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基于单目视觉的高速公路车道保持与距离测量 被引量:38
1
作者 周欣 黄席樾 黎昱 《中国图象图形学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2003年第5期590-595,共6页
汽车智能辅助操作系统是智能交通系统的重要组成部分 ,也是目前国际上的热点问题 .基于计算机视觉技术的车道保持 ,即视觉导航是辅助操作系统的核心问题之一 .该文提出一种基于单目视觉的公路分道线二维重建算法和距离测量算法 .其基本... 汽车智能辅助操作系统是智能交通系统的重要组成部分 ,也是目前国际上的热点问题 .基于计算机视觉技术的车道保持 ,即视觉导航是辅助操作系统的核心问题之一 .该文提出一种基于单目视觉的公路分道线二维重建算法和距离测量算法 .其基本思想是根据分道线灰度与几何特征建立约束方程 ,进而跟踪提取分道线 ,并用二维模型重建 ,在此基础上 ,首先获得车道保持的必要道路参数 ,然后在二维重建的基础上 ,进一步实现了基于分道线几何约束的单目测距算法 .在四川省与重庆市的高速公路上的实验证明 ,车道保持算法的实时性与精确性已基本满足实用要求 ;单目测距算法的精确度也能满足安全行车防止碰撞的需要 . 展开更多
关键词 汽车 智能辅助操作系统 高速公路 计算机视觉 行车安全
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基于电动助力转向的车道保持系统 被引量:28
2
作者 张海林 罗禹贡 +1 位作者 江青云 李克强 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期526-531,525,共7页
为集成电动助力转向系统与车道保持系统,提出了一种结合跨道时间与驾驶员操作行为判断的车道保持协调控制方法。在理论分析的基础上搭建了车道保持模型、魔术轮胎模型、7自由度整车模型和EPS模型,并进行仿真和硬件在环实验。结果表明,... 为集成电动助力转向系统与车道保持系统,提出了一种结合跨道时间与驾驶员操作行为判断的车道保持协调控制方法。在理论分析的基础上搭建了车道保持模型、魔术轮胎模型、7自由度整车模型和EPS模型,并进行仿真和硬件在环实验。结果表明,所设计的车道保持协调控制方法能解决EPS部件与车道保持执行部件之间的协调问题,将车辆维持在两车道线之间,保证车辆的行驶安全性。 展开更多
关键词 车道保持 协调控制 仿真 硬件在环实验 电动助力转向
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车道保持预瞄控制及其稳态误差分析 被引量:15
3
作者 任殿波 崔胜民 吴杭哲 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期192-199,共8页
研究自动化公路系统车道保持预瞄控制方法,分析控制系统稳态误差。利用车载传感器获得车辆相对于车道中心线的侧向偏离,基于单点预瞄方法,建立车辆横向位置误差和横摆角误差动态模型;采用非奇异终端滑模方法,设计车道保持控制规律;应用... 研究自动化公路系统车道保持预瞄控制方法,分析控制系统稳态误差。利用车载传感器获得车辆相对于车道中心线的侧向偏离,基于单点预瞄方法,建立车辆横向位置误差和横摆角误差动态模型;采用非奇异终端滑模方法,设计车道保持控制规律;应用李雅普诺夫稳定性理论,分析位置误差渐近稳定性;基于系统零动态模型,推导横摆角误差、侧偏角和转向角稳态值的计算公式。结果表明,道路曲率为零时,设计的控制规律能使车辆横向位置误差和横摆角误差同时趋于零;当道路曲率为一常数时,横向位置误差趋于零,横摆角误差趋于稳态值,其大小与道路曲率和车辆纵向速度有关,但与预瞄距离无关。 展开更多
关键词 自动化公路系统 车道保持 单点预瞄 稳态误差
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基于多类型传感数据的自动驾驶深度强化学习方法 被引量:13
4
