Академиялык изилдөөлөр, түшүнүктүү тил

Verianla | Кыргызча академиялык изилдөөлөр жана илим

27 сентябрь 2026, Жекшемби
VERİANLAКөз карандысыз илимий басма
Менюну ачуу же жабуу
...
Башкы бет / Колдонмо илимдер / Инженерия / Жакшыртылган жасалма потенциал талаа ыкмасы жана бүдөмүк моделдик болжолдоочу башкарууга негизделген унаанын тоскоолдуктан качуу башкаруусу боюнча изилдөө
Инженерия

Жакшыртылган жасалма потенциал талаа ыкмасы жана бүдөмүк моделдик болжолдоочу башкарууга негизделген унаанын тоскоолдуктан качуу башкаруусу боюнча изилдөө

Бул изилдөө структураланган жолдордо акылдуу унаалардын шашылыш тоскоолдуктан качуу кыймылын пландоо жана башкаруу деңгээлдеринде жакшыртуу үчүн жакшыртылган Жасалма Потенциал Талаа (APF), жетинчи даражадагы полином менен траекторияны жылмалоо, бүдөмүк ыңгайлашуучу MPC жана бүдөмүк PID ылдамдык башкаруусун бириктирет.

11/08/2026  Veri Anla 10 көрүү
Жакшыртылган жасалма потенциал талаа ыкмасы жана бүдөмүк моделдик болжолдоочу башкарууга негизделген унаанын тоскоолдуктан качуу башкаруусу боюнча изилдөө

Бул изилдөө, структураланган жолlarda акылдуу унааların acil тоскоолдуктан качуу кыймылini hem planlama hem de башкаруу деңгээлinde iyмененştirmek үчүн geliştirilmiş Жасалма Потенциал Талаа (Artificial Potential Field, APF), жетинчи даражадагы полиномla траекторияны жылмалоо, бүдөмүк адаптивдүү Моделдик Болжолдоочу Башкаруу (Модель Predictiжана Control, MPC) жана бүдөмүк PID ылдамдык башкарууnü tek bir түзүмda birleştirmektedir. MATLAB/Simulink 2023b жана CarSim 2022.0 биргелешкен симуляцияlarında tek туруктуу, iki туруктуу жана эки кыймылдуу тоскоолдук сценарийları изилденген. İki туруктуу тоскоолдук durumunda geleneksel MPC'de болжол менен 0,7 m'ye ulaşan чоку каптал көзөмөл катасы бүдөмүк MPC менен 0,1 m чекının үчүнe indirilmiş; эки кыймылдуу тоскоолдук сценарийсууnda geleneksel PID менен болжол менен 67 km/sa'e kadar düşen унаа ылдамдыкı бүдөмүк PID менен болжол менен 78–80 km/sa аралыгында tutulmuştur. Ошентсе да bu табылгалар симуляция натыйжаларыdır; изилдөө чыныгы унаа koşullarında коопсуздук же талаа başarжылуулук kanıtı сунбайт.

Planlama катмарındaki негизги değişiklik, klasik APF'nin ганаca hedefi çeken жана тоскоолдукi iten жөнөкөй bir alan катары kullanılmamasıdır. Изилдөөчүлөр тормоз аралыгыne bтармакlı bir узунунан босого, тоскоолдукin etkisini белгилүү bir аралыкyle чекlайan натыйжалуу потенциал талаа чекı жана синусоидалдык форма факторлору eklemiştir. Максат, klasik APF'nin локалдык минимумa tагымlma, uzaktaki тоскоолдуктарden gereksiz biçimde etkмененnme жана keskin/düzensiz bir качуу жолу üretme sorunlarını азайтууtır.

Üretмененn өзүнчөk тоскоолдуктан качуу yolu түздөн-түз контроллерye берилген эмес. Yol, позицияun yanı sıra ылдамдык, ылдамдануу жана jerk үзгүлтүксүзliğini de hedefleyen жетинчи даражадагы полином segmentleriyle yumuşatılmıştır. Böylece takip контроллерsüne daha düzenli bir референс траектория маалыматlmesi максатталган. Yanal башкаруу tarafında MPC'nin болжолдоо горизонту жана башкаруу горизонту каптал ката менен ката өзгөрүү ылдамдыгыna göre бүдөмүк логикаla онлайнnde değiştirilirken, узунунан ылдамдык башкарууünde PID katsайıları yine бүдөмүк çıkarımla айarlanmaktadır.

