考虑时延的异质协作车队事件触发控制研究

针对目前研究较少考虑车辆混行造成的异质问题与时延问题,本文提出了一种具有时延的异质协作式自动驾驶车队事件触发控制方法 .首先,建立了考虑混行的异质车辆时延模型;其次,基于PID(proportional-integral-derivative)控制与模型预测控制(MPC),设计了不同模式下的事件触发控制器;然后,在城市和紧急情况下,对所提出的控制器进行了仿真分析;最后,基于Jetson Nano模型车进行了实车实验.仿真与实验结果表明,所提出的事件触发控制方法能够在不同情况下更好地权衡控制精度与计算速度间的矛盾.在带有通信时延的紧急情况下,仍能够保持较低的误差.

基于模型预测控制的车辆路径跟踪控制技术研究

以车辆三自由度动力学模型为研究对象,对自动驾驶车辆模型预测控制算法进行研究。结合魔术轮胎模型线性区域和小角度假设理论对车辆动力学模型进行简化处理,设计基于模型预测控制算法的路径跟踪控制器。使用MATLAB/CarSim联合仿真平台,选用多组工况进行仿真试验。设定车辆的速度分别为低速、中速、高速3种状态,并且使用线性二次型最优控制器进行换道工况路径跟踪,与模型预测控制器进行控制效果对比与分析,结果表明,模型预测控制算法路径跟踪控制效果更加优秀。

无人水面艇路径规划与控制实验平台研究

针对无人艇路径规划与避障控制等功能在真实环境下系统验证和评估不足的问题,提出一种具备多种传感器和控制系统的无人滑行艇实验平台。文中所开发的实验平台集成激光雷达、深度相机、全球定位系统(global positioning system,GPS)、超宽带(ultra wide band,UWB)定位系统、陀螺仪等多种传感器,并采用基于机器人操作系统(robot operating system,ROS)和Free_RTOS操作系统的主控制器和底层控制器。该实验平台不仅包括滑行艇本身、感知系统、底层控制器和远程监控系统等,还包括上层定位算法、路径规划算法和执行器控制算法。文中以1艘装载了多种传感器的无人滑行艇为实验对象,搭建了包括建图、定位与远程监控的综合实验平台,并且进行了滑行艇导航实验,验证了路径规划和避障控制算法的有效性,可为无人艇的技术发展和应用提供一定的参考。