[发明专利]一种智能汽车轨迹跟踪控制方法及系统

权利要求书

1.一种智能汽车轨迹跟踪控制方法，其特征在于，包括：

获取待控制智能汽车的汽车基本参数、在全局坐标下的运动参数以及线性二自由度车辆模型；所述汽车基本参数包括：整车质量、簧上质量以及质心距前后轴的距离；所述全局坐标下的运动参数包括：侧倾轴线、前后轴总侧偏刚度、整车绕x、z轴转动惯量、整车侧倾刚度、整车侧倾阻尼、侧向加速度以及横摆角速度；

根据所述汽车基本参数、在全局坐标下的运动参数以及线性二自由度车辆模型构造非线性四自由度车辆模型；

根据预测时域内上一时刻的控制量，利用所述非线性四自由度车辆模型确定预测轨迹和预测预测时域内的车辆状态；所述控制量包括：前轮转角、纵向加速度以及附加横摆力矩；

根据所述预测轨迹以及预测时域内的期望轨迹构建目标函数；

根据所述目标函数优化控制时域内的所述控制量；

利用优化后的控制量控制待控制智能汽车；

所述根据所述汽车基本参数、在全局坐标下的运动参数以及线性二自由度车辆模型构造非线性四自由度车辆模型，具体包括：

利用公式

角定非线性四自由度车辆模型；

其中，β为质心侧偏角，v_x、v_y分别为车辆坐标系下的纵向、侧向速度，c_f、c_r分别为前后轴总侧偏刚度，m为整车质量，a、b分别为质心距前后轴的距离，ω_r为横摆角速度，δ_f为前轮转角，I_x、I_z分别为整车绕x、z轴转动惯量，m_s为簧上质量，h_r为侧倾轴线，a_x为纵向加速度，K_r为整车侧倾刚度，C_r为整车侧倾阻尼，ψ为车辆航向角，X、Y为整车全局坐标系下的坐标，为侧倾角，ΔM为附加横摆力矩。

2.根据权利要求1所述的一种智能汽车轨迹跟踪控制方法，其特征在于，所述根据所述预测轨迹以及预测时域内的期望轨迹构建目标函数，具体包括：

利用公式确定目标函数；

其中，ΔU(t)为最优控制增量序列，u(t-1)为上一时刻控制量，ξ(t)为已知状态量，所述状态量包括质心侧偏角、车辆坐标系下的纵向、侧向速度、横摆角速度、整车全局坐标系下的坐标以及侧倾角，H_t、P_t以及F_t为推导矩阵，ε为偏差序列。

3.根据权利要求1所述的一种智能汽车轨迹跟踪控制方法，其特征在于，所述根据所述目标函数优化控制时域内的所述控制量，具体包括：

将所述目标函数转化为二次规划问题，确定优化后的控制量。