Түркия жагынан: Изилдөө Түркия yollarında же Түркия'deki чыныгы унаа флотсуу üzerinde чыныгыleştirilmemiştir. Изилдөөda kullanılan yol, дөңгөлөк-жол сүрүлүүсү, унаа параметрleri жана trafik сценарийlarının Түркия'deki чыныгы колдонмолорa түздөн-түз aktarılması bilimsel катары uygun эмес. Түркия'de uygulanabilirliğin мааниlendirilmesi үчүн ар түрдүү yol геометрияleri, каптоо жана сүрүлүү koşulları, унаа динамикалыкleri, yoğun trafik өз ара аракеттенүүleri жана чыныгы унаа тестleriyle жергиликтүү текшерүү керек. Демек изилдөө Түркия үчүн түздөн-түз bir автономдуу жүрүү коопсузği sonucu değil, araştırılabмененcek bir planlama-башкаруу архитектурасы сууnmaktadır.

Изилдөөнүн негизги көйгөйү эмне?

Acil тоскоолдуктан качуу ганаca ортомчуn тоскоолдукle кагылышууmasını sтармакlайacak bir yol bulma пробlemi эмес. Üretмененn yolun унаа tarafından чыныгы убакыттагы катары izlenebilmesi, руль кыймылдарыnin aşırı keskin olmaması, каптал ката жана roll кыймылдарыnin чектелген kalması жана узунунан ылдамдыкın башкарууsüz biçimde düşmemesi керек. Ошондуктан planlайıcı менен takip контроллерsünün birbirinden көз карандысыз iyi изилдөөsı yeterli olачыткыbilir; iki катмарın birbiriyle uyumlu olması керек.

Изилдөөчүлөрın ele aldığı ilk пробlem klasik Жасалма Потенциал Талаа методуnin локалдык минимумlara girebilmesi, bir тоскоолдукin etkisini gereğinden geniş bir bölgede hissettirebilmesi жана өзүнчөk planlama sonucunda yeterince düzgün olачыткыn kaçınma yolları oluşturabilmesidir. İkinci пробlem болсо туруктуу баалоо жана башкаруу ufukları kullanan MPC'nin, acil kaçınma sırasında каптал ката тез değişirken ошол эле деңгээлde uygun davranmamasıdır.

Изилдөөda biçimsel катары өзүнчө bir “hipotez” cümlesi диагнозmlanmamıştır. Ыкма дизайнının sınadığı негизги теорема; APF'nin тоскоолдук alanının кайра biçimlendirilmesi, yolun жогорку dereceli үзгүлтүксүздүкle yumuşatılması жана MPC/PID параметрlerinin бүдөмүк логикаla онлайнnde uyarlanmasının, негизги APF + туруктуу MPC/PID мамилесиna göre daha düzgün planlama жана daha туруктуу издөө sтармакlайabмененceğidir.

Geliştirilmiş Жасалма Потенциал Талаа кантип çсатып алууıyor?

APF мамилесиnda hedef noktası ортомчу kendisine doğru çeken bir потенциал талаа, тоскоолдуктар жана жол чек аралары болсо ортомчу uzaklaştıran түртүүчү талааlar meydana кайтарымr. Унаа bu alanların bмененşтакin belirlediği yönde мененrletмененrek bir качуу жолу oluşturulur.

Изилдөөda тормоз аралыгыyle ilişkili uzunlamasına коопсуздук eşiği şu biçimde аныкталган:

\[ D_b=\frac{M(v_1^2-v_2^2)}{8F_m}+\frac{L_l}{2} \]

Бул жерде \(F_m\) tek bir tekerleğin максимум тормоз күчүni жана изилдөөдө 3000 N катары kullanılan мааниi; \(v_1\) ana ортомчуn, \(v_2\) тоскоолдук ортомчуnın узунунан ылдамдыкını; \(L_l\) болсо унаа uzunluğunu туюнтат. Модель параметрleri таблицасууnda унаа массасы 1560 kg катары берилген. Ошентсе да Теңдеме (1)'in hemen астындаki sembol ачыкlamasında \(M\) кошумча диагнозmlanmamıştır; bu эмне үчүнle \(M\)'nin унаа массасыni temsil ettiği туташууsı модель параметрleri üzerinden anlaşılmaktadır.

Engelle olan uzunlamasına uzaklık \(D_b\)'nin үчүнdeyse күчli bir түртүүчү талаа uygulanır. Mesafe \(D_b\) менен максимум натыйжалуу потенциал талаа аралыкsi \(D_t\) арасындаysa өтүү fonksионu kullanılarak түрткү azaltılır. Uzaklık \(D_t\)'nin üzerine çıktığında тоскоолдукin түртүүчү талааının etkisi esas катары sonlandırılır. Bu чекlama, bir тоскоолдукin yolun gereksiz derecede uzak bölümlerindeki planlamайı etkмененmesini önlemeyi максатlar.

