用于自动驾驶车辆避障控制的非凸函数控制算法

用于自动驾驶车辆避障控制的非凸函数控制算法

开发了一种用于自动驾驶汽车中自适应巡航控制的非线性非凸函数控制算法。具有该控制算法控制器的主要目标是跟踪所行驶道路的中心线，同时还需避开障碍物。该控制算法采用外循环非线性模型预测控制器，内循环则是基于最佳预测距离的简单线性反馈控制器，并根据简化的车辆模型来生成具有无碰撞轨迹的合成输入。该算法还通过使用延拓法和广义最小残差法来进行求解优化，克服了常规方法的有关限制条件。通过仿真结果验证了该算法的有效性，并通过缩放车辆模型来强化试验结果的可见性。

提出的用于自动驾驶汽车中自适应巡航控制算法使用了基于简化系统的非线性非凸模型预测控制，来规划理想轨迹并计算最优输入。使用具有预测信息的内环线性控制器来补偿外环非线性模型预测控制器中的简单动态所造成的误差。该控制方法使用曲线参考系统，并且在优化过程中考虑到障碍物。因此，其优化被简化成动态非线性非凸函数优化。该控制算法是基于最小原理的全局最优条件来实现解决方案的。此外，所提出的控制逻辑是明确的，它保证了实时操作运行的可行性。并且，所提出的控制逻辑方法已经在车辆试验设施上成功测试，并取得显著的成果。

刊名：IEEE Transactions on Control Systems Technology（英）

刊期：2017年第2期

作者：Rosolia Ugo et al

编译：陈少帅