تعيين مسير خودروي هوشمند و كنترل آن در محيط هاي پيچيده شهري و تضمين عدم برخورد

Collision-Free Navigation and Control for Autonomous Vehicle in Complex Urban Environments

در اين پژوهش روي مسيريابي خودروها در محيط هاي پيچيده شهري تمركز شده است. در ابتدا خودرو هوشمند موانع و خطوط جاده را شناسايي كرده و مناطق امن را به وسيله روش فاصله زماني كه در اين پژوهش توسعه داده شده است_ مشخص نموده است و سپس توسط الگوريتم نوشته شده مسيري نزديك به تصميم گيري هاي هوشمندانه يك انسان به دست آورده است. در مسير به دست آمده در نواحي كه نياز به انجام تعويض خط مي باشد امكان برخورد با خودروهاي اطراف وجود دارد. جهت اطمينان حاصل كردن از عدم برخورد، يك منحني چندجمله اي درجه پنج براي هر تعويض خط پيشنهاد داده شده است و منحني با توجه به امكان پذير بودن انجام مانور از نظر ديناميك خودرو و شتاب عرضي مجاز خودرو بهينه شده است. در نهايت مسير دقيقي پيشنهاد داده شده تا خودرو بتواند از ميان موانع با ايمني كامل و بدون برخورد عبور كند. در پايان دو نمونه سناريو نزديك به محيط ترافيكي بزرگراه هاي شهري شبيه سازي شده و عدم برخورد در آن ها توسط نرم افزار متلب صحه گذاري شده و مسير به دست آمده توسط كنترلر مود لغزشي كنترل شده است. در اين سناريوها شتاب عرضي خودرو از حد مجاز تجاوز نكرده است.

This paper focused on the vehicle path planning in the highways and complex urban environments. At first, obstacles and road lines have been detected by sensors of the intelligent vehicle, thereupon the vehicle will find the safe areas using the time interval method developed in this paper. Then, an appropriate path close to the intelligent decisions about human being are chosen through the developed algorithm. There is the possibility of collision with surrounding vehicles in the areas where changing the lane is needed. Therefore, to prevent collision, a five order polynomial curve is offered for each lane change maneuver. The reached maneuver is optimized based on the vehicle dynamic and allowed lateral acceleration. Finally, a suitable path to pass quite safely and without any collision through the obstacles is suggested. At the end, two main and different simulation scenarios including the lack of collision are verified by MATLAB software and the obtained path is controlled by the sliding mode controller. These simulations indicate the effectiveness of this method. The lateral acceleration is obtained in allowed range for comfort of occupants in these scenarios.