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考虑系统约束的预瞄Stanley车辆路径跟踪控制 被引量：5
1
作者 张俊娜 白国星 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2023年第9期61-68,共8页
近年来研究者们发现前轮转角速度约束等系统约束对路径跟踪控制的性能存在较大的影响,而常用于解决系统约束影响的模型预测控制存在实时性较差的问题。为此基于计算成本较低的Stanley控制,考虑前轮转角速度约束等系统约束的影响,提出了... 近年来研究者们发现前轮转角速度约束等系统约束对路径跟踪控制的性能存在较大的影响,而常用于解决系统约束影响的模型预测控制存在实时性较差的问题。为此基于计算成本较低的Stanley控制,考虑前轮转角速度约束等系统约束的影响,提出了一种考虑系统约束的预瞄Stanley车辆(无人驾驶)路径跟踪控制算法,并通过MATLAB与Carsim联合仿真对该算法进行了仿真测试。在被控对象有系统约束的情况下,提出的控制方法仍具有较高的精确性和实时性,其中横向误差绝对值不超过0.2734 m,航向误差绝对值不超过0.1135 rad,每个控制周期内的计算时间不超过2 ms。仿真结果还表明,该控制方法在精确性方面优于经典Stanley控制、已有的未考虑系统约束的预瞄Stanley控制,在实时性方面优于模型预测控制。 展开更多
关键词 无人驾驶车辆 路径跟踪 stanley控制 预瞄控制 系统约束
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基于MPC与Stanley的农机路径跟踪融合控制算法
2
作者 刘文龙 姜明耀 +1 位作者 王晨旭 徐伟东 《信息技术》 2024年第8期65-70,78,共7页
针对智能农机的路径跟踪问题,基于模型预测控制(MPC)与Stanley控制提出一种融合控制算法。在农机运动学模型基础上,运用MPC算法设计路径跟踪控制律。在MPC算法的基础上通过权重系数与Stanley算法进行融合,并采用模糊规则对权重系数进行... 针对智能农机的路径跟踪问题,基于模型预测控制(MPC)与Stanley控制提出一种融合控制算法。在农机运动学模型基础上,运用MPC算法设计路径跟踪控制律。在MPC算法的基础上通过权重系数与Stanley算法进行融合,并采用模糊规则对权重系数进行动态修正。搭建Carsim与Matlab/Simulink联合仿真平台,分别以不同速度对直线路径与圆形路径进行跟踪实验。结果表明,文中算法的控制性能优于常规MPC算法,在跟踪过程的前半段更为迅速,在跟踪过程的后半段更加平稳,直线路径跟踪误差在±2.5cm以内,特别适于农机初始位置偏差较大以及行驶速度较高的应用场合。 展开更多
关键词 智能农机 模型预测控制 stanley控制 模糊规则 路径跟踪
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一种改进Stanley的车辆路径跟踪算法
3
作者 陶珑 《机械工程与自动化》 2024年第5期86-88,91,共4页
针对车速增大导致跟踪偏差变大的问题,研究了一种基于改进Stanley控制器的路径跟踪算法。首先基于二自由度车辆运动学模型,以输入量为横向偏差和航向偏差的模糊控制器对Stanley控制的增益参数进行调整,从而提高路径跟踪精度。其次,通过M... 针对车速增大导致跟踪偏差变大的问题,研究了一种基于改进Stanley控制器的路径跟踪算法。首先基于二自由度车辆运动学模型,以输入量为横向偏差和航向偏差的模糊控制器对Stanley控制的增益参数进行调整,从而提高路径跟踪精度。其次,通过MATLAB/Simulink与CarSim的联合仿真来验证改进Stanley控制器的跟踪效果。仿真结果表明:该算法能够根据车辆运行状态调整Stanley控制器的参数,有效地减小横向误差;直线路径跟踪的最大横向误差可以减小到0.11 m,双移线路径跟踪的最大横向误差可以减小到0.12 m。 展开更多
关键词 stanley控制 模糊算法 路径跟踪 CarSim/Simulink