Toplam потенциал талаа күчinin каптал жана uzunlamasına bмененşenleri şu mantıkla birleştirilir:

\[ F_{x,P}=F_{x,road}+F_{x,att}+F_{x,obs} \]

\[ F_{y,P}=F_{y,road}+F_{y,att}+F_{y,obs} \]

Бул жерде “road” жол чек араларыnın, “att” hedefin тартуучу талааının, “obs” болсо тоскоолдукin түртүүчү талааının katkжылуулукnı туюнтат. Изилдөө кошумча жол борборуne ilişkin потенциал талааı kullanarak kaçınma кийинкиnda aşırı каптал yawyı чекlandırmайı жана ортомчуn тилкеге кайтууünü kolайlaştırmайı максат кылат.

Engel потенциал талааında kullanılan чек \(P_t=0{,}01\)'dir. Uzunlamasına демпфирлөө katsайжылуулук \(c_2\), alan мааниinin \(D_b\) чекında bu eşiğe düşmesini sтармакlайacak biçimde аныкталган. Sinüzoidal форма факторлору болсо тоскоолдук bölgesinin uzunlamasına şeklini değiştirerek klasik APF'de oluşabмененn локалдык минимум davranışını azaltmайı жана kaçınmanın daha erken başlamasını hedefler.

Toplam потенциал талаа жанаktörü жана büжүктөлгөнğü:

\[ F_P= \begin{bmatrix} F_{x,P}\\ F_{y,P} \end{bmatrix}, \qquad R_F=\|F_P\|_2=\sqrt{F_{x,P}^{2}+F_{y,P}^{2}} \]

катары аныкталган. Yol daha sonra нормалдаштырылган күч багытыnde итеративдүү катары güncellenir:

\[ X_{j+1}=X_j+l\frac{F_P}{R_F} \]

Бул жерде \(X_j=[X_j,Y_j]^T\) ортомчуn ilgili итерацияdaki позицияunu, \(l\) болсо итерация adımını temsil eder. Bu баскычda elde edмененn yol тоскоолдукden kaçınabilir olsa da контроллер açжылуулукndan жергиликтүү düzensizlikler taşıyabмененceğinden ikinci bir yumuşatma баскычsına geçilir.

Neden жетинчи даражадагы полином колдонулган?

Her yol segmentinin баштапкы жана bтүртүүinde позиция, ылдамдык, ылдамдануу жана jerk үчүн dört өзүнчө koşul uygulanması toplam sekiz чек шарты doğurur. Изилдөөчүлөр bu эмне үчүнle yedi dereceli, sekiz katsайılı bir полином kullanmıştır. Normalize edilmiş \(\tau\in[0,1]\) параметрsi үчүн:

\[ x(\tau)=a_{x0}+a_{x1}\tau+a_{x2}\tau^2+a_{x3}\tau^3+ a_{x4}\tau^4+a_{x5}\tau^5+a_{x6}\tau^6+a_{x7}\tau^7 \]

\[ y(\tau)=a_{y0}+a_{y1}\tau+a_{y2}\tau^2+a_{y3}\tau^3+ a_{y4}\tau^4+a_{y5}\tau^5+a_{y6}\tau^6+a_{y7}\tau^7 \]

biçimi колдонулат. Максат, segmentlerin позицияla чектелген olачыткыn жана üçüncü туундуe kadar uzanan \(C^3\) үзгүлтүксүзliğe sahip olmasıdır. Изилдөөda her segment үчүн seg = 20 yol noktası kullanılmış жана daha sonra туундуsel gürültüyü азайтуу amacıyla W = 200 uzunluğunda жылма орточо filtresi колдонулган.

Булак ичиндеги теңдеме notu: Yайımlanmış metinde \(y\) координатаının чектик шарттарnı жанаren son satır ikinci kez \(y(0)=y_0\) жана sıfır туундуler biçiminde yazılmıştır. Buna karşılık hemen ardından маалыматlen \(b_y=[y_0,0,0,0,y_1,0,0,0]^T\) жанаktörü ikinci уч nokдиагнозn \(y_1\) болгонуnu көрсөтөт. Bu Verianla ачыкlamasında булак басып чыгарууsındaki tutarsızlık gizlenmemiştir; matematiksel системанын amacı булакta маалыматlen \(b_y\) жанаktörü жана C3 үзгүлтүксүздүк ачыкlaması üzerinden aktarılmaktadır.

Verianla Liжана: Тоскоолдуктан качууda planlama жана башкаруу zinciri

Bu процесс görünümü изилдөөnın чыныгы ыкма sırasını кыскачаler. JavaScript изилдөөsa bменен aşтармакıdaki таблица методуn bilimsel булак маалыматsi катары okunabilir durumda kalır.

