采用滑模条件积分的无人驾驶汽车弯道超车路径规划与跟踪控制

• Published in: 控制理论与应用 Vol. 38; no. 2; pp. 197 - 205
• Main Authors: 张家旭, 周时莹, 施正堂, 赵健, 朱冰
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,吉林长春130022 01.02.2021; 中国第一汽车集团有限公司智能网联研发院,吉林长春130011%中国第一汽车集团有限公司智能网联研发院,吉林长春130011%浙江亚太机电股份有限公司智能汽车控制系统研究院,浙江杭州311200%吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,吉林长春130022
• Subjects: 滑模条件积分控制; 弯道超车; 路径规划与跟踪控制; 五次多项式曲线
• ISSN: 1000-8152
• DOI: 10.7641/CTA.2020.00110

针对无人驾驶汽车弯道超车场景,基于五次多项式曲线提出一种路径规划算法和基于滑模条件积分控制方法提出一种路径跟踪控制策略.首先,为了简化无人驾驶汽车弯道超车路径规划过程,将其分解成驶入超车道路径、保持超车道内行驶路径和驶回原车道路径3部分,并基于五次多项式曲线分别规划出满足汽车侧向加速度约束和动态障碍物避障约束的驶入超车道路径和驶回原车道路径,3部分路径平滑连接构成无人驾驶汽车弯道超车路径.随后,为了高精度的跟踪规划的路径,采用滑模条件积分控制方法设计具有强鲁棒性优点且无抖振的无人驾驶汽车路径跟踪控制策略,并采用李雅普诺夫稳定性理论证明其收敛性.最后,进行了算法的仿真验证,结果表明:所提出无人驾驶汽车路径规划算法和路径跟踪控制策略可以引导无人驾驶汽车安全、舒适的完成弯道超车操作,并且相对于斯坦利方法,具有更快的响应速度和更高的跟踪精度.