一种基于速度自适应预瞄的无模型无人车路径跟踪方法技术

本发明专利技术公开了一种基于速度自适应预瞄的无模型无人车路径跟踪方法，具体包括以下步骤：S1：搭建无模型的横向控制器，并输出无人车方向盘的转动量函数；S2：通过设置初始和平衡条件下的参数，对所述无人车方向盘的转动量函数中的增益参数进行整定，得到整定后的无人车方向盘的转动量函数；S3：在所述整定后的无人车方向盘转动量输出函数中引入速度耦合器函数和速度自适应预瞄距离函数，得到改进后的无人车方向盘转动量输出函数。本发明专利技术适用于大部分无人车模型，包括：二自由度动力学无人车模型、三自由度动力学无人车模型、高度复杂的超高自由度的无人车模型；使无人车在全速域应对复杂多变的跟踪路径时依然可以保持精准、稳定的跟踪效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于速度自适应预瞄的无模型无人车路径跟踪方法
本专利技术涉及无人车控制
，特别是涉及一种基于速度自适应预瞄的无模型无人车路径跟踪方法。
技术介绍
路径跟踪是无人车根据感知、决策、规划结果正确沿道路行驶的关键部分，对无人车的稳定、安全运行具有重要作用。路径跟踪技术的目标在于使无人车可以精确、稳定的沿着规划路径行驶，具有良好的发展和应用前景。路径跟踪技术主要分类两种：(1)无模型的路径跟踪方法：比例积分微分(proportionintegrationdifferentiation,PID)控制，使用PID方法控制自动驾驶车辆(Marino等，2011)，不考虑车辆的物理特性，在面对高速、复杂的环境时则难以适用(陈慧岩等，2017)；基于前馈—反馈控制的自动转向系统，可实现车辆极限工况下的自主驾驶(Zhao，2011)；Kayacan等(2016)提出了一种基于轨迹跟踪误差的鲁棒控制方法，使控制方法在直线和曲线中保持较小的误差要求；基于鲁棒H∞反馈控制器的路径跟踪方法考虑了轮胎偏侧刚度和外界干扰的不确定性，提高了控制方法的鲁棒性(H本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于速度自适应预瞄的无模型无人车路径跟踪方法，其特征在于，具体包括以下步骤：/nS1：搭建无模型的横向控制器，并输出无人车方向盘的转动量函数；/nS2：通过设置初始和平衡条件下的参数，对所述无人车方向盘的转动量函数中的增益参数进行整定，得到整定后的无人车方向盘的转动量函数；/nS3：在所述整定后的无人车方向盘转动量输出函数中引入速度耦合器函数和速度自适应预瞄距离函数，得到改进后的无人车方向盘转动量输出函数，并对无人车行驶路径进行跟踪。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于速度自适应预瞄的无模型无人车路径跟踪方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：搭建无模型的横向控制器，并输出无人车方向盘的转动量函数；
S2：通过设置初始和平衡条件下的参数，对所述无人车方向盘的转动量函数中的增益参数进行整定，得到整定后的无人车方向盘的转动量函数；
S3：在所述整定后的无人车方向盘转动量输出函数中引入速度耦合器函数和速度自适应预瞄距离函数，得到改进后的无人车方向盘转动量输出函数，并对无人车行驶路径进行跟踪。


2.根据权利要求1所述的基于速度自适应预瞄的无模型无人车路径跟踪方法，其特征在于：所述步骤S1具体为：
S11：搭建无模型的横向控制器；
S12：计算无人车与跟踪路径的横向偏差和角度偏差；
S13：分别计算所述横向偏差和所述角度偏差的增益参数；
S14：分别计算所述横向偏差和所述角度偏差的的激活函数；
S15：基于所述步骤S13～S14，得到无人车方向盘的转动量函数。


3.根据权利要求2所述的基于速度自适应预瞄的无模型无人车路径跟踪方法，其特征在于：所述激活函数采用的是sigmoid函数。


4.根据权利要求1所述的基于速度自适应预瞄的无模型无人车路径跟踪方法，其特征在于：所述步骤S2具体为：
S21：基于无人车方向盘的转动量函数，设置初始条件下的参数，得到初始状态下的状态方程；
S22：基于无人车方向盘的转动量函数，设置平衡条件下的参数，得到平衡状态下的状态方程；
S23：联立所述步骤S21～S22中的两个状态方程，得到所述无人车方向盘的转动量函数中的增益参数；
S24：将所述增益参数代入所述无人车方向盘的转动量函数中，得到整定后的无人车方向盘的转动量函数。


5.根据权利要求4所述的基于速度自适应预瞄的无模型无人车路径跟踪方法，其特征在于：
所述初始条件下的参数包括初始横向偏差、初始角度偏差和期望方向转角；
所述平衡条件下的参数包括平衡状态下的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘康，张龑，郑颖，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11