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基于混合域优化控制的智能网联车辆运动规划模型
| 题名： | 基于混合域优化控制的智能网联车辆运动规划模型 |
| 作者： | 胡笳;王浩然;冯永威;李欣 |
| 作者单位： | 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室;大连海事大学交通运输工程学院 |
| 关键词： | 汽车工程;运动规划;优化控制;智能网联车辆;混合域;自动驾驶 |
| 摘要： | 智能网联车辆具备提高交通安全与效率、降低能耗的巨大潜力。作为智能网联车辆决策控制的重要环节，运动规划对于智能网联车辆的循迹精度、控制效果具有显著影响。为了提高智能网联车辆控制精度，提出了一种智能网联车辆运动规划模型。该模型以追踪参考路径为目标，基于时空混合域的优化控制方法，避免了轨迹追踪过程中横向控制掺杂纵向误差的影响，提高了模型控制精度。通过考虑车辆动力学、转向传动系统动态和底层控制时延，该模型可规划车辆纵向运动指令(加速度)、横向运动指令(方向盘转角)，并确保运动规划指令能够被车辆底层控制准确执行。最后，所提出的运动规划模型基于动态规划原理求解，提高了求解效率。对所提出的运动规划模型通过PreScan和Carsim联合仿真进行测试，结果显示该运动规划模型在直线换道、曲线巡航、U-turn多种场景下，循迹误差均小于9cm，速度误差均小于0.7km•h-1。此外，该运动规划模型在实车测试中也展现了极佳的控制效果。实车测试结果表明：该运动规划模型在60km•h-1以下的直行、交叉口转弯、曲线巡航、换道等多种场景中，车辆循迹误差均小于12.5cm，巡航速度误差小于3.32km•h-1，其中，期望速度20km•h-1的直行及半径小于15m的转弯场景下的循迹误差为11cm，相较当前最前沿的实车测试研究，循迹精度提高了27%。此外，该运动规划模型在实车测试中的平均计算速度为5.15ms，这说明该模型已具备实际落地应用能力。 |
| 期刊名称： | 中国公路学报 |
| 出版日期： | 202203 |
| 出版年： | 2022 |
| 期： | 03 |
| 页码： | 43-54 |
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