基于参考向量场的车辆队列二维跟踪控制算法

• 作者: 刘阳 宗长富 郑宏宇 韩小健 张东 郭中阳
• 来源期刊: 汽车工程
• 关键词: 车辆队列 二维场景 参考向量场 哈密尔顿函数 跟踪控制算法
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 页码范围: 962-970,977
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.07.002

摘要

当车辆队列的应用场景从一维拓展至二维时,纵向间距保持与横向跟踪控制之间将出现显著的耦合效应.在高速工况下,忽视纵横向跟踪功能的耦合效应将导致跟踪误差变大,甚至造成车辆失稳.为解决上述问题,本文中提出了一种车辆队列纵横向耦合跟踪控制算法,通过构建基于纵向间距和横向参考轨迹的参考向量场获得期望速度矢量,采用哈密尔顿函数获得车辆上层运动控制需求的期望总力和总力矩;同时,提出一种基于伪逆矩阵的控制分配算法,将期望总力和总力矩在有约束的物理环境下分配至各个车轮,在保证分配精度的前提下提高了实时性.仿真和实验结果表明,本文提出的纵横向耦合跟踪控制算法能有效完成二维场景下的车辆队列运动控制,实现队列的安全、高效的协同驾驶.