智能駕駛汽車(chē)教學(xué)轉向控制實(shí)訓臺采用反饋控制來(lái)計算目標轉向角，并結合道路反饋路徑的閉環(huán)校正實(shí)現車(chē)輛的實(shí)時(shí)閉環(huán)控制，下面小編為您詳細介紹!

　　簡(jiǎn)介

　　該實(shí)訓臺針對傳統控制算法中的一些缺陷，提出了一種基本的改進(jìn)策略。參照在道路上行駛時(shí)車(chē)輛的實(shí)際狀態(tài)，在考慮到車(chē)輛和道路的大小和形狀的情況下，合理地簡(jiǎn)化建立新的二維車(chē)-路關(guān)系模型的過(guò)程?；谛碌能?chē)路關(guān)系跟蹤無(wú)人駕駛汽車(chē)的跟蹤問(wèn)題，并提出了一種新的路徑跟蹤模式-區域路徑跟蹤。對于提出的區域路徑跟蹤問(wèn)題，采用模型預測控制方法設計轉向控制器，并通過(guò)控制無(wú)人駕駛汽車(chē)的橫向運動(dòng)來(lái)達到區域路徑跟蹤的目的。為此，在考慮車(chē)輛的平面運動(dòng)學(xué)和橫向動(dòng)力學(xué)的基礎上建立車(chē)輛系統的標稱(chēng)模型。

　　同時(shí)，針對預期道路信息為點(diǎn)序列的特點(diǎn)，基于二次搜索算法，使用三維拉格朗日插值公式實(shí)時(shí)處理收集到的道路信息，并基于“前瞻性跟隨”理論設計了一種自動(dòng)轉向系統,控制系統。最后，通過(guò)在不同條件下的仿真實(shí)驗驗證了控制系統的有效性。

　　考慮到控制模型的準確性和控制參數可能會(huì )影響控制器的性能，因此本主題從三個(gè)方面著(zhù)手改進(jìn)已建立的轉向控制器：控制模型，采樣時(shí)間和預測時(shí)域，基于干擾估計的思想，將標稱(chēng)模型與實(shí)際車(chē)輛系統之間的輸出偏差用作標稱(chēng)模型的等效擾動(dòng)，以獲得引入誤差補償的控制模型;然后，基于帶有誤差補償的控制模型，推導了一種新的轉向控制算法，避免了模型由于精度不高而導致的控制精度損失。

　　為了進(jìn)一步提高轉向控制器的控制性能，結合大量的仿真研究，提出了一種基于道路曲率的可變采樣時(shí)間和可變預測時(shí)域策略。實(shí)驗比較結果表明，改進(jìn)后的控制器的控制性能明顯優(yōu)于原始控制器。針對基于模型預測的自動(dòng)轉向控制器的實(shí)用性，將實(shí)車(chē)實(shí)驗平臺和RT3002慣性/ GPS組合導航系統用于實(shí)車(chē)實(shí)驗。

　　實(shí)驗算法由C程序實(shí)現,為了離散化控制模型，通過(guò)泰勒展開(kāi)將矩陣指數函數運算轉換為普通矩陣乘法和加法運算，從而減少了編寫(xiě)系統離散化處理算法的難度;對于模型預測控制器的最優(yōu)解，實(shí)現了差分進(jìn)化算法。實(shí)驗結果表明，該控制器的計算速度滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求，可以有效地控制實(shí)驗車(chē)輛在給定的道路區域內行駛。

　　軌跡跟蹤橫向控制框架

　　軌跡跟蹤控制是將智能駕駛系統與原始車(chē)輛控制系統連接的關(guān)鍵要素。智能駕駛系統基于諸如感知到的環(huán)境和地圖之類(lèi)的信息來(lái)計算實(shí)時(shí)本地路徑和車(chē)速以及其他信息。 VCU接收到上層發(fā)送的軌跡后，就會(huì )接收到該軌跡。根據車(chē)輛的特性，合理地控制方向盤(pán)角度，油門(mén)，制動(dòng)器，齒輪等。其中，方向盤(pán)角度是車(chē)輛行駛控制中的難點(diǎn)。

　　一，有必要將基礎的被動(dòng)式電動(dòng)助力轉向改為主動(dòng)式電動(dòng)助力轉向，并且對轉向響應速度和轉彎精度有很高的要求。其次，根據目標路徑計算目標轉彎角度，使車(chē)輛平穩安全行駛。

　　智能車(chē)教實(shí)訓臺學(xué)基于運動(dòng)學(xué)的前饋前饋控制，橫向誤差反饋閉環(huán)控制，轉向不足校正和切換人機模式時(shí)的方向盤(pán)平滑度。其中，當切換人機模式時(shí)，方向盤(pán)平滑主要解決了方向盤(pán)突然轉彎并進(jìn)入智能駕駛力矩，可能引起打動(dòng)的現象。為此，在切換時(shí)刻使方向盤(pán)轉彎旋轉平滑，以使車(chē)輛更穩定。

　　決策與控制信號通信

　　決策是基于感知，地圖，位置等來(lái)規劃實(shí)時(shí)局部目標路徑。該路徑將車(chē)輛后軸的中心作為規劃原點(diǎn)，并且可以通過(guò)以下方式預測全局路徑的某個(gè)點(diǎn)：車(chē)輛根據運動(dòng)關(guān)系計算每1m車(chē)輛的未來(lái)。移動(dòng)點(diǎn)的位置是通過(guò)將接近車(chē)輛原點(diǎn)的短距離局部路徑的幾個(gè)點(diǎn)預覽到目標全局路徑[6]而獲得的。通過(guò)將幾個(gè)點(diǎn)擬合到三階方程，并將X和Y的三階擬合系數發(fā)送到VCU，以進(jìn)行解碼控制。

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