融合最优避障路径的路径跟踪与横向稳定性协同博弈控制

摘要

为保证自动驾驶车辆在不同路况条件下高速避障的安全性和横摆稳定性，提出了一种融合最优避障路径的协同博弈控制策略。首先，针对目前结合势场的模型预测控制算法(PF-MPC)存在求解速度慢、实时性差等问题，结合最小二乘和势场函数凸化等方法，推导了最优控制量的解析解，以实现快速求解；其次，采用纳什博弈理论进行系统建模，以描述路径跟踪控制与横摆稳定性控制间转向策略交互，两者分别以跟踪精度和横向稳定性为各自的优化目标，通过分布式预测模型架构(DMPC)求解得到各自的最优控制量。联合仿真试验结果表明，使用解析解的快速求解方法较二次规划方法具有更好的实时性；纳什博弈策略较模型预测协调控制策略在路径跟踪综合协调控制性能上表现更佳。

关键词

路径规划 / 模型预测控制 / 纳什博弈 / 协同控制