无人驾驶智能车的导航系统研究

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随着我国汽车行业的不断发展和进步,城市交通也遭遇了前所未有的拥挤。而车载导航系统的广泛应用则改善了这一问题。路径规划作为导航系统的重要组成部分,指导着驾驶员按照一条最安全、最快速的路径行驶,节约了汽车在公路上的逗留时间,提高了行车效率。无人驾驶智能车通过传感器采集的自身及环境的各种积极信息数据,然后传入车载中央计算机进行数据分析,并产生相应的控制策略,操纵无人驾驶智能车按照中央计算机计算所产生的最优路径行驶。论文首先说明了无人驾驶智能车研究的目的和意义,并对国内外无人驾驶智能车技术的研究和概况进行了介绍。通过研究车载导航系统的基本组成和常用的导航方式,对该车载导航系统提出了相关的技术要求。然后讨论了路网的表达方式及图论的相关知识,进而建立了交通道路网络的数学模型。同时在该交通路网模型的基础上,通过比较各种算法的优缺点,建立合理的估价函数及临界条件等,选择合适的搜索策略,寻找该路网上从起始点到目标点的最优路径。最后在Matlab环境下进行仿真,对该策略进行了最优性的验证。通过Matlab仿真实验,对改进后的双向A*算法和A*算法进行了比较。实验结果表明,改进后的算法在搜索时间和搜索得到的路径距离上都明显优于A*算法,说明改进后的算法实时性更好,能够搜索到最优路径的可能性更大。该搜索策略应用于车载导航系统中的路径规划,减少了搜索时间和存储空间,提高了效率。
摘要第3-4页
Abstract第4-5页
1 绪论第8-13页
    1.1 课题研究的目的和意义第8-10页
    1.2 国内外研究概况第10-12页
        1.2.1 国外研究概况第10-11页
        1.2.2 国内研究概况第11-12页
    1.3 本课题的研究内容及方法第12-13页
2 车载导航系统第13-21页
    2.1 车载导航系统的发展第13-14页
    2.2 车载导航系统的原理第14页
    2.3 车载导航系统的组成第14-16页
    2.4 导航方式第16-18页
        2.4.1 自学习式路径导航系统第16-17页
        2.4.2 自主型导航系统第17-18页
    2.5 导航系统中的路径规划问题第18页
    2.6 车载导航系统的主要功能第18-19页
    2.7 自主导航系统的技术要求第19-20页
    2.8 本章小结第20-21页
3 交通路网的表达方式第21-35页
    3.1 图论的基本概念第21-23页
    3.2 交通路网的基本要素第23-24页
    3.3 道路交通网的层次划分第24页
    3.4 路权的设定第24-28页
        3.4.1 最优目标的选取第25-26页
        3.4.2 路阻函数模型第26-27页
        3.4.3 交叉口延误模型第27-28页
    3.5 交通路网的存储方式第28-34页
        3.5.1 邻接矩阵第28-30页
        3.5.2 邻接表第30-32页
        3.5.3 十字链表第32-34页
    3.6 本章小结第34-35页
4 路径规划算法研究第35-48页
    4.1 常见的路径规划算法第35-41页
        4.1.1 Dijkstra算法第36-37页
        4.1.2 Bellman-Ford算法第37-39页
        4.1.3 Floyd算法第39-40页
        4.1.4 启发式搜索算法第40-41页
    4.2 A~*算法第41-47页
        4.2.1 A~*算法基本思想第41页
        4.2.2 估价函数的构造第41-44页
        4.2.3 A~*算法基本步骤第44页
        4.2.4 A~*算法的流程图第44-46页
        4.2.5 二叉堆排序第46-47页
    4.3 本章小结第47-48页
5 A~*算法的改进及仿真第48-56页
    5.1 双向A~*算法第48-51页
        5.1.1 临界条件和切换标准第48-49页
        5.1.2 算法的基本流程第49-50页
        5.1.3 双向A~*算法流程图第50-51页
    5.2 仿真第51-55页
    5.3 本章小结第55-56页
6 结论第56-58页
    6.1 结论第56页
    6.2 展望第56-58页
参考文献第58-60页
攻读硕士学位期间发表的论文第60-61页
致谢第61-63页
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