自动驾驶车辆掉头路径规划与跟踪控制研究

随着自动驾驶技术的发展，能有效地解决交通事故发生率。车辆掉头在日常驾驶中不可避免，而目前大多数研究着力于车道保持、跟车控制、换道超车以及自动泊车，因此本文重点对车辆在行驶道路上掉头进行研究，主要工作如下： 首先，对现实生活中的掉头场景进行分析总结，建立了三种典型道路掉头场景，为路径规划提供地图依据。建立了车辆运动学模型、车辆动力学模型以及轮胎动力学模型，推导了轮胎滑移率与轮胎纵向力、轮胎侧偏角与轮胎横向力的线性关系，为建立路径跟踪控制器提供模型基础。 其次，针对传统人工势场规划出的路径，车辆不能有效跟踪的问题，本文基于车辆运动学模型提出了运动约束角改进方法以及倒车判断机制。在三种掉头场景中的仿真结果表明，改进后的人工势场法有效避免了算法在规划掉头路径时陷入局部最优的问题，在满足交通安全要求的同时，所规划的参考路径符合车辆驾驶习惯。