Optimization-Based Autonomous Racing.pdf

这份资料主要绍了基于数学优化的遥控赛车自动驾驶技术。利用车辆的动力学模型，通过基于后退地平线的控制器计算控制输入，其目标是在满足保持轨迹和避开对手要求的情况下最大限度地提高轨迹上的进度。提出了两种不同的控制公式。第一个控制器采用两层结构，由路径规划器和非线性模型预测控制器(NMPC)组成。第二控制器遵循轮廓控制的思想，将这两个任务结合在一个非线性优化问题中。利用线性化得到的线性齿形变化模型，在每个采样点建立凸二次规划形式的控制非线性规划的局部逼近。所得到的OPs具有典型的MPC结构，通过最近的结构挖掘求解器可以在毫秒范围内求解，这是整个控制方案实时可行性的关键。避障是由一种基于mcans或动态规划的高层走廊规划器实现的，该控制器根据当前对手的位置和轨道布局，对控制器进行凸约束。采用1:43比例的钢筋混凝土赛车，在超过3米/秒的速度下，在有饱和后轮力(漂移)的操作区域，对控制性能进行了实验研究。该算法在嵌入式计算平台上以50hz的采样率运行，证明了基于优化的自动驾驶方法的实时性和高性能。