作者 杨顺 蒋渊德 +1 位作者 吴坚 刘海贞 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1026-1033,共8页
提出了一种基于多类型传感数据训练自动驾驶策略的方法,采用不同卷积网络对高维图像数据和低维目标级传感数据进行特征提取,然后对提取特征进行组合,采用组合特征学习自动驾驶策略。在仿真测试软件TORCS中设计车道跟随任务对本文方法进... 提出了一种基于多类型传感数据训练自动驾驶策略的方法,采用不同卷积网络对高维图像数据和低维目标级传感数据进行特征提取,然后对提取特征进行组合,采用组合特征学习自动驾驶策略。在仿真测试软件TORCS中设计车道跟随任务对本文方法进行验证,结果表明:基于多类型传感信息进行深度强化训练可以取得较好的车速和车辆横向偏移控制效果。 展开更多
关键词 车辆工程 深度强化学习 无人驾驶 车道跟随 多类型传感数据
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基于单目视觉的障碍物检测方法研究 被引量:10
5
作者 杨建荣 曲仕茹 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2009年第2期278-281,共4页
为了解决车辆的碰撞问题,提出了一种基于单目视觉的车道标识线二维重建及障碍物检测与跟踪的方法。主要采用最大类间方差法对初始图像进行分割,给出一种新的车道标识线特征点搜索策略,用统计模型的方法获取车道线参数。利用障碍物(前方... 为了解决车辆的碰撞问题,提出了一种基于单目视觉的车道标识线二维重建及障碍物检测与跟踪的方法。主要采用最大类间方差法对初始图像进行分割,给出一种新的车道标识线特征点搜索策略,用统计模型的方法获取车道线参数。利用障碍物(前方车辆)在道路中留下的阴影,检测车辆边缘并确认车辆存在,运用卡尔曼滤波方法跟踪车辆具体位置。所设计的方法能够准确地检测跟踪车道线及前方障碍物。实验结果表明:方法满足车辆安全行驶的前提需要,具有较高的准确性和实时性。 展开更多
关键词 单目视觉 最大类间方差法 车道保持 车道线跟踪 检测与跟踪车辆
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基于小偏差模型预测的车道保持辅助控制 被引量:12
6
作者 柳长春 都东 潘际銮 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1087-1092,共6页
车道保持辅助系统需要在保证安全性的同时适应驾驶员习惯,避免不必要的干预。该文通过在线构建人-车系统的小偏差模型,基于模型预测控制理论,设计了车道保持辅助控制策略。控制器通过在线求解二次规划问题,获得矫正转向角,帮助驾驶员避... 车道保持辅助系统需要在保证安全性的同时适应驾驶员习惯,避免不必要的干预。该文通过在线构建人-车系统的小偏差模型,基于模型预测控制理论,设计了车道保持辅助控制策略。控制器通过在线求解二次规划问题,获得矫正转向角,帮助驾驶员避免无意的车道偏离。根据车辆当前状态,计算名义预测轨迹。通过将非线性人-车模型围绕名义轨迹逐次线性化,在线获取人-车系统小偏差模型。通过对系统安全性和驾驶员适应性指标的量化设计,得到相应的目标函数和I/O约束,建立了滚动时域优化问题。仿真实验演示了该控制器探测车道偏离危险和转向矫正的过程。真实场景下的实车实验表明:该系统具有避免车道偏离、适应驾驶员习惯、避免不必要干预的能力。 展开更多
关键词 车道保持 模型预测控制 小偏差模型 驾驶员辅助系统
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基于BP神经网络的车道保持控制系统 被引量:10
7
作者 金立生 方文平 +1 位作者 候海晶 孙玉芹 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期650-654,共5页
