武金龙, 谢 凡, 尤丽刚, 邹晓楠

(三一汽车制造有限公司, 长沙 410100)

0 引 言

近年来，自动驾驶汽车已成为社会广泛关注的对象，热度经久不衰。但由于汽车动力学复杂，运行工况千差万别，如何实时精确地跟踪轨迹成为学术界研究的重难点[1]。众所周知，自动驾驶汽车由4大关键技术模块组成：感知、定位、决策规划和控制。控制模块是自动驾驶汽车底层的软件算法模块，其中包括横向控制和纵向控制两部分。横向控制主要用于车辆方向盘的控制，纵向控制则主要负责车辆刹车与油门的控制，两者协同工作才能实现自动驾驶。其中横向控制根据决策规划输出的路径、曲率等信息实时修正进行跟踪控制，以减少横向跟踪误差，保证自动驾驶汽车行驶的稳定性和舒适性[2]。目前采用的算法主要包括无模型的横向控制算法和基于模型的横向控制算法[2-4]。

表1列举了几种典型横向控制算法。由此可见，不同的横向控制算法在鲁棒性、路径要求、稳态误差、适用场景等方面存在明显差异[3-4]。因此，需综合考虑搅拌车动力学模型及搅拌车的常用工况，选取适合搅拌车运行场景的控制方法。

表1 典型的横向控制算法

1 动力学模型的横向控制算法

1.1 搅拌车动力学模型

408搅拌车是双前桥转向四轴工程车辆。要分析搅拌车横向控制系统，必先分析其动力学模型。动力学主要研究对象是作用于物体的力与运动的关系，车辆动力学模型一般用于分析车辆的平顺性和车辆的操纵稳定性，而车辆动力学主要研究轮胎及其相关部件的受力情况。……