华南理工大学学报(自然科学版)

作者：张家旭, 杨雄, 施正堂, 等

单位：1． 吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林 长春 130022;2． 中国第一汽车集团有限公司 智能网联研发院，吉林 长春 130011;3． 浙江亚太机电股份有限公司 智能汽车控制系统研究院，浙江 杭州 311200

关键词：路径规划,路径跟踪控制,B 样条曲线,微分平坦,模型预测控制

基金：国家自然科学基金资助项目 (51775235); 国家重点研发计划课题 (2018YFB0105103)

针对汽车紧急换道避障路径规划和跟踪控制问题，基于 B 样条曲线提出一种高效率的汽车紧急换道避障路径规划算法，并基于模型预测控制方法提出一种高精度的汽车紧急换道避障路径跟踪策略。首先，利用 B 样条曲线微分平坦输出参数化方法，将汽车紧急换道避障路径规划问题转化为 B 样条曲线控制点的非线性规划问题，并通过内点法求解该非线性规划问题得到最优的汽车紧急换道避障路径。为了执行基于 B 样条曲线规划的汽车紧急换道避障路径，基于汽车运动学和动力学模型建立线性预测模型，并采用模型预测控制方法推导出可有效处理前轮转向角和转向角速度约束的汽车紧急换道避障路径跟踪控制策略。最后，采用车辆动力学软件对所提出的汽车紧急换道避障路径规划算法和汽车紧急换道避障路径跟踪控制策略的可行性和有效性进行仿真验证，结果表明: 所提出的方法可以安全、快速、稳定地引导汽车避开障碍物。

来源：2020年第9期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

查看华南理工大学学报(自然科学版)杂志2020年第9期