利用机械动力学仿真软件ADAMS/CAR建立了主要包括用于进行自主控制的转向系统及可输出状态变量车身模型的整车动力学模型,在MATLAB/Simulink环境下设计了基于BP神经网络PID的车道保持控制系统。通过输入输出接口实现了整车模型与Matlab... 利用机械动力学仿真软件ADAMS/CAR建立了主要包括用于进行自主控制的转向系统及可输出状态变量车身模型的整车动力学模型,在MATLAB/Simulink环境下设计了基于BP神经网络PID的车道保持控制系统。通过输入输出接口实现了整车模型与Matlab的通信。利用建立的Matlab控制模块和ADAMS机械系统动力学模型实现了车道保持控制的联合仿真。仿真结果表明,所设计的车道保持控制系统能较好地实现在危险状态下的车道保持自主控制,且控制过程平稳。 展开更多
关键词 交通运输安全工程 车道保持 联合仿真 BP神经网络
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汽车弯道防侧滑/侧翻控制器设计 被引量:9
8
作者 郭烈 黄晓慧 +2 位作者 葛平淑 赵一兵 李琳辉 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期579-585,共7页
对自动化公路系统弯道上汽车防侧滑/侧翻控制系统进行了研究.在汽车驶入弯道前计算安全车速,建立车辆运动学模型,采用积分反推方法设计了直道制动减速阶段的速度控制器,通过引入虚拟控制变量设计了弯道车道保持阶段的位姿控制器.根据车... 对自动化公路系统弯道上汽车防侧滑/侧翻控制系统进行了研究.在汽车驶入弯道前计算安全车速,建立车辆运动学模型,采用积分反推方法设计了直道制动减速阶段的速度控制器,通过引入虚拟控制变量设计了弯道车道保持阶段的位姿控制器.根据车辆动力学简化模型设计了动力学控制器进行仿真试验,车辆以安全车速通过弯道.试验表明所设计的控制器具有快速、准确跟踪和全局稳定的特性,能有效避免发生侧滑/侧翻的危险工况,保证车辆行驶安全性和方向稳定性. 展开更多
关键词 安全辅助驾驶 侧滑 侧翻 积分反推方法 制动减速 车道保持
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基于主动转向的车辆路径跟随广义预测控制 被引量:9
9
作者 曹阳 贺登博 +1 位作者 喻凡 罗哲 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期401-406,共6页
为了增强车辆在外界干扰存下的路径跟随性能,提出了一种基于广义预测控制(GPC)的主动转向控制器来保证车辆对于路径的跟踪能力.采用受控自回归积分滑动平均模型(CARIMA)作为预测模型,通过带遗忘因子的最小二乘法辨识方法获得CARIMA模型... 为了增强车辆在外界干扰存下的路径跟随性能,提出了一种基于广义预测控制(GPC)的主动转向控制器来保证车辆对于路径的跟踪能力.采用受控自回归积分滑动平均模型(CARIMA)作为预测模型,通过带遗忘因子的最小二乘法辨识方法获得CARIMA模型参数,避免了由于车辆非线性造成的参数化建模不准确、繁琐问题.使用车辆路径侧向跟踪误差作为控制器输入,方向盘附加转角作为输出,与驾驶员方向盘转角进行综合,获得车辆方向盘最终转角.在Simulink-CarSim联合仿真环境下,验证了所设计控制器在双移线工况有强侧向风干扰时车辆对路径的跟随性能. 展开更多
关键词 主动转向 车道保持 路径跟随 广义预测控制
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汽车车道保持系统的BP神经网络控制 被引量:8
10
作者 高振海 姜立勇 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期272-277,共6页
针对汽车侧向动力学的强非线性且参数时变特性,利用神经网络对任意非线性函数的逼近能力,并结合驾驶员操纵行为特性,建立了基于BP神经网络的汽车车道保持系统的自适应PID控制算法。不同车速和路况的仿真结果表明,该控制算法可有效地控... 针对汽车侧向动力学的强非线性且参数时变特性,利用神经网络对任意非线性函数的逼近能力,并结合驾驶员操纵行为特性,建立了基于BP神经网络的汽车车道保持系统的自适应PID控制算法。不同车速和路况的仿真结果表明,该控制算法可有效地控制汽车按照预期轨迹行驶,且对车速和道路曲率的变化具有较强的适应性和鲁棒性。 展开更多
