适用于路径跟踪控制的自适应MPC算法研究

为提高自动驾驶车辆在不同工况下的路径跟踪精度和行驶稳定性,基于车辆的单轨模型和模型预测控制（MPC）理论,提出一种依据跟踪偏差和道路曲率自适应调整成本函数权重系数的路径跟踪控制算法。该算法主要是通过模糊控制理论动态优化传统MPC路径跟踪控制器中权重系数矩阵,使得当车辆与参考路径偏差比较大时,能够快速减小跟踪偏差,保证车辆行驶的安全性;当路径跟踪偏差比较小,且参考路径曲率比较小时,使得系统更加侧重行驶稳定性的要求。为验证所设计的路径跟踪控制器的性能,搭建CarSim/Simulink联合仿真模型,在联合仿真过程中,基于权重系数自适应的MPC路径跟踪控制器与基于权重系数为常量的MPC路径跟踪控制器相比,路径跟踪精度和车辆的行驶稳定性均得到了提高。     

移动机器人路径跟踪的智能预瞄控制方法研究

本文首先介绍了移动机器人的基本硬件组成，然后模仿人工预瞄驾驶行为，提出了一 种移动机器人路径跟踪的智能预瞄控制方法，并介绍了智能预瞄控制器的原理、结构及其设 计过程．试验表明：本文提出的控制方法可保证机器人准确地沿各种参考路径行走，且具有 良好的鲁棒性．具有运动避障功能的移动机器人控制系统正在研究过程中．     

无人驾驶车路径跟踪控制研究

研究被控对象无人驾驶车,基于预瞄控制思想,设计一种无人驾驶车路径跟踪控制器,将控制器分为预瞄控制和补偿控制两部分,预瞄控制模拟驾驶员在驾驶车辆过程中对前方的道路环境信息进行预瞄,根据道路曲率程度决定方向盘转向,补偿控制是对车辆遇到干扰偏离原车道的纠正。仿真实验结果表明,该控制器能够保证无人驾驶车准确跟踪各种参考路径,且具有较好的鲁棒性。     

虚拟仿真在机器人路径规划及跟踪上的应用

在机器人路径规划和跟踪的优化过程的研究中,路径规划、轨迹跟踪是移动机器人研究的重要内容.过去通常采用理想数学模型进行仿真,而机器人物理属性和路面模型等都不加以考虑,使得算法难以优化路径规划、跟踪的稳定性和精度.运用现代虚拟设计仿真技术,借助动力学软件RecurDyn建立移动机器人实体模型和路面模型,利用Matlab/Simulink设计控制器,构建一个虚拟仿真平台.通过推导,设计出输入输出反馈线性化的运动控制器,并在仿真平台上进行机器人路径规划和轨迹跟踪仿真,控制器效果得以优化验证.虚拟仿真不仅能缩短研发周期,降低研发成本,并为机器人研究设计提供有效依据.     

基于路径跟踪控制方法的拖挂式机器人系统路径规划算法

为解决拖挂式移动机器人系统路径规划算法精准性低、稳定性差和无法考虑系统间安全性等的问题,提出一种基于路径跟踪方法的路径规划算法。该算法融合快速拓展随机树（RRT）基本算法和路径跟踪控制方程,通过自动拟合样条曲线,跟踪并生成节点间轨迹,以此提高路径精准性;加入系统夹角约束条件和节点击中机制提高算法稳定性和结果安全性;此外,加入贪心优化算法,针对结果路径进行优化处理。通过仿真实验结果表明,相较基本RRT算法,改进算法搜索得到的路径更贴近实际运动轨迹,在安全性和成功率上优于原算法,能够满足快速设计或实时系统的需求。     

未知环境下基于传感器的移动机器人路径规划新方法

提出了一种未知环境下机器人在线路径规划算法. 该算法在多数情况下比传统方法更具智能性和灵活性, 并且可以解决无边界环境中单方向无限延伸的障碍物的绕行问题．     

自动导引车路径跟踪控制

路径跟踪控制算法是自动导引车(AGV,automated guided vehicle)控制系统设计的关键问题之一.推导了差速驱动式AGV的运动学模型,结合反演控制方法设计了变结构控制的切换函数,基于指数趋近律设计了路径跟踪变结构控制器,并采用饱和函数代替符号函数消除抖振.在不同速度和任意初始位姿误差条件下,仿真分析了对直线、圆周和曲线参考路径的跟踪能力,结果验证了控制器的有效性.     

视觉引导的机器人轨迹跟踪路径规划的一种新方法

在基于视觉的机器人轨迹跟踪路径规划中，必须将离散的采样数据复现成原曲线。本文提出一种利用曲线上任意点的切线与水平线的夹角和弧长之间的关系方法，用圆弧段和直经段来近似拟合二维图线，克服了通常曲线拟合方法不保证高阶导数收敛以及对数据噪声不理想的弱点，实现了曲线的较精确复现，并在自制的直接驱动机器人上进行了实验，取得了满意的效果。     

采用滑模条件积分的无人驾驶汽车弯道超车路径规划与跟踪控制

针对无人驾驶汽车弯道超车场景,基于五次多项式曲线提出一种路径规划算法和基于滑模条件积分控制方法提出一种路径跟踪控制策略.首先,为了简化无人驾驶汽车弯道超车路径规划过程,将其分解成驶入超车道路径、保持超车道内行驶路径和驶回原车道路径3部分,并基于五次多项式曲线分别规划出满足汽车侧向加速度约束和动态障碍物避障约束的驶入超车...     

