基于TORCS平臺(tái)的汽車(chē)ESP優(yōu)化

基于TORCS平臺(tái)的汽車(chē)ESP優(yōu)化

自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)是現(xiàn)代汽車(chē)的一個(gè)重要系統(tǒng)，使用這些系統(tǒng)有助于改善道路交通安全。而汽車(chē)電子穩(wěn)定性程序（ESP）系統(tǒng)就是其中的一種，其通過(guò)控制左右車(chē)輪的牽引力和制動(dòng)力可以改善汽車(chē)在濕滑路面上的操縱特性，但目前使用的ESP代碼為人工編制的代碼，這不能穩(wěn)定控制左右車(chē)輪的牽引力和制動(dòng)力的。此外，由于汽車(chē)的非線(xiàn)性特性，因此對(duì)ESP系統(tǒng)參數(shù)的預(yù)測(cè)十分困難。提出了一種基于遺傳算法自動(dòng)優(yōu)化ESP代碼的方法，并利用TORCS平臺(tái)進(jìn)行仿真。

遺傳算法是一種模擬進(jìn)化論中自然選擇和生物進(jìn)化過(guò)程中的計(jì)算模型，通過(guò)模擬自然進(jìn)化過(guò)程得到最優(yōu)解。首先通過(guò)建立ESP的通用代碼，然后利用遺傳算法對(duì)其進(jìn)行迭代遺傳優(yōu)化。對(duì)優(yōu)化過(guò)程中產(chǎn)生的每一個(gè)ESP版本都需要進(jìn)行驗(yàn)證，但若采用實(shí)車(chē)進(jìn)行驗(yàn)證，則不僅費(fèi)用昂貴、驗(yàn)證過(guò)程緩慢，而且可能引發(fā)安全問(wèn)題。因此，考慮采用模擬仿真的方法對(duì)每個(gè)版本的ESP進(jìn)行仿

真，并采用具有嵌入式電子系統(tǒng)的硬件在環(huán)仿真，但這種仿真仍然會(huì)增加驗(yàn)證成本，且運(yùn)行較慢，而采用TORCS平臺(tái)可以很好地解決了這一問(wèn)題。TORCS最初是一款高度移植的仿真駕駛游戲，其內(nèi)部集成了各種精確而逼真的汽車(chē)動(dòng)力學(xué)模型和道路條件，并可以在C語(yǔ)言環(huán)境中對(duì)其進(jìn)行編譯和修改?；赥ORCS平臺(tái)進(jìn)行仿真時(shí)的主要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為：汽車(chē)轉(zhuǎn)彎與理想軌跡之間的偏差以及轉(zhuǎn)彎過(guò)程中的平均速度。仿真時(shí)制定的汽車(chē)行駛路線(xiàn)為一段總長(zhǎng)為300m、寬度為20m的兩段彎路。兩段彎路的長(zhǎng)度分別為90m和210m，彎曲曲率均為50m，但彎曲方向不同。仿真結(jié)果顯示：ESP能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)優(yōu)化，且優(yōu)化后的ESP能夠改善汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的操縱特性。研究表明，利用遺傳算法對(duì)ESP代碼進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化時(shí)，算法在迭代60次后，ESP代碼的性能達(dá)到最優(yōu)且趨于穩(wěn)定。

IvanTanevetal.2015 IEEECongressonEvolutionaryComputation,Sendai May 25-28,2015.

編譯：李臣