关键词 汽车 车道保持 BP神经网络 自适应
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低附着系数路面车道保持模型预测控制及汽车稳定性控制 被引量:9
11
作者 汪选要 程义 +1 位作者 程煜 叶友东 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1018-1025,共8页
提出了车道保持模型预测控制算法。在低附着系数路面上分析了双移线工况下转向角和侧向加速度二次低通滤波之差的峰值与汽车失稳程度之间的关系,基于可测信号(转向角、侧向加速度、横摆角速度和车速)提出了模糊控制算法,设计了汽车稳定... 提出了车道保持模型预测控制算法。在低附着系数路面上分析了双移线工况下转向角和侧向加速度二次低通滤波之差的峰值与汽车失稳程度之间的关系,基于可测信号(转向角、侧向加速度、横摆角速度和车速)提出了模糊控制算法,设计了汽车稳定性控制器。为了阻止低速和不严重失稳工况下汽车稳定性控制器的误启动,提出了不稳定指标模糊控制算法;为了避免汽车稳定性系数急速减小,设计了稳定性系数保持器。CarSim/Simulink仿真结果表明,在低附着系数路面上所设计的转向控制器和汽车稳定性控制器具有更好的车道保持能力和稳定性。 展开更多
关键词 车道保持 模型预测 稳定性控制 模糊控制 保持器
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具有不确定参数的车道保持终端滑模控制 被引量:8
12
作者 张继业 任殿波 《大连海事大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期81-84,88,共5页
为研究具有参数不确定性的自动化公路系统车道保持控制,假定车辆质量、转动惯量、轮胎侧偏刚度等不确定参数有界,基于位置预瞄策略和车辆侧向动力学模型,建立预瞄点处的车辆横向位置误差和横摆角误差动态方程;采用终端滑模控制方法,设... 为研究具有参数不确定性的自动化公路系统车道保持控制,假定车辆质量、转动惯量、轮胎侧偏刚度等不确定参数有界,基于位置预瞄策略和车辆侧向动力学模型,建立预瞄点处的车辆横向位置误差和横摆角误差动态方程;采用终端滑模控制方法,设计车道保持变结构控制规律;基于李雅普诺夫稳定性理论,对控制系统的稳定性进行分析.仿真结果显示,该文设计的控制规律可使车辆侧向位置误差与横摆角误差具有较快的收敛率. 展开更多
关键词 自动化公路系统 车道保持 变结构控制 不确定参数
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车道保持辅助系统设计 被引量:1
13
作者 李乙洪 倪兴泷 孙仁云 《汽车实用技术》 2024年第6期88-93,共6页
车道保持辅助系统(LKAS)在汽车无意识偏离时能发出预警并纠正偏离,具有重要的安全作用和研究意义。设计了一种车道保持辅助系统,主要包括车道偏离预警模块和车道居中控制模块,通过摄像头采集数据并做了图像处理,根据左右车道线和车辆位... 车道保持辅助系统(LKAS)在汽车无意识偏离时能发出预警并纠正偏离,具有重要的安全作用和研究意义。设计了一种车道保持辅助系统,主要包括车道偏离预警模块和车道居中控制模块,通过摄像头采集数据并做了图像处理,根据左右车道线和车辆位置状态判断车辆是否偏离车道。若车辆发生偏离且驾驶员未主动控制车辆,则偏离预警发出声光报警,控制模块对车辆速度及方向进行调节,车辆向车道中心靠近,并沿着车道中心行驶。用实验小车对车道保持辅助系统进行验证,结果表明,系统可实现车道偏离预警和车道居中控制,具有较高的稳定性和可靠性。 展开更多
关键词 车道保持 辅助系统 偏离预警 联合仿真
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车道线保持自校正滑模控制 被引量:6
14
作者 李玮 王晶 段建民 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期136-140,共5页
