Обнаружение и контроль столкновений в автоматизированном моделировании транспортных средств

Таблица ссылок

Аннотация и введение

Моделирование транспортных средств

Нелинейное управление с обратной связью

Коридоры OD и желаемые ориентации

Контролеры границ и безопасности

Результаты моделирования

Заключение

Приложение A: Обнаружение столкновений

Приложение B: Трансформированные кривые ISO-расстояния

Приложение C: Локальная плотность

Приложение D: Подробная информация о контроллере безопасности

Приложение E: Параметры контроллера

Ссылки

II. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

А. Динамика транспортного средства

Кинематическая модель велосипеда, которая широко использовалась в литературе [11], [12], [36], используется в этом исследовании для представления динамики транспортного средства. Переменные модели визуализированы на рис. 2, а модель пространства состояний выглядит следующим образом [11]:

B. Трансформация для кругового движения

При повороте на кольцевой развязке выгодно преобразовать вышеуказанную динамику транспортного средства в полярные координаты для упрощения анализа и проектирования контроллера. Предполагая, что центр кольцевой развязки является началом декартовых и полярных координат, три новые переменные состояния в полярных координатах определяются следующим образом, в то время как четвертая, т. е. скорость, остается неизменной:

C. Преобразование для перекошенного пути

D. Модель велосипеда с выборочными данными

Для внедрения в практические структуры, такие как симуляторы, модель велосипеда должна быть дискретизирована. Вместо использования приближенных подходов дискретизации, таких как метод Эйлера, точная модель выборочных данных получается путем интегрирования (1) с учетом постоянного значения для управляющих сигналов в течение периода выборки. Результирующая модель с дискретным временем выглядит следующим образом [37]:

гдек= 0, 1, 2, … — индекс дискретного времени, а T — период выборки. Для полярной модели (5) точное интегрирование представляется затруднительным; поэтому мы используем (8) при моделировании динамики транспортного средства как на прямых, так и на кольцевых дорогах; в то время как контроллеры для них разработаны на основе соответствующих моделей непрерывного времени.

Избежание столкновений является важнейшей целью стратегий управления; следовательно, необходимо, при моделировании движения транспортного средства, обнаруживать возможные столкновения между транспортными средствами. В приложении A представлена ​​процедура обнаружения столкновений для прямоугольных транспортных средств.