无人驾驶赛车最小曲率路径规划与控制

作     者：林子鹏 敖银辉 黄晋豪 LIN Zipeng;AO Yinhui;HUANG Jinhao

作者机构：广东工业大学机电工程学院广州510006 

出 版 物：《控制工程》 (Control Engineering of China)

年 卷 期：2024年第31卷第12期

页      面：2304-2311页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主　　题：无人驾驶赛车 路径规划 最小曲率 轨迹跟踪控制 

摘      要：为提高无人驾驶赛车在桩桶赛道中的圈速和跟踪精度,基于桩桶赛道,首先通过三角剖分算法得到其左右边界及中心线,并以最小曲率为目标,建立优化模型,得到赛道的全局最小曲率路径。其次,以最大横向加速度为约束进行纵向速度规划;随后,搭建车辆运动学模型,设计基于模型预测控制的轨迹跟踪控制器,以最小化车辆横向误差和航向误差等为目标设计优化函数。最后,分别对中心线轨迹和最小曲率轨迹进行仿真。仿真结果表明,跟踪精度和响应速度较理想,且最小曲率路径的圈速相比中心线提升了11.1%。