智能车辆弯路换道轨迹规划与横摆率跟踪控制

• 作者: 任殿波 崔胜民 张京明 张继业
• 来源期刊: 中国科学（技术科学）
• 关键词: 智能车辆 车辆换道 轨迹规划 横摆率跟踪
• 年，卷（期）: 2011,（3）
• 所属期刊栏目: 机械工程专题
• 页码范围: 306-317
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1007/s11431-010-4227-6

摘要

对自动化公路系统弯路上智能车辆换道控制进行了研究.假设期望的侧向加速度满足正反梯形的约束条件,考虑起始车道和目的车道曲率的差别,提出了一种弯路上车辆换道轨迹规划方法,推导了换道时车辆在惯性坐标系的期望运动状态计算公式;根据车辆期望运动状态计算了车辆换道时的期望横摆角、横摆角速度和横摆角加速度;假定依靠角速度传感器获得横摆角速度信息,基于车辆侧向动力学模型,采用非奇异终端滑模控制方法,设计了横摆角速度跟踪车辆换道滑模控制规律.基于李雅普诺夫稳定性理论,采用相平面法,对控制系统的有限时间收敛性进行了分析.仿真结果显示,若不考虑内外侧车道曲率差别,规划的期望换道轨迹,在换道结束时与目的车道位置之间总是存在偏离,偏离程度随曲率半径减小而增大;本文考虑内外侧车道曲率的差别,能得到无偏差的期望换道轨迹;设计的横摆率跟踪控制规律能实现对换道轨迹的理想跟踪.