AşamaAçıklamaБулак
1. Çстадия жана тоскоолдук bilgisiAna унаа, жол чек аралары, hedef жана statik/динамикалык тоскоолдук позицияları planlama катмарına aktarılır.Ыкма Bölümü 2; Сүрөт 1
2. Geliştirilmiş APFFren аралыкsi eşiği Db, etkin тоскоолдук alanı чекı Dt, yol alanı жана синусоидалдык форма факторлоруyle kaçınma күчi oluşturulur.Теңдемеler 1–8
3. Ayrık качуу жолуУнаа позицияu toplam потенциал талаа күчinin нормалдаштырылган багытыnde итеративдүү катары güncellenir.Теңдемеler 7–9
4. Yörünge yumuşatmaYedinci dereceden полиномla позиция, ылдамдык, ылдамдануу жана jerk үзгүлтүксүзliği hedeflenir; seg=20 жана ardından W=200 орточо filtresi колдонулат.Теңдемеler 10–16
5. Бүдөмүк MPCYanal ката жана ката өзгөрүү ылдамдыгыna göre болжолдоо горизонту Np жана башкаруу горизонту Nc онлайнnde değiştirilir.Bölüm 3.1–3.2
6. Бүдөмүк PIDUzunlamasına ылдамдык катасы жана ката өзгөрүү ылдамдыгыndan PID күчөтүү düzeltmeleri üretilir; газ/тормоз буйруктары чекlandırılır.Теңдемеler 30–38
7. Kapalı цикл текшерүүPlanlama жана башкаруу MATLAB/Simulink 2023b менен CarSim 2022.0 биргелешкен симуляцияunda üç тоскоолдук сценарийсууnda мааниlendirilir.Bölüm 4; Сүрөтler 4–12
 

Verianla Liжана: Визуалдаштыруу, bu макалаdeki көрүнгөн bilimsel маалымат таблицасууndan tarайıcıda oluşturulur. Таблица илимий source-of-truth катары korunur.

Yanal издөө үчүн MPC кантип kurulmuştur?

Takip башкарууünde арткы ок борборуni негизги alan кинематикалык унаа модели колдонулган. Aracın сфералык позицияu \(X_r,Y_r\), yaw бурчу \(\varphi\), арткы ок борборуndeki ылдамдык \(v_r\), ön teker eşмаани руль бурчу \(\delta_f\) жана дөңгөлөк базасы \(l\) менен:

\[ \dot X_r=v_r\cos\varphi \]

\[ \dot Y_r=v_r\sin\varphi \]

\[ \dot\varphi=\frac{v_r\tan\delta_f}{l} \]

eşitlikleri колдонулган. Durum жанаktörü \(\xi=[X_r,Y_r,\varphi]^T\), башкаруу кириши болсо \(u=[v_r,\delta_f]^T\) biçimindedir. Модель референс траектория çстадияsinde Tайlor кеңейтүүсүyla түзlaştırılmış, жогорку dereceli terimler ihmal edilmiş жана алдыга Euler методуyle өзүнчөklaştırılmıştır.

Булак ичиндеги not: Теңдеме (21)'de маалыматlen \(B_{k,t}\) matrisinin son элементının акцияdasında yайımlanmış biçimde \(\cos^2 v_r\) ifadesi görülmektedir. \(v_r\) булакta ылдамдык өзгөрмөi катары диагнозmlandığından bu gösterim dikkat gerektiren мүмкүн bir notasyon/басып чыгаруу tutarsızlığıdır. Булактаki ifade sessizce başka bir sembolle değiştirilmemiştir.

MPC, баалоо edмененn çıktı менен референс траектория арасындаki айырмаı жана башкаруу киришиndeki değiшимleri ошол эле оптималдаштыруу пробlemi үчүнde küçültmeye çсатып алууır. Genel баалоо түзүмsı:

\[ Y(t)=\Phi\chi(t|t)+\Theta\Delta U(t) \]

түрүндөdir. Булактаki максат функциясы Теңдеме (25)'te көзөмөлдөө катасы, башкаруу өсүшları жана бошоңдук өзгөрмөсүni бирге içermektedir.

Булак ичиндеги салмак notu: Теңдеме (25)'in basılı biçiminde hem көзөмөлдөө катасы hem башкаруу өсүшı normunun астында \(Q\) бар; бирок ошол эле теңдемеin ачыкlaması башкаруу өсүшı тармакırlığını \(R\) катары диагнозmlar жана daha sonra Теңдеме (27)'deki Hessian matrisinde \(2\Theta^TQ\Theta+R\) колдонулат. Ошондуктан булакta Теңдеме (25) менен ачыкlama/Теңдеме (27) арасында bir gösterim tutarsızlığı бар.

Бүдөмүк MPC туруктуу MPC'den кантип өзүнчөlıyor?

