[发明专利]一种车辆避障轨迹规划与跟踪控制方法

摘要

本发明属于车辆避障控制方法技术领域,公开一种车辆避障轨迹规划与跟踪控制方法，将避障过程分解为基于优化的轨迹规划和基于模型预测控制的轨迹跟踪控制两部分,以侧向加速度的三段式正弦型曲线为基础，建立了一种以时间最优，包含多种约束的轨迹优化问题，通过优化求解获得避障的最优轨迹；建立二自由度车辆控制模型，以路径跟踪性能和最优转向角为代价函数，设计基于模型预测控制思想的最优轨迹跟踪控制器，实现有效避障。

主权项

1.一种车辆避障轨迹规划与跟踪控制方法，其特征在于，将避障过程分解为基于优化思想的轨迹规划和基于模型预测控制思想的轨迹跟踪控制两部分，该方法具体包括以下步骤：步骤一、基于优化思想的轨迹规划：提出一种基于三段正弦型优化思想的避障路径规划，即采用具有加速段、匀速段和减速段的三段式正弦型侧向加速度的曲线规划，在考虑车辆侧向加速度限制及速度限制的约束下，通过优化求解获得车辆所需总转向避障时间最优情况下的车辆期望轨迹，该期望轨迹作为后续跟踪控制器的期望输入路径；步骤二、基于模型预测控制思想的轨迹跟踪控制：为了描述车辆的侧向和横摆运动，根据车辆的运动学及动力学关系，建立二自由度车辆动力学模型，基于该模型设计基于模型预测控制思想的轨迹跟踪控制器去跟踪步骤一中规划出的车辆期望轨迹，实现有效避障。