多模态控制在机器人路径规划中的应用

路径规划作为机器人基本动作实现的基础,其优劣将直接影响动作的实时性和准确性。经典PID控制虽然能准确跟踪目标,但缺乏轨迹优化能力,提出应用多模态控制方法,通过不同的感知驱动相应运动控制,以静态目标导航和动态目标导航为例详细介绍了多模态控制设计方法,并以上海交大的中型机器人Frontier-I为例,通过实验与PID进行比较,验证了方法的有效性。     

小车位环境下的自动泊车路径规划与跟踪控制

针对小车位泊车路径设计不连续导致位姿调整不平滑的问题,提出一种回旋曲线、圆弧、直线组合的路径规划方法,并基于非时间参考量的跟踪偏差,设计滑模控制器。根据泊车要求和限制条件,规划出泊入路径与调整路径：泊入路径引导车辆以极限位姿进入车位;调整路径通过平滑的路径组合实现车位内的位姿调整。选用指数趋近率设计滑模控制器,利用连续函数代替趋近率中的符号函数,降低抖振影响。仿真结果表明,车辆能够连续、无突变地完成泊车操作,跟踪误差较小,抖振抑制效果较好。     

基于两步法的平行泊车分段路径规划算法

研究应用于辅助平行泊车的路径规划问题,为引导车辆从任意的起始位姿开始无碰撞地泊人较小的库位.针对车辆的泊车路径规划问题,提出了一种分段式的路径规划方法,采用采样运动规划中的两步法,并采用平滑化的路径来解决泊车过程中曲率不连续点处需停车转向的问题;另外,采用分段路径规划策略,选择合适的目标停车位姿,减少泊车过程中的调整次数,缩短了可泊人的最小库位长度.仿真结果验证了改进方法的有效性和实用性.     

Path Planning and Tracking Control for Parking via Soft Actor-Critic Under Non-Ideal Scenarios

Parking in a small parking lot within limited space poses a difficult task. It often leads to deviations between the final parking posture and the target posture. These deviations can lead to partial occupancy of adjacent parking lots, which poses a safety threat to vehicles parked in these parking lots. However, previous studies have not addressed this issue. In this paper, we aim to evaluate the impact of parking deviation of existing vehicles next to the target parking lot(PDEVNTPL) on the au...     

五次多项式优化的平行泊车路径规划

针对目前自动泊车路径规划普遍存在的曲率突变问题,提出了一种五次多项式优化的平行泊车路径规划方法。五次多项式曲线由约束条件建立的方程组求解得出,并对路径的曲率突变处进行过渡优化。为简化计算,引入“虚圆半径”的概念,以“虚圆半径”作为最小转弯半径,并按照“圆弧-直线-圆弧”平行泊车路径规划的方法进行求解,由此得出优化的平行泊车路径。仿真结果表明,五次多项式优化的平行泊车路径规划方法能够规划出曲率连续、满足避障约束和车辆运动学约束的优化路径,提高了路径跟踪的效果,保证车辆安全完成泊车。     

Tracking Control for a Cushion Robot Based on Fuzzy Path Planning With Safe Angular Velocity

This study proposes a new nonlinear tracking control method with safe angular velocity constraints for a cushion robot. A fuzzy path planning algorithm is investigated and a realtime desired motion path of obstacle avoidance is obtained. The angular velocity is constrained by the controller, so the planned path guarantees the safety of users. According to Lyapunov theory, the controller is designed to maintain stability in terms of solutions of linear matrix inequalities and the controller's performance with safe angular velocity constraints is derived. The simulation and experiment results confirm the effectiveness of the proposed method and verify that the angular velocity of the cushion robot provided safe motion with obstacle avoidance.      

基于三阶反正切函数模型的平行泊车轨迹规划

现有泊车情况面临两大问题:停车空间小和泊车控制难.针对日益严重的“泊车难”问题,提出一种平行泊车的轨迹规划方法.该方法由带有三阶扰动的反正切式轨迹模型进行路径规划,考虑运动学的约束空间条件,利用遗传算法确定最优轨迹函数参数,最后获得最优泊车轨迹.仿真结果表明车住长与车长比值可达到1.315,多车位与多车型的模型仿真表明该路径规划方法的有效性以及较强的鲁棒性.     

智能车辆路径跟踪的模糊预瞄控制方法研究

论文首先介绍了智能车辆的基本硬件组成,然后结合智能车辆路径跟过程中转向控制方面的特点,提出了一种将模糊与预瞄控制理论相结合的控制策略,介绍了模糊预瞄控制器的原理、结构及其设计过程.试验表明,论文提出的控制策略可以较好地跟踪既定轨迹,并且在道路弯曲度较大时能够实时调节预瞄点个数,从而提高车辆对弯道路径跟踪的预测性、智能性和鲁棒性.     

室内环境中脑控轮椅的路径跟踪控制

为了实现室内环境中脑控轮椅的自主导航,提出了一种简单有效的路径跟踪控制方法;给定的路径通常被表示为一系列离散点,根据这一特点,提出了分段直线路径跟踪方法,即依次跟踪由前后两个路径点构成的直线路径到达目标点;基于预瞄点技术并结合模糊算法和传统的PID控制方法设计控制器,完成各分段直线路径的跟踪,并给出了有效的切换条件;实验结果表明,文章提出的路径跟踪控制方法能够使脑控轮椅在室内环境中精确地跟踪给定路径.