为实现复杂工况下的车道线保持控制,建立了包含转向机构动态的车辆横向动力学模型,在此基础上研究了车辆在直道与弯道工况下的车道保持控制问题并提出一种自校正滑模控制方法。该方法引入sigmoid函数代替滑模控制中的符号函数并根据Lyap... 为实现复杂工况下的车道线保持控制,建立了包含转向机构动态的车辆横向动力学模型,在此基础上研究了车辆在直道与弯道工况下的车道保持控制问题并提出一种自校正滑模控制方法。该方法引入sigmoid函数代替滑模控制中的符号函数并根据Lyapunov稳定性理论设计了自校正律,在自校正律的作用下sigmoid函数的边界层厚度以及切换增益可根据系统状态进行自适应调节,从而改善滑模控制器输出的抖振现象;另外该方法通过引入饱和环节对滑模控制器产生的一些过大的控制信号进行过滤,以改善传统滑模控制在初始时刻控制量过大的缺点。基于Lyapunov理论证明了该方法的稳定性,最后通过仿真试验进一步验证了该方法的可行性及有效性。 展开更多
关键词 交通工程 自校正 滑模控制 车道保持 边界层
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4WS汽车车道保持控制及稳态性能分析 被引量:6
15
作者 任殿波 崔胜民 +1 位作者 张冠哲 张继业 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期79-82,101,共5页
基于汽车横向动力学模型,研究智能交通系统车道保持控制。以横向位置误差和横摆角误差为被控变量,采用终端滑模控制方法,设计车道保持控制规律;基于系统零动态的分析,推导汽车在四轮主动转向和仅有前轮转向两种情况下,车道保持控制系统... 基于汽车横向动力学模型,研究智能交通系统车道保持控制。以横向位置误差和横摆角误差为被控变量,采用终端滑模控制方法,设计车道保持控制规律;基于系统零动态的分析,推导汽车在四轮主动转向和仅有前轮转向两种情况下,车道保持控制系统的稳态误差以及稳态侧偏角和转向角计算公式。研究表明,采用四轮主动转向,横向位置误差、横摆角稳态误差、稳态侧偏角能同时为0;而仅依靠前轮转向,横向位置误差、横摆角误差一般不能同时趋于0,当道路曲率为常数时,横向位置误差趋于0,横摆角误差和侧偏角能趋于稳态值。 展开更多
关键词 智能运输系统 车道保持 四轮转向 稳态误差
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横向控制系统在商用车领域的应用
16
作者 张国芳 仲波 +2 位作者 刘枭 倪一铭 杨河清 《汽车电器》 2024年第5期44-46,50,共4页
文章阐述横向控制系统的原理,对横向控制系统中的感知系统以及执行系统进行深度剖析,包括两者之间的交互关系和感知系统对执行系统的性能参数要求。通过标定测试开发出能够满足法规试验要求的商用车。
关键词 感知系统 执行系统 电动转向 车道保持 二级阶跃控制系统
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基于改进预瞄驾驶员模型的车道保持系统 被引量:6
17
作者 董婷 《汽车实用技术》 2019年第24期143-145,共3页
为提高车辆行驶的主动安全性,基于改进的单点预瞄最优曲率驾驶员模型,提出车道保持控制方法,并搭建Simulink控制模型,结合dSPACE ModelDesk/MotionDesk进行仿真实验。仿真结果表明,改进后的模型能够消除横向偏差,更好地跟随目标路径,使... 为提高车辆行驶的主动安全性,基于改进的单点预瞄最优曲率驾驶员模型,提出车道保持控制方法,并搭建Simulink控制模型,结合dSPACE ModelDesk/MotionDesk进行仿真实验。仿真结果表明,改进后的模型能够消除横向偏差,更好地跟随目标路径,使车辆保持在车道中心附近行驶。 展开更多
关键词 驾驶员模型 车道保持 横向控制 目标路径
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基于转角补偿的滑模驾驶员车道保持控制方法探究
18
作者 李潇 《汽车实用技术》 2024年第6期61-66,共6页
