基于最优控制理论的智能车辆轨迹生成方法.pdf

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1、第44卷第5期吉林大学学报(if-学版)Vot．44NO．52O14年9月JournalofJilinUniversity(EngineeringandTechnologySeot．2014基于最优控制理论的智能车辆轨迹生成方法李爱娟一，李舜酩，赵万忠，沈垣，江星星，邱绪云，王慧君(1_山东交通学院汽车工程学院，济南250023；2．南京航空航天大学能源与动力学院，南京210016)摘要：为了能够生成适应不同道路环境的动态轨迹，在最优控制理论的基础上进行了改进，在方法中建立了包括3个常用评价指标：时间、消耗能量和距离障碍物最短距离的动态评价函数，研究了不同权

2、重系数对轨迹特征影响的规律，进而得出了启发式权重调整规则和调整流程。仿真结果表明，本文提出的基于最优控制理论的轨迹规划方法是有效可行的，得出的权重调整方法是正确的，使用本文方法可以生成适用于不同道路环境的动态行驶轨迹，且轨迹满足多种约束条件。关键词：车辆工程；智能车；最优控制；轨迹生成；权重调整中图分类号：U471．15文献标志码：A文章编号：1671-5497(2014)05—1276—07Dol：10．13229／j．cnki．idxbgxb201405009Optimalcontroltheorybasedtrajectorygenerationmet

3、hodforintelligentvehicleI．IAijuan’．LIShun—ming，ZHAOWan—zhong。，SHENHuan。，JIANGXing—xing，QIUXu—yun，WANGHui—jHn(1．S【hooloJAutomotiveEngineering，ShandongI，iaotongUniver．sity，Ji7lGn250023，China；2．CollegeoEnergandPowerEngineering．NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，

4、China)Abstract：Inordertogeneratefeasibledynamictrajectoryadaptingtodifferentroadenvironments，thetraditionaltrajectorygenerationmethodisimprovedbasedontheoptimalcontroltheory．ThedynamiccOStfunctioniscreated．whichincludesthreecostterms，time，energy，andclearancefromobstacles．Theinfluen

5、ceofdifferentweightstothetrajectoryfeaturesisstudied，andtheheuristicweightregulationrulesandregulationprocedureareobtained．Thesimulationresultsshowthattheimprovedtrajectorygenerationmethodisfeasible．Theweightregulationrulesandprocedureareright；theoptimaldrivingtrajectorycanbedynami

6、callygenerated．Severalconstraintsareobtainedandthedrivingtrajectorycanadapttodifferentroadenvironments．Keywords：vehicleengineering；intelligentvehicle；optimalcontrol；trajectorygeneration；weightregulation收稿日期：201303—21．基金项目：国家自然科学基金项目(51375007)；中国博士后科学基金项目(2011M500917)；江苏省博士后科研计划项目(1

7、101153C)．作者简介：李爱娟(1980一)，女，讲师，博士．研究方向：汽车动力学系统与控制．E—mail：liaijuan2008@gmail．conl通信作者：李舜酩(1962一)，男，教授，博士生导师．研究方向：车辆动力学系统．Email：smli@nuaa．edu．cn第5期李爱娟，等：基于最优控制理论的智能车辆轨迹生成方法。1277‘智能车辆是智能交通系统的重要组成部分，完成时间：w是完成时间的权重，因为评价国际上众多的研究机构及工业设计单位对其研发函数‘，是时间段It。，tr]上的积分形式，所以需要过程正投入大量的人力、物力，时刻关注着关键技

8、一个常系数w对时间进行优化。术的研发]。轨迹规划技术