公开(公告)号：CN116048081A

公开(公告)日：2023-05-02

申请号：CN202310035839.8

申请日：2023-01-10

Applicant: 吉林大学

Inventor： 许芳 ,  张智茗 ,  郭中一 ,  张君明 ,  陈虹

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明适用于自动驾驶汽车控制技术领域，提供了一种考虑安全边界约束的自动驾驶车辆决策与规控方法，包括以下步骤：首先搭建行为决策模块，将路径及速度信息作用于规划控制器；然后由车辆三自由度耦合模型得到非线性预测模型，考虑车辆物理约束和安全边界约束，利用模型预测控制算法构造代价函数，并对其进行求解，完成轨迹规划任务；最后，将获得的控制输入作用于车辆系统，实现对车辆轨迹跟踪的控制效果。本发明在考虑车辆行驶安全边界的基础上对决策、规划和控制模块进行集成化控制，从而有效提升行车安全性，减少决策与规控的信息偏差对系统所带来的干扰，并有效应对系统的强非线性、强耦合性等特点，满足系统对控制精度及安全性的要求。

公开(公告)号：CN112462612A

公开(公告)日：2021-03-09

申请号：CN202011381810.8

申请日：2020-12-01

Applicant: 吉林大学

Inventor： 许芳 ,  张君明 ,  郭中一 ,  曲逸 ,  陈虹

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了基于并行牛顿求解的车辆横纵耦合非线性模型预测控制器,控制器由车辆3自由度动力学模型得到横纵耦合的非线性控制模型，采用前轮转向角与前后轮驱动力作为控制量，根据模型预测控制算法，考虑车辆物理约束并构造代价函数。本发明主要针对车辆路径跟踪控制问题，利用车辆动力学得到横纵耦合的控制模型，以此模型设计非线性模型预测控制器，利用并行牛顿法实现非线性控制器的快速求解。车辆横纵耦合路径跟踪非线性模型预测控制器，是通过车辆三自由度动力学模型推导得出，考虑了横纵向间的相互影响，以此模型设计非线性预测控制器，保留了车辆系统的非线性，保证了模型精度。

公开(公告)号：CN117111469A

公开(公告)日：2023-11-24

申请号：CN202311070829.4

申请日：2023-08-24

Applicant: 吉林大学

Inventor： 许芳 ,  张智茗 ,  张旭 ,  陈虹 ,  郭露露 ,  张君明

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明适用于自动驾驶技术领域，提供了自动驾驶车辆运动规划控制集中设计方法，包括：获取道路环境信息、障碍物位置信息、全局路径信息、参考横向速度信息和车辆位姿信息；根据所获得的车辆位姿信息建立车辆运动学及动力学模型；结合道路环境信息和障碍物位置信息建立道路及障碍物模型，并结合相应约束条件，建立整体优化目标函数；通过基于计算图的最速下降法预测控制器在实车中的实时求解能力，并进行优化求解。本方案将自动驾驶车辆运动规划模块与运动控制模块进行集成化设计，并通过并行计算方法提高非线性模型预测控制器的在线计算性能，实现运动规划与运动控制的实时优化求解，从而提高自动驾驶车辆的安全性。

公开(公告)号：CN112462612B

公开(公告)日：2021-11-30

申请号：CN202011381810.8

申请日：2020-12-01

Applicant: 吉林大学

Inventor： 许芳 ,  张君明 ,  郭中一 ,  曲逸 ,  陈虹

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了基于并行牛顿求解的车辆横纵耦合非线性模型预测控制器,控制器由车辆3自由度动力学模型得到横纵耦合的非线性控制模型，采用前轮转向角与前后轮驱动力作为控制量，根据模型预测控制算法，考虑车辆物理约束并构造代价函数。本发明主要针对车辆路径跟踪控制问题，利用车辆动力学得到横纵耦合的控制模型，以此模型设计非线性模型预测控制器，利用并行牛顿法实现非线性控制器的快速求解。车辆横纵耦合路径跟踪非线性模型预测控制器，是通过车辆三自由度动力学模型推导得出，考虑了横纵向间的相互影响，以此模型设计非线性预测控制器，保留了车辆系统的非线性，保证了模型精度。