智能车辆横纵向运动综合控制方法研究

邓 涛，李 鑫

(1. 重庆交通大学 航空学院，重庆 400074； 2. 重庆交通大学 机电与车辆工程学院，重庆 400074)

0 引 言

随着交通安全、环境污染等问题日益突出，智能车辆作为智能交通系统的重要组成部分，越来越受到重视。运动控制作为智能车辆研究的核心问题之一[1]，是实现自动驾驶的关键环节，主要研究内容包括纵向和横向控制[2]，国内外学者对此进行了大量的研究。

横向控制即路径跟踪控制，使车辆沿规划路径行驶并保持稳定性[3]，目前主要的控制方法有比例积分微分控制[4]、最优控制[5]、自适应控制[6]、滑模控制[7]、模糊控制[8]、模型预测控制[9]等。纵向控制是自适应巡航控制、车辆队列等各种自动驾驶行为的基础，熊璐等[10]提出考虑加速度需求的车速自适应控制方法，并验证了其有效性；ZHU Min 等[11]提出基于模型预测控制的自主地面车辆分层速度跟踪控制方法，控制器精度高。由于智能车辆是复杂的耦合动力学系统，单独的横向或纵向控制并不能满足其运动控制需求[3]，针对智能车辆横纵向动力学耦合特性，部分学者采用横纵向运动综合控制。郭景华等[12]以智能电动车为研究对象，采用非奇异滑模控制设计纵横向协调及重构控制方法，保证跟踪误差有界收敛；A.NAHIDI等[13]提出横纵向模块化最优控制结构，实验表明横纵向综合控制能够保证车辆在平面运动中的稳定性；R.ATTIA等[14]将横纵向动力学解耦，提出一种分解式控制策略，实现转向和速度控制，但纵向控制中难以约束速度相关动力学条件。……