【摘 要】
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随着全世界范围内的汽车保有量日益增长,由此造成了城市交通不畅、汽油紧缺和交通安全等问题的出现,其中交通安全事故最为普遍。无人驾驶汽车的智能驾驶技术不仅仅在一定程度上提高了车辆的主动安全性,而且还缓解了高峰时期的交通压力,因此具有重要的实际应用意义。准确有效的轨迹跟踪控制是无人驾驶的关键所在,并且对无人驾驶汽车的量产与使用具有积极重要的现实意义。本文基于中华V3无人驾驶汽车作为该试验平台,基于该平台
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随着全世界范围内的汽车保有量日益增长,由此造成了城市交通不畅、汽油紧缺和交通安全等问题的出现,其中交通安全事故最为普遍。无人驾驶汽车的智能驾驶技术不仅仅在一定程度上提高了车辆的主动安全性,而且还缓解了高峰时期的交通压力,因此具有重要的实际应用意义。准确有效的轨迹跟踪控制是无人驾驶的关键所在,并且对无人驾驶汽车的量产与使用具有积极重要的现实意义。本文基于中华V3无人驾驶汽车作为该试验平台,基于该平台设计出了满足无人驾驶轨迹跟踪控制要求的无人驾驶车辆的可用轨迹跟踪控制算法,其中包括用于速度跟踪的纵向控制的PID控制算法和用于路径跟踪的横向控制的最优LQR控制算法以及最优前馈LQR控制算法。本文首先建立了车辆动力学系统模型,然后基于PID控制算法和LQR控制算法进行了软件仿真和测试,通过Car Sim2018与Simulink在标准双移线工况下的联合仿真对比分析了该控制方法的实际表现,根据不同的设定车速下的表现性能以及其他方面的评价指标,随后,为了验证本文所提出算法的正确和有效性,在后期就对以上的控制算法都进行了系统的仿真和验证,最后用装载了激光雷达的中华V3实车采集了校园某路段的实际点云数据,并进行数据处理生成了校园高精地图,然后在采集好的地图上选择合适的路径对最优前馈LQR轨迹跟踪控制算法在封闭校园内进行了实车试验。试验结果显示出,先前所提出来的最优前馈LQR轨迹跟踪控制算法能够很好的对轨迹进行跟踪,并且实际误差在可允许的范围内,本文所用的控制算法能够达到无人驾驶汽车的轨迹跟踪控制相关的要求。
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