一体式车辆避撞轨迹规划与跟踪控制

作     者：王国栋 刘立 孟宇 马智萍 郑淏清 顾青 白国星 WANG Guo-dong;LIU Li;MENG Yu;MAZhi-ping;ZHENG Hao-qing;GU Qing;BAI Guo-xing

作者机构：北京科技大学机械工程学院北京100083 汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室重庆401122 北京青年政治学院管理系北京100102 北京科技大学顺德研究生院广东佛山528300 

基　　金：国家重点研发计划(2018YFE0192900) 汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室开放基金(NVHSKL-202107) 广东省基础与应用基础研究基金(2019A1515111015) 

出 版 物：《交通运输系统工程与信息》 (Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology)

年 卷 期：2022年第22卷第2期

页      码：127-136,162页

摘      要：为提升复杂交通环境中智能车辆的避撞能力,将路径规划、速度规划及跟踪控制整合为一个优化问题,提出一种基于模型预测控制(MPC)的一体式车辆避撞轨迹规划和跟踪控制方法。首先,分析实际交通环境中的避撞场景,将智能车辆的避撞控制问题转化为多约束优化问题;其次,搭建7DOF(七自由度)车辆动力学模型和复合滑移工况的UniTire轮胎模型设计MPC控制器;再次,针对变速控制问题中传统基于时域预测模型的MPC控制方法无法在预测时域中实现车辆空间和位姿约束的问题,设计了基于空间域预测模型的MPC控制器;最后,基于Matlab和CarSim联合仿真平台设计了不同避撞场景验证所提方法,并与现有基于恒速假设的一体式避撞控制方法进行对比。仿真结果表明:所提方法能够充分发挥车辆的机动性能,解决现有一体式控制方法在复杂环境中避撞失败的问题,并保证避撞过程稳定和轨迹平滑。

主 题 词：智能交通 避撞控制 模型预测控制 智能车辆 轨迹规划 轨迹跟踪 

学科分类：08[工学] 0838[0838] 

核心收录：

D　O　I：10.16097/j.cnki.1009-6744.2022.02.012

馆 藏 号：203110404...