【摘 要】
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智能驾驶车辆路径跟踪和循迹系统是智能驾驶技术研究的关键环节,也是智能驾驶技术进一步发展的基础,对无人驾驶技术的发展具有重大意义。本文基于高精度组合导航设备对智能车自主循迹系统进行了设计与研究,完成了循迹系统硬件结构与软件系统的设计,并进行了实车实验,验证系统的可行性。“感知-决策-执行”这三步是实现智能驾驶的必由之路,也是搭建一个智能驾驶系统硬件结构的基础。本文选择融合了差分RTK定位技术以及惯性
【基金项目】
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国家重点研发计划项目(2019YFB1600500);
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智能驾驶车辆路径跟踪和循迹系统是智能驾驶技术研究的关键环节,也是智能驾驶技术进一步发展的基础,对无人驾驶技术的发展具有重大意义。本文基于高精度组合导航设备对智能车自主循迹系统进行了设计与研究,完成了循迹系统硬件结构与软件系统的设计,并进行了实车实验,验证系统的可行性。“感知-决策-执行”这三步是实现智能驾驶的必由之路,也是搭建一个智能驾驶系统硬件结构的基础。本文选择融合了差分RTK定位技术以及惯性定位技术的组合导航设备INS-550D作为感知设备。选择研华工控机MIC-7700作为决策设备,安装了ROS(机器人操作系统)系统,并搭建了整个系统的软件层。此外,选择线控底盘作为执行机构,依据DBC文件中的CAN协议,确定决策设备与执行机构的通信方式。本文按照“数据采集-坐标转换-预瞄追踪算法”的思路设计了整个软件系统。首先,设计组合导航设备数据接收与解析模块,按照GPS数据协议将接收到的数据解析,并将解析的数据发布出去。然后,设计坐标系转换模块,采用ENU坐标系转换算法,将WGS84坐标系下的车辆运行状态数据转换为平面直角坐标系下的数据并发布。该模块还设计了数据保存功能,以此来建立目标轨迹地图。之后基于纯追踪控制器算法设计车辆循迹控制算法模块,获取当前车辆运行状态信息并计算车辆当前位置与目标轨迹的偏差,求解车辆转角,输出控制信号。最后,使用Socket CAN接口,将循迹控制算法模块计算出的转角和车速控制信号转换为规定的CAN报文格式并发送至VCU,由线控底盘执行上位机的指令,实现智能车的自主循迹功能。最后,选择本校的汽车试验场作为实验场地,进行了自主循迹系统可行性验证实验。采集实验数据,对比实验轨迹与目标轨迹,分析实验轨迹与目标轨迹的车速偏差和航向角偏差,验证了系统的可行性。
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