城市車輛導航的新型安全、靈活控制策略

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城市車輛導航的新型安全、靈活控制策略

介紹一個反應靈活的自主車輛導航的完整框架。駕駛員根據道路邊界并操作汽車沿著平滑的軌跡引導車輛到最終目的地。研究了一個無人駕駛車輛實現類似的行為，使汽車到達一個靜態或動態目標位置，這通過使用一個靈活的控制規律來實現的，這個規律基于對控制變量和李雅普諾夫穩定性的綜合考慮。介紹了使車輛能夠在行駛環境中按照路標點連續導航目標分配策略。介紹了執行安全、光滑的軌跡路徑選擇方法，證明了所提出控制策略的漸近穩定性。根據控制器參數給出最大誤差邊界的準確估計，保證車輛導航在一定范圍內是安全的。在不同的情況下，對控制策略的靈活性、可靠性和效率進行了仿真和試驗。

提出一種控制規律和綜合使用合適的李雅普諾夫函數,考慮了機器人和目標之間的位置、角度,及其特定值的設定，其支持靜態和動態目標達成。使用一個合適的基于新變量的李雅普諾夫函數對總體控制結構的穩定性進行證明。提出順序執行安全航行目標的分配策略，其基于目標切換使用適當的參考幀,聯系當前列表選擇的路標和下一個路標。這一目標分配策略可使車輛在預期的上邊界和方向錯誤（不發生碰撞的邊界環境）內有平穩和靈活的軌跡。提出一個基本路徑選擇方法來實現安全、光滑的軌跡。模擬和試驗使用真實的城市車輛，以驗證所提出城市車輛導航控制策略的效率和靈活性。此外,介紹了其它文獻中不同的目標達成方法，并與所提出控制律進行比較。比較結果表明，在穩定性和靈活性方面，在不同的工作環境中所提出的控制策略有實際意義。

未來將研究傳感器對控制規律的影響。將用不同方法獲得最優的路徑點發展路線圖。

刊名：Robotics and Autonomous Systems（英）

刊期：2015年第70期

作者：José Vilca

編譯：張榮林