-
题名自主驾驶车辆紧急避障的路径规划与轨迹跟踪控制
被引量：30
- 1
-
-
作者
邓海鹏
麻斌
赵海光
吕良
刘宇
-
机构
吉林大学汽车仿真与控制国家重点试验室
中国环境科学研究院
-
出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期585-594,共10页
-
基金
国家重点研发计划项目(2016YFB0100300)。
-
文摘
为减少道路突发事故,提高车辆通行效率,需要研究车辆的紧急避障以实现自主驾驶。基于车辆点质量模型,设计了非线性模型预测控制(MPC)路径规划器;基于车辆动力学模型,设计了线性时变MPC轨迹跟踪器。在路径规划层引入避障功能函数,通过车辆与障碍物的距离调节函数值大小,综合避障函数权重和路径偏差权重,规划出一条既能避开障碍物又使路径偏差最小的临时轨迹。在轨迹跟踪层,利用该临时轨迹和航向角偏差作为车辆主动转向控制参考量,将线性时变MPC优化问题转化为二次规划问题,计算满足车辆动力学约束的前轮转向角最优解。结果表明:所设计的双层MPC紧急避障控制策略对低速(60 km/h)、中速(80 km/h)、高速(100 km/h)行驶车辆有很强的适应性,高速行驶时最大质心侧偏角不超过1.0°,最大航向角偏差不超过2.5°,车辆横向稳定性良好,随着车速增大,车辆避障响应时刻提前;在多车连续避障场景中,自主驾驶车辆的质心侧偏角和航向角偏差均能控制在较小范围内,在多目标连续避障的路径规划和轨迹跟踪问题上同样具有很好的控制效果。
-
关键词
自主驾驶车辆
紧急避障
车辆点质量模型
模型预测控制
路径规划与轨迹跟踪
-
Keywords
autonomous vehicle
obstacle avoidance
point mass model of vehicle
model predictive control
path planning and tracking
-
分类号
TP273+.1
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
U469.79
[机械工程—车辆工程]
-
