主动换道避撞控制:基于五次多项式的换道轨迹规划方法。

主动换道避撞控制:基于五次多项式的换道轨迹规划方法。

首先,通过计算紧急转向避撞的临界纵向安全距离,确定五次多项式起点。

基于此,建立了一个三自由度的转向避撞动力学模型,其中轮胎模型操作在线性响应区间内。

进一步地,我们采用模型预测控制(MPC)的框架和状态轨迹法,对非线性动力学模型进行了线性化处理,从而实现了高效的五次多项式避障轨迹跟踪控制。

具体设计工况如下:CarSim模拟场景中,自车以120公里/小时的速度在路面附着系数为0.8的条件下匀速行驶。

在第1秒时,探测到前方40米处有一辆宽度为1.5米的车辆匀速行驶。

根据避撞决策算法,紧急转向避撞的临界纵向安全距离为33.40米,而紧急制动避撞安全距离为45.97米。

在此基础上,主动避撞系统决定采用紧急转向避撞模式。

在控制效果方面,自车在发现目标车辆后迅速通过传感器系统启动紧急转向避撞,轨迹跟踪显示横向位移误差保持在0.10米以内。

前轮转角的控制量及其增量均保持在预设的约束范围内,确保底层执行机构能够精确执行车辆前轮的转角调整。

使用的软件工具:包括Matlab/Simulink (版本2019a/2019b)和CarSim (版本2019.0),并已录制完整的运行视频与建模资料,供进一步分析参考。

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