无人驾驶车辆导航系统软件的分析、设计与实现

摘要

本文的研究以同济大学汽车工程学院“春晖”无人驾驶车辆项目为依托。论文首先回顾了车辆自主驾驶技术和定位导航技术的发展历史，在深入研究这些学术成果的基础上，形成了本文无人驾驶车辆导航系统软件的设计思路。 论文详细阐述了车辆自主驾驶系统的软、硬件构成及其工作原理，同时设计了导航系统软件的道路网络数字化存取方式、车辆定位算法、基于迪杰斯特拉算法的路径规划算法、路点跟随算法以及车辆行为监督控制有限状态自动机。最后给出了标准C++和QT环境下无人驾驶车辆导航系统软件的具体实现。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 引言

1.1 课题背景

1.2无人驾驶车辆的研究意义

1.3无人驾驶车辆的关键技术

1.4无人驾驶车辆的发展历史

1.4.1军事用途无人驾驶车辆

1.4.2高速公路环境下的无人驾驶车辆

1.4.3城市环境下的无人驾驶车辆

1.5本文主要研究内容

第2章无人驾驶车辆总体工作原理

2.1无人驾驶汽车硬件构成

2.1.1导航计算单元

2.1.2视觉/感知计算单元

2.1.3车辆电子控制单元

2.2无人驾驶汽车软件组成

2.3无人驾驶车辆工作原理

2.3.1传感器分布及测量范围

2.3.2 “车-路-自主驾驶系统”工作原理

第3章无人驾驶车辆导航系统软件设计

3.1道路网络的数字化存储

3.1.1 道路网络分析及其存储方式描述

3.1.2电子地图文什格式

3.2行驶任务数据数字化存储

3.3车辆定位算法设计

3.4基于迪杰斯特拉算法的路径规划算法

3.4.1图论基本概念

3.4.2路径规划与迪杰斯特拉算法

3.5道路网络拓扑数据结构设计

3.6路点跟随算法设计

3.7车辆行为监督控制机制设计

3.7.1离散事件动态系统简介

3.7.2有限状态自动机简介

3.7.3无人驾驶车辆行为有限状态机

第4章无人驾驶车辆导航系统软件的实现

4.1 软件系统架构

4.1.1 C++标准库简介

4.1.2 QT简介

4.1.3导航系统软件类设计与运行流程

4.2道路网络重建模块实现

4.2.1数据结构实现

4.2.2算法实现

4.3行驶任务解析和路径规划模块实现

4.3.1数据结构实现

4.3.2算法实现

4.4车辆定位和路点跟随实现

4.4.1数据结构实现

4.4.2算法实现

4.5车辆行为监督模块实现

4.5.1数据结构实现

4.5.2状态机实现

第5章结论与展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果