车道保持辅助系统

装有车道保持辅助(LKA)系统的车辆(ego car)装有摄像头等传感器，可以测量车道中心线与ego car之间的横向偏差和相对偏航角。该传感器还可以测量当前车道的曲率和曲率导数。根据传感器所能观察到的曲线长度，可由当前的曲率和曲率导数计算出自我汽车前方的曲率。

LKA系统通过调整自我车的前转向角度，使自我车在道路上沿着中线行驶。车道保持控制的目标是使横向偏差和相对偏航角均接近于零。

万博1manbetx自我汽车的Simulink模型

在Simulink中建立了汽车的动力学模型。万博1manbetx打开Simulin万博1manbetxk模型。

mdl =“mpcLKAsystem”；open_system (mdl)

定义采样时间，Ts，和模拟持续时间，T,在几秒钟内。

t = 0.1;T = 15;

为了描述横向车辆动力学，本例使用了自行车模型使用以下参数。

m = 1575;工业区= 2875;如果= 1.2;lr = 1.6;Cf = 19000;Cr = 33000;

您可以使用线性时不变(LTI)系统来表示车辆的横向动力学，该系统具有以下状态、输入和输出变量。状态变量的初始条件假定为零。

在这个例子中，纵向车辆动力学与横向车辆动力学是分离的。因此，假设纵向速度是恒定的。实际上，纵向速度是可以变化的。车道保持辅助系统模块使用自适应MPC来相应地调整横向动力学模型。

%指定纵向速度，单位为m/s。Vx = 15;

指定一个状态空间模型，G (s)，侧向车辆动力学。

= [(2 * Cf + 2 * Cr) / m / Vx, Vx - (2 * Cf * lf-2 * Cr * lr) / m / Vx;．．．- (2 * Cf * lf-2 * Cr * lr) /工业区/ Vx - (2 * Cf *低频^ 2 + 2 * Cr * lr ^ 2) /工业区/ Vx);B = [2*Cf/m, 2*Cf*lf/Iz];C =眼(2);G = ss (A, B, C, 0);

传感器动力学和曲率预览器

在这个例子中，Sensor Dynamics模块输出横向偏差和相对偏航角。相对偏航角的动力学是,在那里表示曲率。侧向偏移的动力学是．

曲率预览器块以一秒的时间输出预预览的曲率。因此，给定一个样本时间，预测层10步骤。本例中使用的曲率是基于双车道变道机动的轨迹计算的。

指定预测视界并获得预览的曲率。

PredictionHorizon = 10;时间= 0:0.1:15;md = getCurvature (Vx、时间);

车道保持辅助系统阻塞的配置

LKA系统在Simulink中使用车道保持辅助系统模块进行万博1manbetx建模。LKA系统块的输入如下:

LKA系统的输出是自我汽车的前转向角度。考虑到ego汽车的物理限制，转向角度被限制在[-0.5,0.5]rad/s范围内。

u_min = -0.5;u_max = 0.5;

对于本例，车道保持辅助系统块的默认参数与仿真参数匹配。如果您的模拟参数与默认值不同，请相应地更新块参数。

仿真分析

运行模型。

sim (mdl)

假设对测量的输出通道#1没有增加任何干扰。——>假设添加到测量输出通道2上的输出扰动为集成白噪声。——>”模式。mpc对象的Noise属性为空。假设每个测量输出通道上都有白噪声。

绘制仿真结果。

mpcLKAplot (logsout)

横向偏差和相对偏航角均收敛于零。也就是说，自我汽车遵循道路密切基于预先预测的曲率。

%关闭Simul万博1manbetxink模型。bdclose (mdl)