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露天矿区无人驾驶行车风险评估及防控策略仿真研究
被引量：
4
1
作者
陈志发
余贵珍
+4 位作者
张传莹
丁能根
周彬
李在友
欧阳
东哲
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期1782-1797,共16页
行车风险评估及防控是露天矿区无人运输系统的关键技术之一,为保障无人驾驶车辆在露天矿区安全运行,从露天矿区车-路-云的运输场景出发,建立了行车安全保障模型。综合车端-路侧-云平台的多源信息,对无人驾驶车辆进行行车风险等级评估并...
行车风险评估及防控是露天矿区无人运输系统的关键技术之一,为保障无人驾驶车辆在露天矿区安全运行,从露天矿区车-路-云的运输场景出发,建立了行车安全保障模型。综合车端-路侧-云平台的多源信息,对无人驾驶车辆进行行车风险等级评估并设计了相应的行车风险防控策略。行车安全保障模型由行车状态感知模块、行车风险评估模块和行车风险防控模块3部分组成。在行车风险评估方面,引入车辆前方道路坡度信息对预碰撞时间指标的阈值进行修正,引入车辆前方道路坡度及车辆载重状态信息对最小制动安全距离指标进行修正,结合预碰撞时间指标和最小制动安全距离指标提出了综合行车风险评估策略,可以对露天矿区无人驾驶车辆实时行车碰撞风险进行等级量化。然后,基于有限状态机设计了考虑不同行车风险等级的碰撞风险防控决策系统,针对不同状态制定了满足最小安全距离要求的车辆平稳制动控制策略。最后,基于PreScan与Matlab联合仿真技术,搭建了某露天矿区无人驾驶车辆的数字孪生仿真系统,并进行了水平道路场景、上下坡道场景和满载工况的车辆遇障停车仿真测试。仿真结果表明:行车风险评估模块在下坡道场景可以提前评估风险并及时制动停车,说明引入前方道路坡度信息的综合行车风险评估策略可以提高上下坡道场景车辆的行车安全;同时,通过引入车辆载重信息来修正最小制动安全距离指标,可及时评估满载车辆前方的潜在碰撞风险,提高了露天矿区满载车辆的行车安全;行车风险防控模块的紧急制动控制策略可以在10 m安全距离前实现平稳制动停车,提高了大载重车辆在遇障停车时的平稳性。
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关键词
露天矿区
无人驾驶车辆
行车安全保障模型
行车风险
有限状态机
紧急制动
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职称材料
面向非结构化道路场景的车辆全局速度规划
2
作者
李涵
余贵珍
+4 位作者
周彬
张煜笛
张叶婧
欧阳
东哲
田江涛
《汽车安全与节能学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期319-328,共10页
为实现智能网联车辆在复杂非结构化道路场景下行驶速度规划,该文提出了一种基于分段匀加速模型的车辆全局速度规划方法。以驾驶安全平稳性为原则分析车辆动力学特性,计算侧翻与侧滑临界车速作为非结构道路上各路径点的极限行驶速度;设...
为实现智能网联车辆在复杂非结构化道路场景下行驶速度规划,该文提出了一种基于分段匀加速模型的车辆全局速度规划方法。以驾驶安全平稳性为原则分析车辆动力学特性,计算侧翻与侧滑临界车速作为非结构道路上各路径点的极限行驶速度;设计分段匀加速模型建立全局速度规划问题,构建考虑效率、平稳性及能耗的综合损失函数,考虑非结构化道路的坡度曲率连续变化,设计车辆速度、加速度及加加速度变量边界来约束决策变量;结合重型电动车辆制动能量回收功能,针对性提出非结构化道路场景下电动车辆速度规划模型,并通过仿真对方法进行验证。结果表明:主车的加速度范围稳定在-1.0~1.0 m/s^(2),加加速度范围稳定在-0.5~0.8 m/s^(3);相比于基于动态规划的速度规划,所提出的速度规划算法保证车辆行驶平稳性的同时,减少了车辆控制输入,0.8 s的计算时间可满足无人驾驶车载设备实时计算需求;将提出的算法应用于无人矿卡实车,车辆行驶平稳,最大加加速度不超过0.45m/s^(3)。
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关键词
非结构化道路
速度规划
无人驾驶
运动规划
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职称材料
基于毫米波雷达的露天矿区车辆防撞自动刹车系统
3
作者
石广洋
张来红
+2 位作者
欧阳
东哲
刘超
黄国鹏
《电子设计工程》
2022年第24期166-169,174,共5页
针对防撞自动刹车系统容易受到复杂动态环境影响,导致自动刹车距离与实际情况不符的问题,设计基于毫米波雷达的露天矿区车辆防撞自动刹车系统。添加毫米波雷达传感器,通过集成显示器,为车辆行驶提供高清画面。使用360度全景影像监控,实...
