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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
基于改变控制时域时间步长的智能车轨迹跟踪控制
2
作者
谢宪毅
王禹涵
+5 位作者
金立生
赵鑫
郭柏苍
廖亚萍
周彬
李克强
《吉林大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期620-630,共11页
为了解决模型预测控制设计智能车轨迹跟踪控制器存在求解计算时间长、在线实时性低的问题,借助于矩阵分块化策略,提出了一种基于控制时域变步长的模型预测轨迹跟踪控制方法。通过矩阵分块化改变控制时域步长,并融入到二次规划的求解过程...
为了解决模型预测控制设计智能车轨迹跟踪控制器存在求解计算时间长、在线实时性低的问题,借助于矩阵分块化策略,提出了一种基于控制时域变步长的模型预测轨迹跟踪控制方法。通过矩阵分块化改变控制时域步长,并融入到二次规划的求解过程中,重构目标函数形式和系统约束条件,以减少求解过程中最优控制序列中待求解变量的数量,降低求解计算时间。在Simulink与Carsim联合仿真平台中,将本文方法与传统模型预测控制方法进行仿真对比分析。结果表明,相比于传统模型预测控制方法,本文方法在保证轨迹跟踪精度的前提下,平均求解计算时间降低了24.39%,最大单次计算时间降低了45.05%,采用“前密后疏”的分块矩阵,其控制器性能优于“平均化”的分块矩阵。
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关键词
车辆工程
智能车辆
控制时域变步长
模型预测
轨迹跟踪
矩阵分块化
原文传递
矿用无人运输车辆精准停靠控制算法
3
作者
张翔宇
徐国艳
+3 位作者
夏启
李涵
徐全耀
蔡明祥
《露天采矿技术》
CAS
2024年第1期26-31,共6页
以无人驾驶矿用运输车为平台,开展精准停靠控制试验研究。为尽可能精确地到达期望停靠位置,首先设计距离-速度规划方案,在此基础上提出1种前馈加反馈的执行器开度控制算法;其次,在底层控制中考虑加速度补偿项,并对制动切换逻辑进行优化...
以无人驾驶矿用运输车为平台,开展精准停靠控制试验研究。为尽可能精确地到达期望停靠位置,首先设计距离-速度规划方案,在此基础上提出1种前馈加反馈的执行器开度控制算法;其次,在底层控制中考虑加速度补偿项,并对制动切换逻辑进行优化;最后进行仿真测试和实车试验,通过测试纠正控制参数,避免掉烦琐的系统参数辨识。结果表明:采用精准停靠策略能降低干扰引起的速度波动,优化底层控制逻辑,有效提高停靠精度。
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关键词
无人运输
精准停靠
距离-速度规划
误差反馈控制
制动逻辑切换
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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
基于改变控制时域时间步长的智能车轨迹跟踪控制
2
作者
谢宪毅
王禹涵
金立生
赵鑫
郭柏苍
廖亚萍
周彬
李克强
机构
燕山
大学
车
辆
与能源学院
清华
大学
汽
车
安全与节能国家
重点
实验室
中国第一汽
车
集团公司智能网联开发院
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
车
路一体智能交通全国
重点
实验室
出处
《吉林大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期620-630,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52072333)
汽车安全与节能国家重点实验室开放基金项目(KFY2211)
河北省省级科技计划项目(F2021203107,F2022203054).
文摘
为了解决模型预测控制设计智能车轨迹跟踪控制器存在求解计算时间长、在线实时性低的问题,借助于矩阵分块化策略,提出了一种基于控制时域变步长的模型预测轨迹跟踪控制方法。通过矩阵分块化改变控制时域步长,并融入到二次规划的求解过程中,重构目标函数形式和系统约束条件,以减少求解过程中最优控制序列中待求解变量的数量,降低求解计算时间。在Simulink与Carsim联合仿真平台中,将本文方法与传统模型预测控制方法进行仿真对比分析。结果表明,相比于传统模型预测控制方法,本文方法在保证轨迹跟踪精度的前提下,平均求解计算时间降低了24.39%,最大单次计算时间降低了45.05%,采用“前密后疏”的分块矩阵,其控制器性能优于“平均化”的分块矩阵。
关键词
车辆工程
智能车辆
控制时域变步长
模型预测
轨迹跟踪
矩阵分块化
Keywords
vehicle engineering
intelligent vehicle
adjusting the step size of control horizon
model predictive control
trajectory tracking
matrix blocking
分类号
U461.6 [机械工程—车辆工程]
原文传递
题名
矿用无人运输车辆精准停靠控制算法
3
作者
张翔宇
徐国艳
夏启
李涵
徐全耀
蔡明祥
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
交通科学与工程学院
国能新疆准东能源有限责任公司
出处
《露天采矿技术》
CAS
2024年第1期26-31,共6页
文摘
以无人驾驶矿用运输车为平台,开展精准停靠控制试验研究。为尽可能精确地到达期望停靠位置,首先设计距离-速度规划方案,在此基础上提出1种前馈加反馈的执行器开度控制算法;其次,在底层控制中考虑加速度补偿项,并对制动切换逻辑进行优化;最后进行仿真测试和实车试验,通过测试纠正控制参数,避免掉烦琐的系统参数辨识。结果表明:采用精准停靠策略能降低干扰引起的速度波动,优化底层控制逻辑,有效提高停靠精度。
关键词
无人运输
精准停靠
距离-速度规划
误差反馈控制
制动逻辑切换
Keywords
unmanned transport
precision parking
distance-velocity planning
error feedback control
braking logic switching
分类号
TD57 [矿业工程—矿山机电]
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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
基于改变控制时域时间步长的智能车轨迹跟踪控制
谢宪毅
王禹涵
金立生
赵鑫
郭柏苍
廖亚萍
周彬
李克强
《吉林大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
原文传递
3
矿用无人运输车辆精准停靠控制算法
张翔宇
徐国艳
夏启
李涵
徐全耀
蔡明祥
《露天采矿技术》
CAS
2024
0
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