自动变换车道的自适应转向控制器研究



自动变换车道的自适应转向控制器研究

变换车道的目的是将车辆转移到邻近的车道内，或者说是对前方移动或静止车辆的避障。为了达到这个目的，要考虑车辆的纵向控制和侧向控制。车辆的纵向和侧向自动控制往往是单独进行的。而且，每个控制器都是基于车辆纵向和转向动力学模型的解耦进行设计的。为自动变换车道系统设计一种双层非线性自适应转向控制器。考虑车辆自动变更车道行为问题时并没有利用道路基础设施信息，而是利用由车内传感器获得的车辆位置和方向信息。图1展示了INRIA（法国国家信息与自动化研究所）进行安装有两个激光雷达测距仪的试验车辆。

设计的车辆自动变更车道的自适应转向控制器是针对前方静止车辆进行的。假设车辆要通过前方距离为的车辆（图2）。车辆需要在给定时间内遵循一定的轨迹到达选定距离前方停止车辆左侧的位置。为了设计车辆的转向控制器，假设坐标误差ey和eθ、前轮转角α、车辆角速度ωα和车辆纵向速度vpx都是可以测量出来的。

提出的自适应转向控制器具有分等级的双侧结构。这种结构基于对控制问题的分解。设计的自适应转向控制器包括：上层的基于车辆动力学模型的路径追踪控制回路；下层的基于车辆动力学模型的转向控制回路。上层控制器为下层控制提供需要跟踪的参考信号。

使用Matlab进行了仿真以验证提出的双层转向控制器的性能。然后，将设计的转向控制器安装在如图1所示的试验车上面。

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

编译：路顺杰