智能汽车自动驾驶的控制方法研究_廖爽.pdf

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1、计算机测量与控制．２０１４．２２（８）控制技术·２４７２·ＣｏｍｐｕｔｅｒＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆Ｃｏｎｔｒｏｌ文章编号：１６７１－４５９８（２０１４）０８－２４７２－０３中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ａ智能汽车自动驾驶的控制方法研究廖爽１，许勇１，王善超２（１．桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林５４１００４；２．东风柳州汽车有限公司技术中心，广西柳州５４５０００）摘要：为了解决智能汽车在无人驾

2、驶的情况下自动跟随前方车辆行驶的问题，在预瞄跟随理论基础上提出一种自动驾驶的控制方法；该方法适用于控制一列智能车队，智能汽车通过接收前车发送的行驶状态来计算出前方路况，通过模糊自适应ＰＩＤ控制器来控制车辆驾驶；首先基于预瞄跟随理论设计一个汽车自动跟随模型，并指明需要跟随的物理量；然后，设计了一个模糊ＰＩＤ控制器来实现对给定物理量的跟踪；最后在ｄＳＰＡＣＥ和飞思卡尔模型小车所搭建的实验环境下去验证控制方法的可行性；仿真实验结果表明该方法能够保证智能汽车具有良好的路况计算和车辆跟踪的精度，且具有较好的鲁棒性。关键词：智

3、能汽车；自动驾驶；预瞄跟随理论；自适应模糊ＰＩＤＡＳｔｕｄｙｏｎＣｏｎｔｒｏｌＭｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＶｅｈｉｃｌｅｓＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＤｒｉｖｉｎｇ１，ＸｕＹｏｎｇ１，ＷａｎｇＳｈａｎｃｈａｏ２ＬｉａｏＳｈｕａｎｇ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＧｕｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｌｉｎ５４１００４，Ｃｈｉｎａ；２．ＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｅｎｔｒｅ，ＤｏｎｇｆｅｎｇＬｉｕｚｈｏｕＡｕｔ

4、ｏｍｏｂｉｌｅＣｏ．，Ｌｉｕｚｈｏｕ５４５０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｈｏｗａｎａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｖｅｈｉｃｌｅｆｏｌｌｏｗｔｈｅｆｒｏｎｔｖｅｈｉｃｌｅａｈｅａｄｏｎｒｏａｄ，ａｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｐｒｅｖｉｅｗｆｏｌｌｏｗｅｒｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｅｐｒｅｖｉｅｗｏｆｔｈｅｒｏａｄａｈｅａｄｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｄａｔａｓｅｎｔｂｙｔｈｅｆｒｏｎｔｖｅｈｉｃｌｅａｎｄａｎａ

5、ｄａｐｔｉｖｅｆｕｚｚｙＰＩＤｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｄｒｉｖｅｔｈｅｆｏｌｌｏｗｅｒ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｐｒｅｖｉｅｗｆｏｌｌｏｗｅｒｔｈｅｏｒｙｆｏｒｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｖｅｈｉｃｌｅｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．ＴｈｅｎａｎａｄａｐｔｉｖｅｆｕｚｚｙＰＩＤｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｑｕａｎｔｉｔｙｔｒａｃｋｉｎｇｉｎｄｒｉｖｉｎｇ．Ｆｉｎａｌｌｙｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｔｅｓｔｐｌａｔｆｏｒｍ

6、ｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｄｏｎｄＳＰＡＣＥｐｌａｔｆｏｒｍ（ｄｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）ａｎｄｔｗｏＦｒｅｅｓｃａｌｅＳｍａｒｔＣａｒｓ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｃａｎｅｎｓｕｒｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｒｏａｄａｎｄｔｒａｃｋｉｎｇｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅ，ａｎｄｔｈｅｇｏｏｄｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎ

7、ｔｖｅｈｉｃｌｅｓ；ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｄｒｉｖｉｎｇ；ｐｒｅｖｉｅｗｆｏｌｌｏｗｅｒｔｈｅｏｒｙ；ａｄａｐｔｉｖｅｆｕｚｚｙＰＩＤ０引言１智能汽车列队行驶的模型描述电子科学技术与汽车机械工业的深度结合，给汽车发展带将多辆汽车列成一个车队行驶，其中除了领头车有司机正来了无限可能。无人驾驶汽车正是集自动控制、体系结构和人常驾驶外，其余车辆都没有司机。这就要求后面跟随的智能汽工智能等多项技术于一体的产物，是未来汽车发展的一个重要车能够像司机一样能够对前方道路进行预瞄，并根据前方道路［１］。近些年，有关智能汽车自动驾驶的

8、研究中都将智能汽方向曲率以及当前车速等因素决定方向盘转角；根据与前车的间距车对复杂路段的适应性和驾驶系统的可靠性作为重点研究方和车速等决定油门踏板和制动踏板的开合度。在理想情况下，［２－５］。其中大多数理论都是通过提高单一车辆的智能来实现向车辆能够准确地行驶在经过预瞄所产生的期望路径上，让智能［６］。的，需要高额的成本和复杂的技术。而本文将控制对象选择为汽车