一、PanoSim简介
PanoSim是一款面向汽车自动驾驶技术与产品研发的一体化仿真与测试平台,集高精度车辆动力学模型、高逼真汽车行驶环境与交通模型、车载环境传感器模型和丰富的测试场景于一体,支持与Matlab/Simulink联合无缝仿真,提供包括离线仿真、实时硬件在环仿真(MIL/SIL/HIL/VIL)和驾驶模拟器等在内的一体化解决方案;支持包括ADAS和自动驾驶环境感知、决策规划与控制执行等在内的算法研发与测试。PanoSim具有很强的开放性与拓展性,支持定制化开发,操作简便友好,已在美国通用汽车、德国戴姆勒汽车、上汽集团和东风汽车等企业和科研院所广泛使用。
这些数据表明,搭载车道偏离预警系统(LDW)后,由于减少了非正常的车道偏离,汽车行驶的安全性将大大提高,交通事故的发生率也将显著下降。故此,LDW系统正逐渐成为汽车安全技术的重要组成部分。
四、LDW控制系统接口
下图为PanoSim传感器配置SensorBuilderUI界面,能够直接将所需要的模块直接拖至图中即可搭载对应的传感器,并且在Simulink中完成链接,LDW主要需要用到车道传感器,完成链接后,即可在总线中读取相应数据(车道线数,车道线ID,左右车道线距车距离,车道线曲率以及多次项的系数)用以拟合车道多项式的参数,并且将其所得数据做为数组通过numpy的计算进行运算和判断,从而优化左右车道线距离车辆的距离最终用于算法的计算去做判断。
五、LDW车道线拟合
六、偏移速度计算
或者也可以等价为
确定前轮转角假设以固定转角θ进行圆弧转弯运动会刚好到达那个目标点,那么这个前轮转角θ就是当前时刻应该发出的期望转角,并在下一个采用时间用同样的方法进行更新。确定圆弧半径R的方法为:如果车身朝向正对着预瞄点,那么R为无穷大,期望前轮转角为0;如果车身没有正对着预瞄点,则定义车辆第二轴的中点坐标为(x_0,y_0),预瞄点坐标为(x_t,y_t),这两对坐标值为已知,并且圆弧中心的坐标(x_c,y_c)一定是在第二轴两轮连线的延长线上,那么圆心坐标应满足:

将上式计算结果变成角度值,再考虑方向盘转角与前轮转角之间的传动比,即可得到方向盘的期望转角。
在开发过程中选择用一个较为简单的方法去模拟LDP的算法进行,通过在LDW的判断过程后,加入油门和方向盘的控制,即可模拟达到LDP算法的控制功能,最终达到较好的控制效果。首先转弯时候会有速度损失,并且在LDW的设计中速度要大于60km/h才能进入判断加速,所以在每次LDP控制需要对速度进行判断,如果速度小于68左右,即需要加速,在命令中使throttle置1,而在方向控制中如果出现了左偏或者右偏的情况,需要进行右转或者左转,就比如说disToRight_V大于80时候说明右边偏移率很大,说明在左偏,这时候即要控制方向盘右转,只需要对steer赋值然后将命令发给总线即可。
在上述的分析过程中主要介绍了LDW的原理,LDW简介,LDW应用背景,软硬件开发所需,以及对应LDW算法的验证,能够一定程度上优化该算法的实际应用能力,而为了能够更好顺应ADAS开发的进程,也对LDP算法进行了尝试,希望能够在将来能够将更多的算法进行应用与开发,并且非常感谢PanoSim便利的自动驾驶仿真平台,能够将所设计的算法快速应用于实地场景以检验算法的可靠性以及可行性,对于自动驾驶算法开发来说是一个举足轻重的平台。
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