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自動(dòng)變換車道的自適應(yīng)轉(zhuǎn)向控制器研究

變換車道的目的是將車輛轉(zhuǎn)移到鄰近的車道內(nèi)，或者說(shuō)是對(duì)前方移動(dòng)或靜止車輛的避障。為了達(dá)到這個(gè)目的，要考慮車輛的縱向控制和側(cè)向控制。車輛的縱向和側(cè)向自動(dòng)控制往往是單獨(dú)進(jìn)行的。而且，每個(gè)控制器都是基于車輛縱向和轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)模型的解耦進(jìn)行設(shè)計(jì)的。為自動(dòng)變換車道系統(tǒng)設(shè)計(jì)一種雙層非線性自適應(yīng)轉(zhuǎn)向控制器?？紤]車輛自動(dòng)變更車道行為問(wèn)題時(shí)并沒(méi)有利用道路基礎(chǔ)設(shè)施信息，而是利用由車內(nèi)傳感器獲得的車輛位置和方向信息。圖1展示了INRIA（法國(guó)國(guó)家信息與自動(dòng)化研究所）進(jìn)行安裝有兩個(gè)激光雷達(dá)測(cè)距儀的試驗(yàn)車輛。

設(shè)計(jì)的車輛自動(dòng)變更車道的自適應(yīng)轉(zhuǎn)向控制器是針對(duì)前方靜止車輛進(jìn)行的。假設(shè)車輛要通過(guò)前方距離為的車輛（圖2）。車輛需要在給定時(shí)間內(nèi)遵循一定的軌跡到達(dá)選定距離前方停止車輛左側(cè)的位置。為了設(shè)計(jì)車輛的轉(zhuǎn)向控制器，假設(shè)坐標(biāo)誤差ey和eθ、前輪轉(zhuǎn)角α、車輛角速度ωα和車輛縱向速度vpx都是可以測(cè)量出來(lái)的。

提出的自適應(yīng)轉(zhuǎn)向控制器具有分等級(jí)的雙側(cè)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)基于對(duì)控制問(wèn)題的分解。設(shè)計(jì)的自適應(yīng)轉(zhuǎn)向控制器包括：上層的基于車輛動(dòng)力學(xué)模型的路徑追蹤控制回路；下層的基于車輛動(dòng)力學(xué)模型的轉(zhuǎn)向控制回路。上層控制器為下層控制提供需要跟蹤的參考信號(hào)。

使用Matlab進(jìn)行了仿真以驗(yàn)證提出的雙層轉(zhuǎn)向控制器的性能。然后，將設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向控制器安裝在如圖1所示的試驗(yàn)車上面。

Plamen Petrov et al. 2013 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), Australia-June 23-26, 2013.

編譯：路順杰