(1)Frenet坐标系下动力学建模
(2)自动驾驶车辆的换道轨迹规划
针对五次多项式换道法仅在初始时刻规划换道轨迹的问题,本文结合行驶环境边 界条件,建立五次多项式换道轨迹模型。将换道轨迹规划解耦成横、纵向轨迹规划。 综合考虑换道性能指标,建立横向轨迹优化模型。
(3)自动驾驶车辆的换道轨迹跟踪控制
针对轨迹跟踪控制算法计算量大,鲁棒性差等问题,本文对横、纵向轨迹跟踪进 行解耦控制,从而降低计算量。采用实验的方法,制作油门/刹车标定表,通过双PID 控制器进行纵向轨迹跟踪控制;采用Ackermann公式设计控制函数,将滑模切换函数 替换为状态向量的第四个状态量,从而证明系统运动点到达滑模面以后,不受外界扰 动影响,具有较好的鲁棒性;通过李雅普诺夫函数证明了系统可以在有限时间内到达滑模面。
(4)高速行驶环境下两种换道场景的仿真验证
通过Matlab/Simulink分别与Prescan、Carsim联合仿真,对自动驾驶车辆的换道 轨迹规划与跟踪控制进行仿真验证。仿真结果表明,加入模型预测控制算法的五次多 项式轨迹规划方法可以有效的动态规划换道轨迹。
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