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城市車輛導航的新型安全、靈活控制策略

介紹一個反應靈活的自主車輛導航的完整框架。駕駛員根據(jù)道路邊界并操作汽車沿著平滑的軌跡引導車輛到最終目的地。研究了一個無人駕駛車輛實現(xiàn)類似的行為，使汽車到達一個靜態(tài)或動態(tài)目標位置，這通過使用一個靈活的控制規(guī)律來實現(xiàn)的，這個規(guī)律基于對控制變量和李雅普諾夫穩(wěn)定性的綜合考慮。介紹了使車輛能夠在行駛環(huán)境中按照路標點連續(xù)導航目標分配策略。介紹了執(zhí)行安全、光滑的軌跡路徑選擇方法，證明了所提出控制策略的漸近穩(wěn)定性。根據(jù)控制器參數(shù)給出最大誤差邊界的準確估計，保證車輛導航在一定范圍內是安全的。在不同的情況下，對控制策略的靈活性、可靠性和效率進行了仿真和試驗。

提出一種控制規(guī)律和綜合使用合適的李雅普諾夫函數(shù),考慮了機器人和目標之間的位置、角度,及其特定值的設定，其支持靜態(tài)和動態(tài)目標達成。使用一個合適的基于新變量的李雅普諾夫函數(shù)對總體控制結構的穩(wěn)定性進行證明。提出順序執(zhí)行安全航行目標的分配策略，其基于目標切換使用適當?shù)膮⒖紟?聯(lián)系當前列表選擇的路標和下一個路標。這一目標分配策略可使車輛在預期的上邊界和方向錯誤（不發(fā)生碰撞的邊界環(huán)境）內有平穩(wěn)和靈活的軌跡。提出一個基本路徑選擇方法來實現(xiàn)安全、光滑的軌跡。模擬和試驗使用真實的城市車輛，以驗證所提出城市車輛導航控制策略的效率和靈活性。此外,介紹了其它文獻中不同的目標達成方法，并與所提出控制律進行比較。比較結果表明，在穩(wěn)定性和靈活性方面，在不同的工作環(huán)境中所提出的控制策略有實際意義。

未來將研究傳感器對控制規(guī)律的影響。將用不同方法獲得最優(yōu)的路徑點發(fā)展路線圖。

刊名：Robotics and Autonomous Systems（英）

刊期：2015年第70期

作者：José Vilca

編譯：張榮林