模型预测控制(MPC)是一个离散时间的多变量控制架构。在每个控制间隔,MPC控制器使用内部模型来预测未来的工厂行为。基于该预测,控制器计算最佳控制操作。有关模型预测控制的更多信息,请参阅MPC设计。
您可以使用MPC在自动化驾驶应用中,以改善车辆响应性,同时保持乘客舒适和安全。应用程序可以包括:
自适应巡航控制 - 例如,看采用模型预测控制的自适应巡航控制系统。
保持良好的辅助 - 例如,看使用模型预测控制的车道保持辅助系统。
道路后控制 - 例如,看随着传感器融合和车道检测控制后车道。
停车 - 例如,看使用非线性模型预测控制并行停车。
障碍避免 - 例如,看使用自适应模型预测控制避免避免。
MPC具有几种可用于自动驾驶的功能。
MPC功能 | 描述 | 更多信息 |
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显式处理输入和输出约束 | 当计算最佳控制移动时,MPC控制器占系统上的任何输入和输出约束。例如,您可以指定以下约束:
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预测后退地平线的自我车辆行为 | MPC控制器使用车辆动态的内部模型来预测车辆如何在预测地平线上对给定的控制动作作出反应。这种行为类似于人类司机的理解和预测其车辆的行为。 | |
预览跨预测地平线的参考轨迹和干扰 | 如果您可以预测跨越预测地平线的参考轨迹或干扰,则MPC控制器可以在计算最佳控制动作时包含此信息。这种行为类似于人类驾驶员预览车辆前方的道路。 | 信号预览 |
在运行时更新内部车型模型 | 如果自我车辆的动态随时间而变化,例如依赖于速度的转向动态,则可以使用Adaptive MPC更新控制器内部模型。 | 自适应MPC |
生成代码 | 您可以自动生成用于部署模型预测控制器的代码。 | 生成代码并将控制器部署到实时目标 |
为简化自动驾驶控制器的初始开发,模型预测控制工具箱™软件提供了Simulink万博1manbetx®适应性巡航控制,道路保持帮助和路径的块。这些块提供特定于应用的界面和用于设计MPC控制器的选项。
堵塞 | 描述 |
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自适应巡航控制系统 | 通过调节自工载体的纵向加速来追踪设定的速度并从铅车辆保持安全距离。 |
车道保持辅助系统 | 通过调节前转向角来保持沿着直的或弯曲道路的中心行驶的自我车辆。 |
路径跟随控制系统 | 保持沿着直线或弯曲道路的中心行驶的自我车辆,同时跟踪设定的速度并保持与铅车辆的安全距离。为此,控制器调整自助车辆的纵向加速度和前转向角。 |
对于其他自动化驾驶应用,例如障碍避免,您可以使用其他模型预测控制Simulink块(例如)设计和模拟控制器万博1manbetxMPC控制器那自适应MPC控制器, 和非线性MPC控制器块。有关使用自适应模型预测控制器的示例,请参阅使用自适应模型预测控制避免避免。
为了自适应巡航控制系统那车道保持辅助系统, 和路径跟随控制系统块,您可以生成自定义子系统,然后可以修改应用程序。此选项在您想要的时候很有用:
修改默认MPC设置或使用高级MPC功能
修改默认控制器初始条件
使用不同的应用程序设置,例如自定义安全跟随自适应巡航控制的距离定义
要创建自定义子系统,请单击要使用的块的相应按钮。例如,要为一个创建自定义子系统自适应巡航控制系统块,在堵塞选项卡,单击创建ACC子系统。该软件创建一个Simulink模型,其中包含具万博1manbetx有与原始控制器相同配置的子系统。您可以修改此子系统并直接将其替换为原始模型,替换控制器块。
如果您有自动化驾驶Toolbox™软件,可以将模型预测控制器与系统集成为:
对象检测和跟踪
车道边界检测
路径规划
传感器融合
例如,请参阅:具有传感器融合的自适应巡航控制那车道保持辅助通道检测, 和随着传感器融合和车道检测控制后车道。