车道保持预瞄控制及其稳态误差分析*

任殿波，崔胜民，吴杭哲

(哈尔滨工业大学(威海)汽车工程学院，威海 264209)

2016031

车道保持预瞄控制及其稳态误差分析*

任殿波，崔胜民，吴杭哲

(哈尔滨工业大学(威海)汽车工程学院，威海 264209)

研究自动化公路系统车道保持预瞄控制方法，分析控制系统稳态误差。利用车载传感器获得车辆相对于车道中心线的侧向偏离，基于单点预瞄方法，建立车辆横向位置误差和横摆角误差动态模型；采用非奇异终端滑模方法，设计车道保持控制规律；应用李雅普诺夫稳定性理论，分析位置误差渐近稳定性；基于系统零动态模型，推导横摆角误差、侧偏角和转向角稳态值的计算公式。结果表明，道路曲率为零时，设计的控制规律能使车辆横向位置误差和横摆角误差同时趋于零；当道路曲率为一常数时，横向位置误差趋于零，横摆角误差趋于稳态值，其大小与道路曲率和车辆纵向速度有关，但与预瞄距离无关。

自动化公路系统；车道保持；单点预瞄；稳态误差

前言

车辆横向控制是自动化公路系统研究领域重要分支之一[1]，主要包括车道保持和车辆换道控制等内容。车道保持控制[2-3]是通过检测车辆位置相对于车道中心线的偏移量，根据设计的控制规律计算出转向盘转角大小和方向，控制车辆沿车道中心线行驶的一项车辆横向控制技术。检测车辆偏移量的方法很多，典型的有图像识别和磁道钉导航。图像识别运用摄像机获取前方道路图像信息，经过图像处理，计算出车辆相对于预定轨迹的偏移量；……