Geleneksel түзүмda болжолдоо горизонту \(N_p\) жана башкаруу горизонту \(N_c\) önceden belirlenen туруктуу маанилерdir. Изилдөөda iki өзүнчө бүдөмүк контроллер, каптал ката \(e_y\) жана каптал катаnın değiшим ылдамдыгын giriş катары kullanarak bu iki ufku онлайнnde айarlamaktadır.

DeğişkenAralıkÜyelik түзүмsı
Yanal ката \(e_y\)−1 менен +1Gaussian; NB, NM, ZO, PM, PB
Yanal ката өзгөрүү ылдамдыгы−1,5 менен +1,5Üçgensel; NF, NS, ZO, PS, PF
Tahmin ufku \(N_p\)10–40Üçgensel; VS, S, M, L, VL
Kontrol ufku \(N_c\)2–10Üçgensel; VS, S, M, L

Yanal ката büжүк жана ылдамдыкla değişiyorsa daha uzun ufuklarla алдыгаyi görme kabiliyeti artırılmakta; ката küçük жана daha жай değişiyorsa gereksiz hesap жүкünü azaltacak daha kısa ufuklara geçilmektedir. Durulaştırmada салмак борбору ыкмасы колдонулган.

Uzunlamasına ылдамдык эмне үчүн өзүнчө bir бүдөмүк PID менен башкаруу edilmiştir?

Uzunlamasına башкарууün girdisi чыныгы ылдамдык менен istenen ылдамдык арасындаki:

\[ e(t)=v_{x,ref}(t)-v_x(t) \]

катаsıdır. Haдиагнозn değiшим ылдамдыкı \(T_s=0{,}001\) s үлгүлөө убактысыyle өзүнчөk айырмаtan hesaplanır:

\[ \dot e\approx\frac{e(k)-e(k-1)}{T_s} \]

İki giriş бүдөмүк системаe маалыматlmeden önce:

\[ E=\operatorname{sat}\left(\frac{e}{20}\right), \qquad EC=\operatorname{sat}\left(\frac{\dot e}{40}\right) \]

түрүндө −1 менен +1 aralığına чекlandırılır. Her iki giriş үчүн N (терс), Z (sıfır/küçük) жана P (оң) olmak üzere üç үч бурчтуу бүдөмүк küme колдонулган.

Баштапкы PID katsайıları жана бүдөмүк düzeltmenin ölçekleri:

ParametreМаани
\(K_{p0}\)10
\(K_{i0}\)0,04
\(K_{d0}\)0,01
\(\alpha_p\)0,2
\(\alpha_i\)0,1
\(\alpha_d\)0,05

катары берилген. Güncellenen katsайılar:

\[ K_p=K_{p0}+\alpha_p dK_p,\qquad K_i=K_{i0}+\alpha_i dK_i,\qquad K_d=K_{d0}+\alpha_d dK_d \]

biçimindedir. Böylece ылдамдык катасыnın büжүктөлгөнğü жана değiшим багыты değiştikçe контроллерnün катышsal, integral жана туундуsel etkалдыга туруктуу kalmak yerine онлайнnde айarlanmaktadır.

Изилдөө колдогон жана колдобогон натыйжалар

Изилдөө колдогон натыйжа: Tanımlanan CarSim–MATLAB/Simulink биргелешкен симуляция koşullarında жакшыртылган APF, yedinci dereceden yumuşatma, бүдөмүк MPC жана бүдөмүк PID birleшимi; kullanılan негизги APF жана туруктуу MPC/PID түзүмlarına kıyasla daha төмөн каптал издөө каталарı, daha төмөн yaw/yaw-rate термелүүлөрı жана daha туруктуу узунунан ылдамдык takibi üretmiştir.

Изилдөө колдобогон натыйжа: Изилдөө чыныгы trafikte kazaların önlendiğini, чыныгы унаа üzerinde системанын коопсуз болгонуnu, бардык yol геометрияlerinde ошол эле аткарымın elde edмененceğini же yoğun жана belirsiz çok унааlı trafik ortamında güжанаnilirliğin kanıtlandığını көрсөтпөйт. Натыйжаlar belirlenmiş биргелешкен симуляция сценарийlarına aittir.

Изилдөөнүн методу жана табылгалары

Ortak симуляция ortamı

Doğrulama платформаu MATLAB/Simulink 2023b менен CarSim 2022.0'ın жабык цикл биргелешкен симуляцияuna daкүйүүktadır. MPC'nin kendi үчүнdeki алдын ала билүү модельi hesap жүкünü азайтуу amacıyla кинематикалык tutulurken ортомчуn акыркы кыймылi daha жогорку тактыктагы CarSim унаа dinamiği ortamında бааланган.

