改进Hybrid A^*自主泊车路径规划及MPC跟踪控制

摘要

针对Hybrid A^*算法在长、短距离泊车场景下实时性差，生成路径包含较多倒车行为，MPC算法在跟踪行驶过程中很少考虑规划路径存在倒向跟踪行驶等问题，提出一种自动泊车路径规划与路径跟踪控制分层控制方法。在路径规划层，对代价函数与启发式地图两方面进行函数优化，得到泊车路径。在跟踪控制层，考虑规划路径行驶方向，建立方向速度策略，以位置误差最小为目标函数，获得最优速度和前轮转角。仿真结果表明：在长距离、短距离、短距离障碍物3种场景中，路径搜索时间相较于改进前分别缩短了51.9%、17.9%、80.3%,且规划路径平滑，无不必要的倒车行为；跟踪行驶过程中，能够在跟踪倒车路径时，切换行驶速度方向以平稳的速度倒向跟踪行驶，航向角跟踪曲线与参考曲线吻合较好，且最大横向偏差小于0.15 m,能够准确地完成停车操作。

关键词

智能车辆 / 自动泊车 / 路径规划 / 路径跟踪 / 模型预测控制