自动驾驶汽车局部路径规划与横向控制算法研究

本文以自动驾驶汽车为研究对象，结合国家重点研发计划专项课题 “整车智 能化控制及性能提升技术” 的研究任务及前瞻性技术探索需要，重点开展自动驾 驶汽车局部路径规划与横向控制算法研究工作，提出并设计了一种基千时间弹性带的局部路径规划算法及基于模型预测控制的路径跟踪控制算法，通过建模仿真和实车试验对算法进行了验证分析。 论文具体研究内容如下： 首先分析总结了国内外自动驾驶汽车规划和控制技术研究现状，并针对目前常用的局部路径规划算法和横向控制算法进行了理论研究和仿真分析，为后续研究提供了理论基础。 针对当前局部路径规划算法改进与规划效果提升需求，本文基千时间弹性带 理论提出并设计了一种适用于车辆在低速场景下的局部路径规划算法。该算法将 车辆非完整约束、最小转弯半径约束等约束条件加入到优化目标函数中， 并使用 图优化方法进行局部最优路径的求解。 典型场景下局部路径规划仿真结果表明，所设计的规划算法能够有效避让局部障碍物， 实现行驶路径的合理规划。 在车辆动力学建模基础上，推导得到了车辆跟踪控制状态空间方程。基千模 型预测控制理论并结合车辆动力学约束进行了路径跟踪控制算法的设计。