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研究生:劉雨青
研究生(外文):Yu-Ching Liu
論文名稱:應用PreScan於汽車的輔助駕駛模擬之研究
論文名稱(外文):Research and Application of PreScan for Driver Assistance Simulation
指導教授:葉隆吉葉隆吉引用關係
指導教授(外文):Long-Jyi Yeh
口試委員:葉隆吉
口試委員(外文):Long-Jyi Yeh
口試日期:2020-01-20
學位類別:碩士
校院名稱:大同大學
系所名稱:機械工程學系(所)
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:57
中文關鍵詞:PreScan主動式車距調節巡航
外文關鍵詞:Adaptive Cruise ControlPreScan
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本研究使用車輛模擬軟體PreScan以學校附近的實際地形為標的創建一虛擬地圖,並在其地圖上建構數個專案模擬主動式車距調節巡航ACC(Adaptive Cruise Control)、行人保護系統PPS(Pedestrian Protection System)、自動停車輔助APA(Active Park Assist)、交通標誌識別TSR(Traffic Sign Recognition)等現今常見的自動駕駛功能,以模擬其行車之過程。
本論文首先介紹PreScan的安裝設定,與如何使用必要的感測器。再以ACC系統為範例介紹在Simulink中控制系統的架構與其運作方法。論文中也為每個不同的專案分別設計適合發揮的情境,再以實驗結果驗證其控制算法之正確性,並探討控制系統之參數設定及其對整個實驗結果的影響。而最後實驗模擬中的感測器數據和車輛之油門、剎車、轉向角等運算結果都進行了保存,可供未來研究的分析使用。
對於研究之成果,將來也可探討如何調整自行研發的實體車輛模型的物理參數,並匯入PreScan中。未來即可透過使用PreScan強大的模擬功能與其完整的感測器模型,以完成自動駕駛控制系統的初步模擬驗證。
This research uses the vehicle simulation software “PreScan” to build a virtual map based on the data of streets of Taipei. And created some projects on the map to simulate several common driver assistance systems such as ACC(Adaptive Cruise Control), PPS(Pedestrian Protection System), APA(Active Park Assist)and TSR(Traffic Sign Recognition).
First of all, this paper introduced PreScan and the sensors which are mounted in the experiments and how to use them. Then take the ACC system as an example to explain the control system in Simulink and its operation method. After that, this research built several designed scenarios for each different project. The experimental results are used to prove that the control algorithm is correct, and how to set the parameters and their influence on the overall experimental results are discussed. And finally, the data received by the sensors in simulations and the results obtained from operation, such as throttle, brake and steering angle are saved for analysis and research in the future.
This research also discusses how to adjust the self-developed vehicle model and set physical parameters for it to be imported into PreScan. In the future, the preliminary verification of the control system can be estimated by using PreScan's powerful simulation function and its comprehensive sensor model.
誌謝 i
摘要 ii
ABSTRACT iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 3
1.3 論文架構 4
第二章 PreScan及其感測器介紹 5
2.1 車輛模擬軟體PreScan 5
2.2 雷達 9
2.3 超音波感測器 11
2.4 攝影機 13
2.5 Self Sensor 15
第三章 自動駕駛之控制系統的架構設計 16
3.1 ACC主動式車距調節巡航系統 16
3.2 模型架構 18
3.3 ACC系統模塊 22
3.3.1 模塊速率轉化 22
3.3.2 直線或彎道模式的運算與選擇 23
3.3.3 主要控制模塊與訊號合併 25
3.3.4 限制模塊 26
第四章 模擬環境的建置 28
4.1 地圖匯入 28
4.2 感測器安裝 30
4.3 情境設定 34
第五章 實驗結果與討論 37
5.1 實驗成果 37
5.2 保存實驗數據 44
第六章 車輛模型的創建與匯入 47
6.1 繪製車輛3D模型 47
6.2 模型的調整與設定(3DS Max) 48
6.3 關節與參數設定 50
第七章 結論與未來展望 53
7.1 結論 53
7.2 未來展望 54
參考文獻 56
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[3]Instructor Class Accounts | SDSU Library and Information Access。 擷取自 https://library.sdsu.edu/computers-technology/instructor-class-accounts#start-content
[4]2-7 工作空間與變數的儲存及載入。 擷取自 http://mirlab.org/jang/books/matlabProgramming4beginner/02-7_saveAndLoad.asp?title=2-7%20%A4u%A7%40%AA%C5%B6%A1%BBP%C5%DC%BC%C6%AA%BA%C0x%A6s%A4%CE%B8%FC%A4J
[5]Prescan(五):prescan与simulink的连接 - 林小川的博客 - CSDN博客。 (2019年4月1日)。 擷取自 https://blog.csdn.net/qq_31239495/article/details/88945609
[6]PreScan第三课:Sensors Model - 吉大秦少游 - CSDN博客. (2019年3月15日)。 擷取自 https://blog.csdn.net/zhanshen112/article/details/88565400
[7]MathWorks - MATLAB 和 Simulink的制造者 - MATLAB & Simulink。 擷取自 https://ww2.mathworks.cn/?s_tid=gn_logo
[8]PreScan | TASS International。 擷取自 https://tass.plm.automation.siemens.com/cn/prescan
[9]Prescan(十一):从外部导入openstreetmap地图 - 林小川的博客 - CSDN博客。 擷取自 https://blog.csdn.net/qq_31239495/article/details/90445351
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