智能車高速穩(wěn)定行駛局部路徑規(guī)劃算法
作者：趙祥磊 曹子健 吳穎熹 吉林大學(xué) 汽車工程學(xué)院 清華大學(xué) 汽車系
時間：2010-05-19
來源：電子產(chǎn)品世界
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目標(biāo)轉(zhuǎn)向半徑確定
本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/109143.htm智能車行駛道路為中心引導(dǎo)線兩側(cè)等寬且總寬為Wr的帶狀區(qū)域，如圖5。道路中心線是由直線和曲率不等的圓弧組成的。直道行駛時，智能車轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角為零，完全巡線即可。在彎道行駛時，對智能車給定一個轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角，其行駛軌跡是一段圓弧，故確定智能車目標(biāo)路徑即確定一個目標(biāo)轉(zhuǎn)向半徑，以確保智能車在不觸及道路邊界的條件下以更短的時間通過彎道。彎道形式大體上可以分為單個彎道和連續(xù)彎道兩類。
對于單個彎道，當(dāng)智能車以一定轉(zhuǎn)向半徑過彎時，向心力方程為：
式中：F為地面對智能車提供的向心力，M為智能車質(zhì)量，V為智能車行駛速度，R為轉(zhuǎn)向半徑。
從(5)式中可知，當(dāng)向心力一定時，最高穩(wěn)定車速與轉(zhuǎn)向半徑成開平方關(guān)系：
式中：k1為比例系數(shù)。
轉(zhuǎn)向半徑與路程成比例關(guān)系：
式中：S為行駛路程，k2為比例系數(shù)。
則行駛時間：
因此，在單個彎道上，選擇較小的轉(zhuǎn)向半徑可以減少行駛時間。
連續(xù)彎道由幾段半徑相同或不同的圓弧組成，當(dāng)兩段圓弧內(nèi)切時，可近似看成曲率漸變的一段圓弧，當(dāng)兩段圓弧外切時，應(yīng)充分利用道路寬度，切內(nèi)線行駛以增大轉(zhuǎn)向半徑，減少行駛路程，進(jìn)而減少行駛時間。
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