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ego车辆的前转向角，使ego车辆沿道路车道中心线行驶。车道保持控制的目标是使横向偏差和相对偏航角接近于零。

万博1manbetx自我汽车的Simulink模型

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

mdl=“MPCLK系统”；open_system (mdl)

定义采样时间，Ts，和模拟持续时间，T，以秒为单位。

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；Iz=2875；lf=1.2；lr=1.6；Cf=19000；Cr=33000；

可以使用具有以下状态、输入和输出变量的线性时不变（LTI）系统表示横向车辆动力学。假设状态变量的初始条件为零。

在此示例中，纵向车辆动力学与横向车辆动力学分离。因此，假设纵向速度为常数。实际上，纵向速度可能会变化。车道保持辅助系统块使用自适应MPC相应地调整横向动力学模型。

%以m/s为单位指定纵向速度。Vx=15；

指定状态空间模型，G(s)横向车辆动力学。

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

传感器动力学和曲率预览器

在此示例中，传感器动力学块输出横向偏差和相对偏航角。相对偏航角的动力学为：哪里表示曲率。横向偏移的动力学是.

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);

车道保持辅助系统块的配置

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模拟参数匹配。如果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卡（mdl）

假设测量的输出通道#1没有增加干扰。-->假设添加到测量输出通道#2的输出干扰为积分白噪声。-->“mpc”对象的“Model.Noise”属性为空。假设每个测量输出通道上存在白噪声。

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)