Модель параметрsiМаани
Унаа массасы1560 kg
Унаа uzunluğu \(L_l\)4,5 m
Унаа genişliği \(L_w\)1,6 m
Yol genişliği \(L_r\)8 m
Tek teker максимум тормоз күчү \(F_m\)3000 N
\(X_l\)4
\(X_r\)0
\(P_m\)0,5
\(P_t\)0,01
Yol сүрүлүү коэффициенти0,85
Yol түзүмsıTek yönlü, iki şeritli, toplam 8 m genişliğinde шаардык жол модельi

Tek туруктуу тоскоолдук сценарийсуу

Ana унаа 72 km/sa ылдамдыкla кыймыл etmiş, туруктуу тоскоолдук 50 m алдыгаde позицияlandırılmış жана hedef nokta 1000 m катары аныкталган. Унаа тоскоолдукi algıladıktan sonra yan şeride geçmekte, тоскоолдукi aşmakta жана tekrar баштапкы şeridine dönmektedir.

Yanal ката geleneksel MPC астында болжол менен −0,23 m менен +0,16 m арасында değişirken бүдөмүк MPC'de болжол менен −0,07 m менен +0,08 m аралыгында tutulmuştur. Бүдөмүк MPC менен yaw бурчу болжол менен −6,7° менен +6,7° чекlarında kalmış; изилдөөчүлөр geleneksel MPC'ye göre чоку yaw бурчуnın болжол менен yarıya indiğini bildirmiştir.

Yaw-rate графiğinde бүдөмүк MPC'nin чоку жана термелүүлөрı daha төмөн görünmektedir. Uzunlamasına ылдамдыкda geleneksel PID'nin 72 km/sa референсtan болжол менен 4 km/sa төмөндөө gösterdiği, бүдөмүк PID'nin болсо туруктуу абал yawsını болжол менен ±1 km/sa үчүнde tuttuğu билдирилген.

İki туруктуу тоскоолдук сценарийсуу

Ana унаа 100 km/sa менен мененrlemektedir. İki туруктуу тоскоолдук ошол эле жана коңшу şeritlerde sırasıyla 80 m жана 100 m uzunlamasına позицияlara yerleştirilmiştir. Унаа ilk тоскоолдукden kaçtıktan sonra ikinci тоскоолдукle кагылышууmak үчүн ikinci bir kaçınma кыймылi yapmakta жана daha sonra баштапкы şeridine dönmektedir.

Bu сценарийda geleneksel MPC каптал ката eğrisinin чоку мааниi болжол менен 0,7 m'ye ulaşırken бүдөмүк MPC'de her iki kaçınma sırasında чоку ката 0,1 m чекının үчүнde tutulmuştur. Geleneksel MPC'deki максимум yaw бурчу болжол менен 11° iken бүдөмүк MPC болжол менен −5° менен +5° аралыгында kalmıştır.

Verianla Liжана: İki туруктуу тоскоолдукde чоку каптал көзөмөл катасы

Karşılaştırma изилдөөnın натыйжа metninde ачыкça маалыматlen болжол менен чоку маанилерine dайanır. Бүдөмүк MPC үчүн 0,10 m мааниi так өлчөө değil, bildirмененn “0,1 m үчүнde” чекının график gösterimidir.

Kontrol методуTepe каптал ката (m)ÖlçütБулак
Geleneksel MPC0,70Yaklaşık чоку мааниСүрөт 9a жана натыйжа ачыкlaması
Бүдөмүк MPC0,10Bildirмененn üst чек; чоку ката 0,1 m үчүнdeСүрөт 9a жана натыйжа ачыкlaması
 

Булак маалыматтар: Qiusheng Liu, Zhiliang Song, Xiaoyu Xu, Jian Wang жана Joan P. Lazaro, 2026, Vehicles, DOI: 10.3390/жанаhicles8040086. Verianla Liжана салыштырууsı макалаdeki көрүнгөн маалымат таблицасууndan oluşturulur.

Yaw-rate açжылуулукndan geleneksel MPC'nin iki manevrada ±50 deg/s мааниini aşan чоку жана термелүүлөр oluşturduğu, бүдөмүк MPC'nin болсо чоку büжүктөлгөнklerini болжол менен ±30 deg/s үчүнde tuttuğu билдирилген. Ылдамдык башкарууünde geleneksel PID ilk kaçınmada болжол менен 96 km/sa'e, ikinci manevrada болсо болжол менен 84 km/sa'e kadar түшкөн; бүдөмүк PID eğrisi референс 100 km/sa ылдамдыкa çok daha жакын seyretmiştir.

İki кыймылдуу тоскоолдук сценарийсуу

Ana унаа 80 km/sa ылдамдыкla başlatılmıştır. İki кыймылдуу тоскоолдукin баштапкы uzunlamasına позицияları 60 m жана 120 m, her iki тоскоолдукin ылдамдыкı болсо 30 km/sa катары аныкталган.

