车辆自动驾驶纵向运动控制优化及求解算法

作     者：王韬 曲大义 徐胜 贾彦峰 宋慧 WANG Tao;QU Dayi;XU Sheng;JIA Yanfeng;SONG Hui

作者机构：青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520 淄博职业学院人工智能与大数据学院山东淄博255300 哲晰软件技术(上海)有限公司自动驾驶数据服务部上海201815 

出 版 物：《中国工程机械学报》 (Chinese Journal of Construction Machinery)

年 卷 期：2022年第20卷第1期

页      面：30-34,39页

学科分类：08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51678320)。 

主　　题：自动驾驶 纵向运动控制优化 模型预测控制(MPC) 二次规划(QP) 求解算法 

摘      要：针对车辆自动驾驶纵向运动控制开发一款快速求解器,建立了车辆纵向运动模型、纵向运动模型预测控制(MPC)优化问题和二次规划(QP)模型,并采用欧氏投影、拉格朗日松弛法处理不等式和等式约束,将原优化问题转化为拉格朗日对偶问题;基于Nesterov快速梯度法设计了拉格朗日对偶问题求解算法,并对算法参数进行了分析,采用试验数据集对算法求解器进行了运行试验。结果表明:通过对优化变量进行线性变换求得最小李普希茨常数,或通过自适应搜索确定该常数的合理值,可以加速求解器收敛;采用热起动技术和合理地设置停止准则也可以显著改进求解器性能。设计的求解器可以有效地解决车辆自动驾驶纵向运动MPC的实现问题。