场实验基獭上，镑对鏊于磁遴钶鼯秀毳静车辆车道镶持鼓术串豹菪于闻爨纛开磷究，运瘸襁经鹅终、耩襁逶辑、德传葵法等方法程多臻黪器镶患辍会、较麓摸登等方嚣遴雩亍了系统静疆究，主要宪藏了以下凡方嚣翁工谗：({>黠警遂保持系绞矮转警台遴移了没诗，论述了辱靛设麓——磁遵努豹墩诗=i霪毽耱车载工控橇、劳避迄橇等瓣遴泽。着蓬讨论了磁佟感器懿设计过糕，莠从蕊号豹曝篷、售号黪售嗓魄、固瓣拣器黪穆毪等方鬻对话慧器送行了溅试，诞骧了浚诗戆磁姆感嚣获取遴路磁繇信惑是霹黻瘸予蠡秘控露l熬，嚣甏建立控制模型葵定了罄破。(2)通邀分辑绩惑融合毅零豹磅究壤获，钟对蠹纷没诗懿僻感器

4、获壤静缮4本文韵研究褥到教育帮博士点基众硬譬“自动公路系统倍感融含模黧与方法研究”(项聪编号：20010497002)移交逶帮公鼹辩攀礤究黪矮嚣“蠡凌公黪攀遘操持关键搜零秘究”静爨韵。l武汉理王大学薄士学霞论交息源豹特点，提燃了三辩傧息融会方法，分别建立了数学模型。尤其对辛枣经网络方法进行了深入的研究，建立了神经网络结构，确定了学习算法，并融通过专门豹实验获取训练数据，褥到了收敛的阏络权馕。最鼷，用实验比较了三种模溅的优劣，确定神经网络信息融含方法院较接近实际。信息融合模型的建立，实际上是汽车横向位置的定位，为后面进行控制模型豹研究奠定了基础。(3)设计了蒸于磁道钉

5、导航的模糊控制器，对遗传算法进行了研究，提出了变区域遗传算法，通过实例验诞了该算法的有效性，并用于搜索模糊控制器中的参数，取得了较好的效果。现场实验结果表明，该模糊控制器可敬实现自动控制，假控制精度有待于完善。(4)从理论上探讨了磁道钌编码的意义，提磁了磁遂钉编码系统结稳，并针对本次试验设计了磁道钉编码系统，现场试验结果表明，磁道钉编码系统是可靠的、实用的。(5)在模糊控制的基础上，搬出了模糊神经网络控制器，并用本文提出的交融域多露遗传算法与静相结合逐行网络学习，强理论上证明了遗传学习算法的收敛性。经过模趔闭环系统训练，得到模糊神缀网络控制器。用简化的二轮模麓对本章

6、设诗麓模糊：}牵经两络撩镧器逶行仿真，仿真缭柒表瞬，本文设计静模糊神经网络控制器比普通的模糊控制器在性能上有所改善，提高了控制模型懿键麓。(6)在讨论了学习控制研究方法和水平的基础上，分析了自动公路系统中控隶l模墼孳

7、入学习，尤其楚在线学磊懿重癸惶帮妊要性。劳设诗了车道缣持系统在线学习控制结构模型，为下一步实现真正的在线学习控制提供了理论基础。关键词：磁道钉，信息融食，智能控制，自动公路系统，智能运输系统llAbstractAutomatedHighwaySystefia(AHS)isthemostdifficultysubsysteminIntelligentTr

8、ansportSystem(ITS)．Thesystemincludesvehicleautomaticnavigationandcontrol，trafficmanagementautomationandtrafficaccidenttreatmentautomation．ItiSthefinalgoalforITS，i．e．integrationofhuman，vehicleandroad．LanekeepingsystemisoneofthekeytechnologiesofAHSinwhichvehiclecallberunfollowingtheant