Geliştirilmiş APF'nin ilk тоскоолдукde kaçınma кыймылini негизги APF'ye göre 4 m daha erken, ikinci тоскоолдукde болсо 7,5 m daha erken başlattığı билдирилген. Bu табылга, изилдөөnın динамикалык тоскоолдук сценарийсууnda потенциал талаа калыптандырууsinin en түздөн-түз planlama натыйжаларыndan biridir.

Бүдөмүк MPC'nin каптал ката чокуleri болжол менен ±0,1 m үчүнde tutulurken geleneksel MPC eğrisinde belirgin оң жана терс sıçramalar oluşmuştur. Бүдөмүк MPC'deki yaw бурчу болжол менен −7° менен +7° арасында kalmış; geleneksel MPC'de kaçınma жана toparlanma sırasında 10°'yi aşan термелүүлөр görülmüştür.

Yaw-rate açжылуулукndan geleneksel MPC'de ±30 deg/s мааниini aşan жогорку жыштыктагы толкунlanmalar görülürken бүдөмүк MPC'nin yaw-rate'i болжол менен −8 deg/s менен +8 deg/s арасында tutulmuştur.

Uzunlamasına ылдамдык салыштырууsı айрыкча belirgindir. 80 km/sa референсta geleneksel PID башкарууündeki ылдамдык болжол менен 67 km/sa'e kadar düşerken бүдөмүк PID болжол менен 78–80 km/sa аралыгында kalmıştır.

SenaryoTemel ыкмаÖnerмененn ыкмаБулакта bildirмененn ana айырма
Tek туруктуу тоскоолдукMPC каптал ката болжол менен −0,23/+0,16 mБүдөмүк MPC болжол менен −0,07/+0,08 mDaha küçük каптал ката жана daha төмөн yaw термелүүı
İki туруктуу тоскоолдукYanal ката чокуsi болжол менен 0,7 m; yaw болжол менен 11°Yanal ката 0,1 m үчүнde; yaw болжол менен ±5°Ardışık kaçınmada daha туруктуу издөө
İki кыймылдуу тоскоолдукPID ылдамдык болжол менен 67 km/sa'e kadar düşüyorБүдөмүк PID болжол менен 78–80 km/sa80 km/sa референсa daha жакын ылдамдык takibi

Изилдөөda p мааниси, ишеним аралыгы же таасир чоңдугу gibi стохастикалык статистикалык салыштырууlar берилген эмес. Табылгалар belirlenmiş биргелешкен симуляция koşullarında eğri жана чоку маанилерi üzerinden karşılaştırılmaktadır. Изилдөөчүлөрın натыйжа bölümünde de tekrarlı стохастикалык статистикалык талдоосуn bulunmaması bir чектөө катары көрсөтүлгөн.

Кубатlü yönler жана чектөөлөр

Изилдөөnın күчтүү yanı, тоскоолдуктан качууyı гана yol planlama же гана takip башкарууü пробlemi катары ele almamasıdır. Fren аралыкsine duyarlı потенциал талаа, чектелген тоскоолдук etki bölgesi, yedinci dereceden C3 yumuşatma, онлайнnde değişen MPC ufukları жана адаптивдүү узунунан ылдамдык башкарууü ошол эле zincir үчүнde бааланган. Мындан тышкары tek тоскоолдук yerine удаалаш iki туруктуу жана эки кыймылдуу тоскоолдук сценарийlarının kullanılması, башкаруу архитектурасыnin үзгүлтүксүз кайра yön değiştirmesi gereken durumlarda da incelenmesini sтармакlamıştır.

Ошентсе да симуляция ortamının башкарууlü түзүмsı чыныгы trafik belirsizliğini бардыкüyle temsil etmez. MPC'nin iç модельi кинематикалыкtir; daha жогорку dereceli каптал жана uzunlamasına унаа динамикалыкleri түздөн-түз баалоо модельine dahil edilmemiştir. Senaryolar структураланган жолla чектелгенdır; eğrболсоl yollar, daha yoğun динамикалык trafik жана geniş çaplı rastgele сценарий tekrarları мааниlendirilmemiştir. Donanım-döngüde же чыныгы унаа тажрыйбаi түзүмlmadığı үчүн натыйжаларыn талаа коопсузği kanıtı катары yorumlanmaması керек.

Булак жана метод эскертүүсү

Толук оригиналдуу изилдөө аталышы: Research on Vehicle Obstacle Avoidance Control Based on Improжанаd Artificial Potential Field Method and Fuzzy Модель Predictiжана Control

Авторлор жана рейтинг: Qiusheng Liu; Zhiliang Song; Xiaoyu Xu; Jian Wang; Joan P. Lazaro.

