车辆跟驰模型仿真实验平台设计与实现

摘要

车辆跟驰模型是描述车辆之间跟驰行为的微观动力学模型，它通过描述前导车以不同状态运动时跟随车的运动状态，在微观行为与宏观交通现象之间架起一座桥梁。研究跟驰模型的意义在于:首先，车辆跟驰模型可以从微观层次上对车辆之间的相互影响进行分析，对前后车发生碰撞的条件和因素进行研究，从而改变行驶策略，减少事故发生，降低事故损失;其次，车辆跟驰模型可以通过对每辆车的运动状态研究确定道路通行能力。车辆跟驰模型在不同的交通运行条件下均能够较好的模拟车流组织情况，已经在世界范围内被广泛研究和使用。
　　本文首先对经典跟驰模型和最优速度模型进行了介绍，然后设计并制作了一款基于Arduino板的智能小车并对其运动性质进行了研究，在此基础上标定了适于用在智能小车上的跟驰模型，最终设计并实现了一个跟驰模型仿真平台，该平台可以使用智能小车仿真真实道路情况，并通过上位机显示出实验数据。本文的创新点在于:一、提供了一种有别于计算机仿真的实际仿真方法，其实验数据可以通过LabVIEW读取和显示，为今后研究并改进跟驰模型提供了有力的理论依据;二、可展示前车状态改变下或者后车的敏感系数改变下的跟驰行为，向跟驰模型的研究学习人员提供一种更加直观的实验平台。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．1．1 选题背景

1．1．2 选题意义

1．2 研究目标及内容

1．2．1 研究目标

1．2．2 主要研究内容

1．3 本章小结

第2章 车辆跟驰模型研究综述

2．1 经典跟驰模型

2．2 最优速度模型

2．3 本章小结

第3章 智能小车介绍及小车跟驰模型参数标定

3．1 智能小车各模块原理和功能介绍

3．1．1 Arduino UNO R3板

3．1．2 光电码盘测速模块

3．1．3 超声波测距模块

3．1．4 直流电机模块与脉宽调制控制

3．1．5 蓝牙模块

3．1．6 L293D电机驱动模块与连接

3．2 智能小车工作流程介绍

3．3 智能小车轨道设置及性能测试

3．3．1 智能小车轨道设置

3．3．2 智能小车性能测试

3．4 基于智能小车的跟驰模型参数标定

3．5 稳定性分析及仿真

3．5．1 稳定性分析

3．5．2 仿真结果

3．6 本章小结

第4章 系统架构与实验展示

4．1 开发环境及工具介绍

4．2 系统架构

4．3 基于智能小车的跟驰模型实验设计

4．4 基于智能小车的跟驰模型实验计算机仿真

4．5 实验结果展示及分析

4．5．1 实验结果展示

4．5．2 实验数据分析

4．6 实验改进

4．7 改进后实验展示

4．8 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 论文主要工作及创新点

5．2 研究展望

参考文献

致谢

附录