针对防撞自动刹车系统容易受到复杂动态环境影响,导致自动刹车距离与实际情况不符的问题,设计基于毫米波雷达的露天矿区车辆防撞自动刹车系统。添加毫米波雷达传感器,通过集成显示器,为车辆行驶提供高清画面。使用360度全景影像监控,实时采集周围高清视频画面。引入无量纲量和中间比较因子,计算行车间距。通过图像动态识别算法,实时显示清晰路况,精准确定目标位置。通过实验得出,该系统自动刹车曲线与实际刹车曲线基本相符,最大横向误差只有2 m。
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关键词
毫米波雷达
露天矿区车辆
防撞
自动刹车
中间比较因子
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职称材料
题名
露天矿区无人驾驶行车风险评估及防控策略仿真研究
被引量：
4
1
作者
陈志发
余贵珍
张传莹
丁能根
周彬
李在友
欧阳
东哲
机构
北京航空航天大学特种车辆无人运输技术工业和信息化部重点实验室
北京航空航天大学合肥创新研究院
国能北电胜利能源有限公司
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期1782-1797,共16页
基金
国家重点研发计划资助项目(2020YFB1600302)。
文摘
行车风险评估及防控是露天矿区无人运输系统的关键技术之一,为保障无人驾驶车辆在露天矿区安全运行,从露天矿区车-路-云的运输场景出发,建立了行车安全保障模型。综合车端-路侧-云平台的多源信息,对无人驾驶车辆进行行车风险等级评估并设计了相应的行车风险防控策略。行车安全保障模型由行车状态感知模块、行车风险评估模块和行车风险防控模块3部分组成。在行车风险评估方面,引入车辆前方道路坡度信息对预碰撞时间指标的阈值进行修正,引入车辆前方道路坡度及车辆载重状态信息对最小制动安全距离指标进行修正,结合预碰撞时间指标和最小制动安全距离指标提出了综合行车风险评估策略,可以对露天矿区无人驾驶车辆实时行车碰撞风险进行等级量化。然后,基于有限状态机设计了考虑不同行车风险等级的碰撞风险防控决策系统,针对不同状态制定了满足最小安全距离要求的车辆平稳制动控制策略。最后,基于PreScan与Matlab联合仿真技术,搭建了某露天矿区无人驾驶车辆的数字孪生仿真系统,并进行了水平道路场景、上下坡道场景和满载工况的车辆遇障停车仿真测试。仿真结果表明:行车风险评估模块在下坡道场景可以提前评估风险并及时制动停车,说明引入前方道路坡度信息的综合行车风险评估策略可以提高上下坡道场景车辆的行车安全;同时,通过引入车辆载重信息来修正最小制动安全距离指标,可及时评估满载车辆前方的潜在碰撞风险,提高了露天矿区满载车辆的行车安全;行车风险防控模块的紧急制动控制策略可以在10 m安全距离前实现平稳制动停车,提高了大载重车辆在遇障停车时的平稳性。
关键词
露天矿区
无人驾驶车辆
行车安全保障模型
行车风险
有限状态机
紧急制动
Keywords
open-pits
autonomous vehicle
driving security model
driving risk
finite state machine
emergency brak-ing
分类号
TD57 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
面向非结构化道路场景的车辆全局速度规划
2
作者
李涵
余贵珍
周彬
张煜笛
张叶婧
欧阳
东哲
田江涛
机构
北京航空航天大学交通科学与工程学院
公安部道路交通安全研究中心
中国联合网络通信有限公司研究院
国能北电胜利能源有限公司
出处
《汽车安全与节能学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期319-328,共10页
基金
国家重点研发计划(2020YFB1600302)。
文摘
为实现智能网联车辆在复杂非结构化道路场景下行驶速度规划,该文提出了一种基于分段匀加速模型的车辆全局速度规划方法。以驾驶安全平稳性为原则分析车辆动力学特性,计算侧翻与侧滑临界车速作为非结构道路上各路径点的极限行驶速度;设计分段匀加速模型建立全局速度规划问题,构建考虑效率、平稳性及能耗的综合损失函数,考虑非结构化道路的坡度曲率连续变化,设计车辆速度、加速度及加加速度变量边界来约束决策变量;结合重型电动车辆制动能量回收功能,针对性提出非结构化道路场景下电动车辆速度规划模型,并通过仿真对方法进行验证。结果表明:主车的加速度范围稳定在-1.0~1.0 m/s^(2),加加速度范围稳定在-0.5~0.8 m/s^(3);相比于基于动态规划的速度规划,所提出的速度规划算法保证车辆行驶平稳性的同时,减少了车辆控制输入,0.8 s的计算时间可满足无人驾驶车载设备实时计算需求;将提出的算法应用于无人矿卡实车,车辆行驶平稳,最大加加速度不超过0.45m/s^(3)。
关键词
非结构化道路
速度规划
无人驾驶
运动规划
Keywords
unstructured road
speed planning
autonomous driving
motion planning
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于毫米波雷达的露天矿区车辆防撞自动刹车系统
3
作者
石广洋
张来红
欧阳
东哲
刘超
黄国鹏
机构
神华北电胜利能源有限公司
北京中矿华沃科技股份有限公司
出处
《电子设计工程》
2022年第24期166-169,174,共5页
文摘
针对防撞自动刹车系统容易受到复杂动态环境影响,导致自动刹车距离与实际情况不符的问题,设计基于毫米波雷达的露天矿区车辆防撞自动刹车系统。添加毫米波雷达传感器,通过集成显示器,为车辆行驶提供高清画面。使用360度全景影像监控,实时采集周围高清视频画面。引入无量纲量和中间比较因子,计算行车间距。通过图像动态识别算法,实时显示清晰路况,精准确定目标位置。通过实验得出,该系统自动刹车曲线与实际刹车曲线基本相符,最大横向误差只有2 m。
关键词
毫米波雷达
露天矿区车辆
防撞
自动刹车
中间比较因子
Keywords
millimeter wave radar
open-pit mining vehicles
anti-collision
automatic braking
intermediate comparison factor
分类号
TN955 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
露天矿区无人驾驶行车风险评估及防控策略仿真研究
陈志发
余贵珍
张传莹
丁能根
周彬
李在友
欧阳
东哲
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
下载PDF
职称材料
2
面向非结构化道路场景的车辆全局速度规划
李涵
余贵珍
周彬
张煜笛
张叶婧
欧阳
东哲
田江涛
《汽车安全与节能学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
3
基于毫米波雷达的露天矿区车辆防撞自动刹车系统
石广洋
张来红
欧阳
东哲
刘超
黄国鹏
《电子设计工程》
2022
0
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
统计分析
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