自动驾驶车辆的路径跟踪控制技术是自动驾驶技术中的重要组成部分,而车辆的横向路径跟踪控制技术作为路径跟踪控制的关键技术,逐渐成为专家和工程人员追逐的研究重点。本文针对自动驾驶车辆的横向路径跟踪问题,提出了新的解决思路和方案,取得如下成果。首先,根据牛顿第二运动定律和车辆动力学原理,构建了基于自行车简化模型的车辆动力学模型。由于模型中的状态变量难以测量,同时又为了更好的表达车辆实际位置与规划路径间的相对位置,构建了误差作为状态量的横向动力学模型。并通过Matlab仿真软件的分析,对动力学模型的性能和准确性进行了评估,证明模型能够较为准确的表达真实车辆。其次,在横向控制器的设计中,针对线性二次调节器算法中参数确定困难的问题,引入同时扰动随机逼近算法(SPSA)对线性二次调节器参数进行寻优。设计了基于SPSA-LQR的横向控制器,并通过仿真软件对传统线性二次调节器和基于SPSA-LQR的横向控制器性能进行对比,证明基于SPSA-LQR的横向控制器在跟踪性能和能量消耗上都有较好的表现。再次,针对车辆主动转向系统,首先设计了基于传统PID的电流环调节器。随后设计了模糊PID参数输入输出的隶属度函数,同时根据专家经验,设计了输入到输出的模糊推理规则,实现了基于模糊PID的位置环控制器。随后对车辆的底层转向系统进行了实验验证。实验证明模糊PID控制具有一定的系统自适应能力,同时能够提高主动转向系统响应的快速性和准确性。最后,介绍了全地形车车辆试验平台,包括全地形车的整车结构、转向系统、传感器控制器系统、整车通讯架构等。同时介绍了运行于控制器上的软件系统。针对全地形车行驶所能遇到的路况,设计了两种较为合理的实验工况,对本文提出的基于SPSA-LQR的横向控制方法和底层主动转向系统,进行了实车行驶验证,并给出了实车测试结果。结果表明,本文设计的横向控制算法能够对全地形车可行驶的大部分工况进行覆盖,相较传统的LQR控制器,能很好的跟踪规划轨迹。