高速公路自動駕駛的滾動時域控制策略

高速公路自動駕駛的滾動時域控制策略

除了提高運輸效率和駕駛員的便利性，自動駕駛還可以提高交通安全。在高速公路上，很大一部分的交通事故和死亡事故是由于車道變換和超車時人為錯誤造成的。先進的駕駛輔助系統（ADAS），如自適應巡航控制（ACC）、碰撞預警和汽車主動制動已被證明對交通安全有積極的影響。因此，在預期內能夠安全且自主地執行車道變換和在高速公路上超車的全自動駕駛系統的引入將進一步提前交通安全。

研究了高速公路自動駕駛應用中的決策和控制問題。基于避障路徑規劃的決策和控制問題，提出了一種新穎的利用單向道路結構化環境的路徑規劃方法。因此，為避免與周圍車輛碰撞而引入了一組約束，使車輛速度和車道與理想速度和車道的偏差最小化，避障路徑規劃問題被制定為滾動時域控制框架內的形成優化問題，使車輛停留在道路邊界內，并且遵守車輛動力學的物理限制。在具有一到兩輛車輛的雙車道單向道路的交通情景中模擬該方法所產生的適當的交通機動能力，這是一種用于高速公路自動駕駛的高級控制方案。在縱向和橫向控制輸入的序列方面確定無碰撞操縱的問題被視為模型預測控制框架中的避障路徑規劃問題。通過利用單向道路的結構化環境模型，可以表示出碰撞規避約束，這樣路徑規劃問題就成為凸二次規劃問題。

仿真結果證明了所提出的具有碰撞規避約束的路徑規劃方法可行。

刊名：Control Engineering

Practice（英）

刊期：2015年第41期

作者：Nilsson Julia et al

編譯：趙前