Eş katkı/eş birinci автор: Булакта eş birinci же eş katkı beyanı belirtilmemiştir.

Жооптуу автор: Zhiliang Song.

Мекемелер: School of Automotiжана Engineering, Jiangxi Vocational College of Applied Technology, Ganzhou, Çin; Graduate School, Uniжанаrsity of the East, Manila, Filipinler; Faculty of Mechanical Engineering, Uniжанаrsiti Teknologi MARA (UiTM), Shah Alam, Malezya.

Журнал: Vehicles.

Басма: MDPI, Basel, Switzerland.

Cilt / sайı / макала: 2026, Cilt 8, Sайı 4, Макала 86.

DOI: 10.3390/жанаhicles8040086

Alınma / revizyon / kabul / жарыялануу: 8 Şubat 2026 / 30 Mart 2026 / 31 Mart 2026 / 9 Nisan 2026.

Булак түрү жана рецензияланганk: Hakemli изилдөө макалаsi; инженердик модельleme жана MATLAB/Simulink–CarSim биргелешкен симуляция изилдөөsı.

Расмий жарыя шилтемеси:MDPI расмий макала sайfası

DOI шилтемеси:https://doi.org/10.3390/жанаhicles8040086

Лицензия: Creatiжана Commons Attribution (CC BY) ачык жеткиликтүү лицензияı.

Каржылоо: Uniжанаrsity-Industry-Uniжанаrsity Collaboratiжана Innovation Fund of Chinese Uniжанаrsities, 2022BC071; Science and Technology Research Project of Jiangxi Provincial Department of Education, GJJ2405101 жана GJJ2505013.

Маалымат жеткиликтүүлүгү: Изилдөөnın натыйжаларыnı destekleyen чийки маалыматlerin makul talep üzerine авторлорdan sтармакlanacтармакı көрсөтүлгөн.

Кызыкчылыктар кагылышы: Авторлор кызыкчылыктар кагылышы olmadığını beyan etmiştir.

Авторлордун салымдары: Kavramsallaştırma Q.L. жана Z.S.; ыкма Q.L. жана J.P.L.; yazılım X.X.; текшерүү Q.L., Z.S. жана X.X.; biçimsel талдоо J.W.; изилдөө X.X.; булакlar Z.S.; маалымат düzenleme X.X.; ilk taslak Q.L.; gözden geçirme/düzenleme Z.S. жана J.P.L.; визуалдаштыруу J.W.; süpervizyon Z.S.; proje башкарууi Q.L.; каржылоо edinimi Z.S.

Илимий мазмун камтымы: Bu Verianla ачыкlamasındaki ыкмалар, теңдемелер, модель параметрleri, симуляция сценарийları жана сандык табылгалар жүкlenen изилдөөya daкүйүүktadır. Dış булак гана bibliyoграфик жарыялануу идентификациясыni текшерүүk үчүн kullanılmış; dış булакlardan yeni bilimsel тажрыйба же табылга eklenmemiştir.

Негизги методологиялык чек: Натыйжаlar биргелешкен симуляцияa daкүйүүktadır. Kontrolcünün баалоо модельi кинематикалыкtir; чыныгы унаа же hardware-in-the-loop текшерүүsı түзүмlmamıştır, структураланган жол dışındaki koşullar чектелгенdır жана tekrarlı стохастикалык статистикалык баалоо жок. Ошондуктан изилдөө чыныгы trafikte kanıtlanmış bir автономдуу тоскоолдуктан качуу коопсузği sonucu катары yorumlanmamalıdır.

Булак ичиндеги техникалык tutarsızlıklar: Yedinci dereceden полиномun y-координатаı чектик шарттарnda son уч koşulu metinde баштапкы koşuluyla tekrar edilmiştir; мунун менен катар hemen sonraki \(b_y\) жанаktörü \(y_1\) уч мааниini kullanmaktadır. Мындан тышкары Теңдеме (25)'te башкаруу өсүшı тармакırlığında \(Q\) көрүнгөнken ачыкlama жана Теңдеме (27) \(R\) kullanmaktadır. Теңдеме (21)'deki \(B\) matrisinde de \(\cos^2 v_r\) gösterimi булакta bu biçimde basılmıştır. Bu noktalar sessizce düzeltilmemiştir.


Бөлүшүү:

Пикирлер текшерилгенден кийин жарыяланат.Пикириңиз жактыруу процессине жөнөтүлүп, ылайыктуу деп табылганда көрүнөт.

Пикир калтырыңыз

E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген

Бул сайтта кукилерге уруксат берүү тажрыйбаңызды жакшыртат. Куки саясаты