针对智能车辆车道保持过程出现的转向不足或者转向过度而无法有效跟踪目标轨迹的情况,文章在滑模变结构控制基础上设计了汽车横向预瞄驾驶员模型,并引入前轮转角补偿控制建立车道保持模型,该模型能够及时修正和优化转角,确保车辆在转弯... 针对智能车辆车道保持过程出现的转向不足或者转向过度而无法有效跟踪目标轨迹的情况,文章在滑模变结构控制基础上设计了汽车横向预瞄驾驶员模型,并引入前轮转角补偿控制建立车道保持模型,该模型能够及时修正和优化转角,确保车辆在转弯过程中保持稳定性。仿真结果表明,所提出的车道保持控制方法能够在车速较高的情况下实现车道保持功能,并能在连续弯道情况下实时修正并补偿前轮转角。高速下预瞄横向偏差和航向偏差分别降低38.4%和37.6%,具有良好的路径跟踪性能。 展开更多
关键词 车道保持 路径跟随 滑模控制 转角补偿
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商用车电液复合转向系统的车道保持策略 被引量:5
19
作者 施国标 张洪泉 +1 位作者 王帅 桑冬岗 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期101-110,共10页
为了提高商用车的行驶安全性,避免因驾驶人的分心驾驶出现车辆偏离车道的问题,提出一种基于电液复合转向系统的商用车车道保持策略;在建立电液复合转向系统模型、二自由度车辆模型、预瞄驾驶人模型的基础上,设计基于驾驶人在环的MPC和A... 为了提高商用车的行驶安全性,避免因驾驶人的分心驾驶出现车辆偏离车道的问题,提出一种基于电液复合转向系统的商用车车道保持策略;在建立电液复合转向系统模型、二自由度车辆模型、预瞄驾驶人模型的基础上,设计基于驾驶人在环的MPC和ADRC串级的车道保持控制策略。首先,采用MPC算法将车辆横向位置控制的最优问题转化为二次规划求得目标前轮转角;然后,考虑电液复合转向系统的不确定和干扰问题,利用ADRC算法对目标转向盘转角和实际驾驶人的转向盘转角差值以转矩信号的形式进行补偿。同时研究车道保持系统对驾驶人的干预问题,引入干预系数的概念,采用模糊控制的方法,将驾驶人手力和车辆的运动状态作为输入变量,干预系数作为输出变量,保证整车行驶安全性的前提下减小车道保持辅助系统对驾驶人的干预。最后,通过MATLAB/Simulink仿真和硬件在环试验对所设计的控制策略进行验证。研究结果表明:所设计的基于商用车电液复合转向系统的车道保持策略能够及时地纠正因驾驶人的分心驾驶而导致车辆偏离所在行驶车道的行为,特别是在弯道处出现驾驶人转向不足或过度转向的情况时,能够将车辆维持在车道线之内,保证车辆的行驶安全性,同时由于干预系数的设计,使得驾驶人也有良好的人机交互体验感。 展开更多
关键词 汽车工程 车道保持 模型预测控制 自抗扰控制 电液复合转向 人机交互
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人机共驾型车道保持辅助控制策略 被引量:1
20
作者 李伟男 李林润 孟祥哲 《汽车实用技术》 2023年第24期37-43,共7页
车道保持辅助系统对于汽车横向安全具有重要意义,然而在实际使用中往往存在人机冲突等问题,为此,文章提出了人机共驾型车道保持辅助控制策略。基于实车平台搭建了驾驶员驾驶数据采集系统并对驾驶数据进行实时采集;根据学习向量量化神经... 车道保持辅助系统对于汽车横向安全具有重要意义,然而在实际使用中往往存在人机冲突等问题,为此,文章提出了人机共驾型车道保持辅助控制策略。基于实车平台搭建了驾驶员驾驶数据采集系统并对驾驶数据进行实时采集;根据学习向量量化神经网络理论,利用实车驾驶数据训练并生成驾驶员驾驶意图辨识模型;设计人机共驾型车道保持辅助控制系统构架,基于偏离预警模型确定辅助系统的介入条件,基于单点预瞄最优曲率驾驶员模型输出能够使车辆快速回正的最优转向盘转角,设计模糊控制系统实现对共驾系数的实时计算;搭建驾驶员在环平台并进行测试验证。结果表明,所提出的车道保持辅助控制策略能够在对驾驶员驾驶意图进行准确辨识的基础上,根据车辆偏离状态,提供合理的辅助的机器转角以实现人机共驾型车道保持辅助控制。 展开更多
关键词 汽车工程 辅助驾驶 驾驶意图 车道保持 人机协同
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