智能电动汽车高速公路换道过程路径规划仿真

智能电动汽车高速公路换道过程路径规划仿真
- 简介
- 使用说明

简介

   汽车换道是最基本的驾驶行为之一，同时也是引发交通事故最多的驾驶行为之一，由换道引起的交通事故涉及多条车道，极易引发连环事故和严重的交通阻碍。汽车自主换道是重要的先进驾驶辅助技术，可以提高汽车的行驶安全和道路的通顺性。该实例主要利用梯形加速度换道轨迹，对电动汽车高速换道过程的路径规划进行仿真。

使用说明

一、实验目的

分析常用的换道轨迹规划方法
建立电动汽车梯形加速度换道路径规划模型
电动汽车梯形加速度换道路径规划MWORKS仿真

二、仿真数据

无

三、实验步骤

1.分析常用的换道轨迹规划方法

原理参见教材第7章实例10

2.建立电动汽车梯形加速度换道路径规划模型

原理参见教材第7章实例10

3.电动汽车梯形加速度换道路径规划MWORKS仿真

根据电动汽车梯形加速度换道路径规划模型，编写绘制电动汽车高速公路换道过程轨迹规划曲线的MWORKS程序如下。

x_values = []#为x设置数组

y_values = []#为y设置数组

t_values = []#为t设置数组

v_values = []#为v设置数组

a_values = []#为a设置数组

for t = 0:0.001:3.284#设置仿真时间区间

if t < 0.5#0-t1时间区间

x = (2 * t^3) / 3#横向位移函数

v = 2 * t^2#横向速度函数

a = 4 * t#横向加速度函数

elseif 0.5 <= t <= 1.142#t1-t2时间区间

x = t^2 - t / 2 + 1 / 12#横向位移函数

v = 2 * t - 0.5#横向速度函数

a = 2#横向加速度函数

elseif 1.142 <= t < 2.142#t2-t3时间区间

x = -(2 * t^3) / 3 + 3.284 * t^2 - 3.108 * t + 1.076#横向位移函数

v = -2 * t^2 + 6.568 * t - 3.108#横向速度函数

a = -4 * t + 6.568#横向加速度函数

elseif 2.142 <= t < 2.784#t3-t4时间区间

x = -t^2 + 6.068 * t - 5.4747#横向位移函数

v = -2 * t + 6.068#横向速度函数

a = -2#横向加速度函数

else#t4-t5时间区间

x = (2 * t^3) / 3 - 6.568 * t^2 + 21.567 * t - 19.857#横向位移函数

v = 2 * t^2 - 13.136 * t + 21.567#横向速度函数

a = 4 * t - 13.136#横向加速度函数

end#结束

y = 30 * t#纵向位移函数

push!(x_values, x)#把x值推入数组

push!(y_values, y)#把y值推入数组

push!(t_values, t)#把t值推入数组

push!(v_values, v)#把v值推入数组

push!(a_values, a)#把a值推入数组

end#结束

figure(1);#设置图形窗口1

plot(y_values, x_values, linewidth = 1.5);#输出横向位移-纵向位移曲线

xlabel("纵向位移／m"), ylabel("横向位移／m");#设置横纵坐标

figure(2);#设置图形窗口2

plot(t_values, x_values, linewidth = 1.5)#输出横向位移-时间曲线

xlabel("时间／s"), ylabel("横向位移／m");#设置横纵坐标

figure(3);#设置图形窗口3

plot(t_values, v_values, linewidth = 1.5)#输出横向速度-时间曲线

xlabel("时间／s"), ylabel("横向速度/(m/s)");#设置横纵坐标

figure(4);#设置图形窗口4

plot(t_values, a_values, linewidth = 1.5)#输出横向加速度-时间曲线

xlabel("时间／s"), ylabel("横向加速度/(m/s^2)");#设置横纵坐标

在MWORKS编辑器中输入这些程序，点击运行按钮，就会得到输出曲线，如图7-10-6～图7-10-9所示。

图7-10-6所示为横向位移-纵向位移曲线。可以看出，该曲线平顺光滑，换道过程中没有突变点，曲率变化比较平稳，与实际的换道路径相符。