自動變換車道的自適應轉向控制器研究

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自動變換車道的自適應轉向控制器研究

變換車道的目的是將車輛轉移到鄰近的車道內，或者說是對前方移動或靜止車輛的避障。為了達到這個目的，要考慮車輛的縱向控制和側向控制。車輛的縱向和側向自動控制往往是單獨進行的。而且，每個控制器都是基于車輛縱向和轉向動力學模型的解耦進行設計的。為自動變換車道系統設計一種雙層非線性自適應轉向控制器。考慮車輛自動變更車道行為問題時并沒有利用道路基礎設施信息，而是利用由車內傳感器獲得的車輛位置和方向信息。圖1展示了INRIA（法國國家信息與自動化研究所）進行安裝有兩個激光雷達測距儀的試驗車輛。

設計的車輛自動變更車道的自適應轉向控制器是針對前方靜止車輛進行的。假設車輛要通過前方距離為的車輛（圖2）。車輛需要在給定時間內遵循一定的軌跡到達選定距離前方停止車輛左側的位置。為了設計車輛的轉向控制器，假設坐標誤差ey和eθ、前輪轉角α、車輛角速度ωα和車輛縱向速度vpx都是可以測量出來的。

提出的自適應轉向控制器具有分等級的雙側結構。這種結構基于對控制問題的分解。設計的自適應轉向控制器包括：上層的基于車輛動力學模型的路徑追蹤控制回路；下層的基于車輛動力學模型的轉向控制回路。上層控制器為下層控制提供需要跟蹤的參考信號。

使用Matlab進行了仿真以驗證提出的雙層轉向控制器的性能。然后，將設計的轉向控制器安裝在如圖1所示的試驗車上面。

Plamen Petrov et al. 2013 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), Australia-June 23-26, 2013.

編譯：路順杰