基于滚动优化的汽车换道动态轨迹规划和轨迹跟踪控制

• 作者: 岳丽姣 时利 孟建平
• 来源期刊: 汽车实用技术
• 关键词: 智能汽车 换道 动态轨迹规划 滚动优化
• 年，卷（期）: 2021,（15）
• 所属期刊栏目: 智能网联汽车|Intelligent Connected Vehicle
• 页码范围: 39-44
• 页数: 6页
• 分类号: U495
• 语种: 中文
• DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.015.011

摘要

针对传统换道控制算法难以有效应对前方车辆状态变化的问题,提出基于滚动优化的汽车换道动态轨迹规划方法,并设计轨迹跟踪控制器进行轨迹跟踪.首先,基于五次多项式设计换道参考轨迹方程,并建立换道轨迹评价指标确定换道时间.其次,构建换道动态轨迹规划函数,考虑相邻周期内所规划轨迹的偏差,设计滚动优化目标函数.建立跟随前车运动的危险包络椭圆约束来保证避撞安全性,同时考虑换稳定性约束和道路边界约束,将动态轨迹规划问题变为滚动优化问题,规划出可以适应前车状态变化的动态换道轨迹.然后,设计用于确定理想前轮转角的模型预测控制器来实现轨迹跟踪.最后,对所提出的方法进行仿真和硬件在环试验,仿真和试验结果表明,所提出的控制方法可以使车辆应对不同的换道环境,能够保证车辆的换道安全性和舒适性.