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无人车U型转向路况的轨迹规划与控制研究
4
作者 田国富 郑佳强 +1 位作者 常天根 张森 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期84-91,125,共9页
针对无人车在双向单车道下的U型转向场景,基于空间分布关系与正反梯形加速度提出一种U型转向轨迹规划方法。该方法首先结合车辆空间分布特征规划出一条U型转向轨迹,并采用线性插值方法平滑该轨迹;然后,采用正反梯形的侧向加速度规划方法... 针对无人车在双向单车道下的U型转向场景,基于空间分布关系与正反梯形加速度提出一种U型转向轨迹规划方法。该方法首先结合车辆空间分布特征规划出一条U型转向轨迹,并采用线性插值方法平滑该轨迹;然后,采用正反梯形的侧向加速度规划方法,通过设计多目标函数,求出侧向加速度和侧向加速度变化率的最优解;最后,提出一种基于车辆空间分布关系的改进Stanley控制算法,并通过在输入函数中添加稳态误差惩罚项使轨迹误差收敛于0。仿真结果表明:相比于Stanley控制算法,该控制方法在不同初始车速下最大横向轨迹误差与最大航向角误差均有改善。驾驶员在环试验结果表明:该方法可以有效地完成U形转向。 展开更多
关键词 车辆工程 自动驾驶 U型转向 轨迹规划 正反梯形加速度规划 stanley控制
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不同车速下自适应变化的路径跟踪控制研究
5
作者 马思群 王兆强 +1 位作者 赵佳伟 韩博 《农业装备与车辆工程》 2023年第7期1-6,共6页
路径跟踪是自动驾驶汽车的核心技术,许多控制算法已被广泛应用于路径跟踪任务。为了提高路径跟踪在不同速度下的自适应能力,提出了一种结合预测轨迹和模糊控制的自适应Stanley路径跟踪控制器。参考人类驾驶员经验,模糊控制器根据车辆的... 路径跟踪是自动驾驶汽车的核心技术,许多控制算法已被广泛应用于路径跟踪任务。为了提高路径跟踪在不同速度下的自适应能力,提出了一种结合预测轨迹和模糊控制的自适应Stanley路径跟踪控制器。参考人类驾驶员经验,模糊控制器根据车辆的横纵向速度实时调整预瞄距离,预测轨迹根据纵向速度实时调整预测时间进行提前控制。最后设计了自适应邻域的粒子群算法来对控制器参数进行优化。通过Simulink-CarSim的联合仿真验证,证明自适应Stanley控制器可以显著提高对不同速度的适应性和跟踪性能。 展开更多
关键词 路径跟踪 stanley控制 模糊控制 粒子群优化
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基于预瞄时间的斯坦利控制算法
6
作者 赵琦 许畅 +3 位作者 姬晨禹 杨锋 刘栋 刘亮 《汽车实用技术》 2024年第19期22-28,共7页
斯坦利算法以前轮中心为误差基准,缺乏人类前视驾驶特性,导致方向频繁修正。同时,当前自动驾驶仿真方法与平台在拟真度上的局限,难以有效验证算法改进的实际效果。文章提出了一种最优预瞄理论与斯坦利控制算法相结合的“预瞄-斯坦利”... 斯坦利算法以前轮中心为误差基准,缺乏人类前视驾驶特性,导致方向频繁修正。同时,当前自动驾驶仿真方法与平台在拟真度上的局限,难以有效验证算法改进的实际效果。文章提出了一种最优预瞄理论与斯坦利控制算法相结合的“预瞄-斯坦利”控制算法,首先基于Carla仿真平台,创建了虚拟组合导航模块和车辆控制器局域网(CAN)通信模块;然后,建立了自动驾驶域控制器在环的仿真平台,并将“预瞄-斯坦利”算法部署在自动驾驶域控制器中进行了在环测试;最后进行了真实物理场景下的实车测试验证。结果可知,一方面通过对比硬件在环仿真和实车测试结果中的“斯坦利-实车”与“预瞄-斯坦利-实车”横向误差,表明了“预瞄-斯坦利”算法整体误差小于斯坦利算法;另一方面对比“预瞄-斯坦利-仿真”与“预瞄-斯坦利-实车”横向误差,验证了所创建的硬件在环系统的准确性和拟真度。 展开更多
关键词 自动驾驶 横向控制 预瞄时间 斯坦利控制算法 硬件在环
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