基于模型预测控制的车辆避障路径规划与跟踪

作     者：李格锋 LI Gefeng

作者机构：西华大学汽车与交通学院四川成都611730 

出 版 物：《汽车实用技术》 (Automobile Applied Technology)

年 卷 期：2024年第49卷第6期

页      面：49-54页

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主　　题：模型预测控制 人工势场法 路径跟踪 避障路径规划 神经网络 CarSim/Simulink 

摘      要：针对智能车辆避障路径规划问题,提出一种基于改进人工势场法的避障路径规划设计方法,首先在传统斥力势场函数中引入车辆速度信息,并设计了车道中心线、道路边界势场,以及路径避障规划控制器;然后针对智能车辆路径跟踪控制问题,建立了三自由度车辆动力学模型,分别采用线性时变模型预测控制和反向传播-比例-积分-微分(BP-PID)控制算法设计横、纵向跟踪控制器,对车辆的横向位置和纵向速度进行跟踪;最后基于CarSim/Simulink联合仿真平台,在双移线工况和直线工况下,验证设计方法的有效性。仿真结果表明,采用改进的人工势场法可获得安全可靠的避障路径,所设计的横纵向跟踪控制器具有良好的跟踪性能。