一种自动驾驶车辆避障路径规划与跟踪控制方法及系统技术方案

本发明专利技术属于自动驾驶车辆控制技术领域，具体涉及一种自动驾驶车辆避障路径规划与跟踪控制方法及系统，该方法根据车辆信息以及车辆所处位置的道路信息，获取避障路径集合，在避障路径集合中选取最终避障路径；将跟踪误差模型的输出量以及自动驾驶车辆的实际输出量输入至扰动观测器，再将扰动观测器的输出量输入至最优控制律中，得到控制自动驾驶车辆的前轮转向角的控制律，根据前轮转向角的控制律对自动驾驶车辆进行跟踪控制。通过引入扰动观测器估计跟踪误差模型的系统扰动，并将其用于最优控制律中，不仅能够消除稳态误差，而且具有抑制时变扰动的能力，从而提高跟踪精度，使车辆能够严格按照规划的路径行驶，保证车辆行驶的平稳性和安全性。平稳性和安全性。平稳性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种自动驾驶车辆避障路径规划与跟踪控制方法及系统


[0001]本专利技术属于自动驾驶车辆控制
，具体涉及一种自动驾驶车辆避障路径规划与跟踪控制方法及系统。

技术介绍

[0002]自动驾驶车辆在传统人工智能领域可认为是一种轮式移动机器人，涉及多种领域，包括计算机软件、算法、数据结构、工业控制硬件、物体识别、传感器感知等。而对自动驾驶车辆的安全行驶控制是车辆利用各种功能的传感器来感知周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，规划一条安全无碰撞的路径，控制车辆的速度和转向，从而使车辆能够安全地在道路上自主驾驶。
[0003]路径规划是实现车辆避障成功的前提条件，路径规划的性能决定了避障过程的稳定性、舒适性以及安全性。路径规划在移动机器人领域得到广泛研究，发展出了图搜索、采样、智能算法等主要方法，由于移动机器人的种类多，为了将该移动机器人的路径规划方法应用于多种移动机器人中，该路径规划方法仅是在理想条件下进行的规划，而自动驾驶车辆的行驶中包含车辆动力学，由于路径规划没有将车辆的当前的速度考虑进来，导致规划的路径存在不符合车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶车辆避障路径规划与跟踪控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)当需要进行车辆避障路径规划与跟踪控制时，根据车辆信息以及车辆所处位置的道路信息，获取避障路径集合；2)剔除避障道路集合中曲率信息大于设定最大曲率信息的避障路径，将剩余的避障路径作为候选路径集合，在候选路径集合中按照设定筛选规则选取最终避障路径；3)将跟踪误差模型的输出量以及自动驾驶车辆的实际输出量输入至扰动观测器，再将扰动观测器的输出量输入至最优控制律中，得到控制自动驾驶车辆的前轮转向角的控制律；4)根据前轮转向角的控制律对自动驾驶车辆进行跟踪控制。2.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆避障路径规划与跟踪控制方法，其特征在于，步骤1)中，通过建立自动驾驶车辆在Frenet坐标系下的避障路径集合，再将该Frenet坐标系下的避障路径集合转换至笛卡尔坐标系中，得到避障路径集合。3.根据权利要求2所述的自动驾驶车辆避障路径规划与跟踪控制方法，其特征在于，通过在Frenet坐标系下，运用车速横纵向耦合关系得到自动驾驶车辆的纵向轨迹，根据时空关系得到横纵向轨迹，建立自动驾驶车辆在Frenet坐标系下的避障路径集合。4.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆避障路径规划与跟踪控制方法，其特征在于，步骤2)中，所述设定筛选规则为：利用代价函数计算出候选路径集合中各个候选路径对应的总代价，然后从中选择总代价最小的路径作为最优解。5.根据权利要求4所述的自动驾驶车辆避障路径规划与跟踪控制方法，其特征在于，所述代价函数包括路径的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建平，史振宁，李哲，李炫，司皓哲，李震尧，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：