基于快速MPC算法的自動駕駛汽車路徑規劃

基于快速MPC算法的自動駕駛汽車路徑規劃

在其它車輛或障礙物存在時進行安全路徑規劃是自動駕駛汽車發展的關鍵任務，其設計關鍵在于對自動駕駛汽車的完整控制方案。控制方案的主流算法包括快速擴展樹（RRT）算法以及模型預測控制（MPC）算法。算法的本質在于將車輛行駛中的問題轉化約束條件下最優解的規劃問題，并實時地給出計算結果。采用MPC算法是因為其在處理非線性問題時具有優勢，同時也在算法過程中使用C/GMRES方法，用來加快算法的速度，并減小計算機的工作量。

試驗過程中使用C/GMRES方法對行駛路徑進行規劃，使用PIDS算法進行路徑追蹤，并建立了控制問題的詳細描述公式以及數學模型，來表示車輛的運行狀況。試驗中首先進行正常的道路駕駛模擬，隨后模擬可能發生的各種道路情況，如擁堵或突發意外等情況，并收集駕駛模擬結果。然后對控制結果進行數值模擬。

試驗結果表明，與以前傳統的算法相比，結合了C/GMRES方法的快速MPC算法在避開障礙物時的速度以及準確率方面得到了明顯提高。但是，由于規避過程而產生的側向位移相比以前的傳統算法明顯增大，而且隨著障礙物數量的增加，算法所需的計算時間明顯加長，這些都是亟待解決的問題。

S. Arrigoni et al. 2017 International Conference of Electrical and Electronic Technologies forAutomotive.Torino,Italy,15-16 June 2017.

編譯：葉紫陽