动态障碍物存在场景下的自动驾驶车辆局部路径规划,大多仅考虑车辆与障碍物之间的安全距离约束,而忽略了车辆的机动性能极限,这将导致所规划的局部参考路径不能被车辆准确跟踪,控制器的功能也会因此失效。针对这一局限,本文提出了一种新的局部路径规划层及控制器设计思路,实现车辆在动态障碍物存在的场景中的安全行驶。本文主要内容为:1.针对动态障碍物存在的行驶环境,提出基于线性时变模型预测控制理论的局部路径规划。利用单轨车辆动力学模型作为预测模型,考虑车辆前轮转向角、前轮转向角速度、路面附着极限以及轮胎侧偏角约束,预测车辆与障碍物的行驶轨迹,设计合理的避障求解函数,完成车辆避开障碍物且尽量靠近全局参考路径行驶的局部路径规划。2.为保证车辆准确跟踪上层参考局部路径,建立更加精确的双轨车辆动力学模型作为控制器预测模型,根据传感器获取的车辆状态量(车辆纵向速度、车身横摆角、横摆角速度以及车辆位置坐标),通过模型预测控制理论获取前轮转向角。3.最后将局部路径规划层及控制器进行集成,利用CarSim和Simulink搭建联合仿真平台,实现了弯道和动态障碍物同时存在的复杂场景下自动驾驶车辆的安全避障行驶,验证了本文提出的局部路径规划层及控制器设计理论的可行。