主要内容

速度分析器

车辆路径的生成速度剖面运动学约束

自从R2019b

  • 速度分析器块

库:
自动驾驶的工具箱

描述

速度分析器块生成一个开车的速度剖面满足这个组指定的运动学约束的路径:

  • 车辆的最大允许速度

  • 车辆的最大纵向加速和减速

  • 最大的纵向混蛋车辆的

  • 的最大横向加速度车辆的

指定沿着路径和行驶方向的累积长度和曲率沿路径每一点。你可以获得这些值的输出路径平滑样条块。同时指定车辆的纵向速度开始和结束的路径。

使用生成的速度剖面纵向控制器的输入参考速度,如图所示自动停车员在仿真软件金宝app的例子。

港口

输入

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车辆的行驶方向沿着路径的长度,指定为一个1的向量1 s(移动)和1(反向运动)。每个向量元素代表了车辆的行驶方向对应的累积指定的路径长度CumLengths输入端口。是驾驶方向的数目必须相等的长度CumLengths曲率输入。

你可以获得方向的输出路径平滑样条块。

米,累计路径长度,指定为一个1单调递增的实值元素的向量。每个向量元素表示一个点的路径。是累积路径长度和数量必须等于的长度方向曲率输入。

你可以获得CumLengths的输出路径平滑样条块。

签署了路径曲率沿路径的长度,在每米弧度,指定为一个1实值向量。每一个向量元素代表本级路径的曲率累积指定的路径长度CumLengths输入端口。曲率的数量,必须等于的长度吗方向CumLengths输入。

你可以获得曲率的输出路径平滑样条块。

纵向速度的车辆在道路的开始,在米每秒,指定为一个真正的标量。

车辆的纵向速度的路径,在米每秒,指定为一个真正的标量。

输出

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速度剖面沿路径的长度,在米每秒,作为一个返回1实值列向量。每个向量元素代表一个参考车辆的纵向速度对应的累积指定的路径长度CumLengths输入端口。的速度和数量等于的长度吗CumLengths

输出速度值满足速度、加速度和混蛋约束中指定的参数速度分析器块。您可以使用这个输出作为车辆的参考速度控制器。

速度是一个适应输出描述的局限性适应信号的局限性(金宝app模型)

汽车时代的到来在指定的速度剖面速度,作为一个返回1实值向量。是车辆到达的时间和的数量等于的长度速度。单位是秒。

每一个向量元素代表了时间,车辆行驶速度v到达累积路径长度p,地点:

  • v返回的是相应的速度速度输出端口。

  • p指定的相应的累积路径长度吗CumLengths输入端口。

使用可视化的速度剖面,如图所示速度剖面的直接路径速度剖面曲线的路径和方向变化的例子。

是一个适应输出描述的局限性适应信号的局限性(金宝app模型)

依赖关系

要启用这个端口,选择放映时间输出端口参数。

参数

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最大纵向加速度的车辆,在米每秒的平方,指定为一个积极的真正的标量。

开发纵向控制器时,该参数必须等于相应的参数纵向控制器斯坦利块。否则,车辆无法运行生成的速度剖面。

车辆的最大纵向减速,在米每秒的平方,指定为一个积极的真正的标量。

开发纵向控制器时,该参数必须等于相应的参数纵向控制器斯坦利块。否则,车辆无法运行生成的速度剖面。

车辆的最大允许速度沿着路径,在米每秒,指定为一个积极的真正的标量。使用这个参数来限制车辆的速度基于旅客舒适度和速度限制要求。

当车辆的路径长度太短达到最大速度,计算块较小的最大速度,满足路径长度约束。

在输出速度剖面,车辆的速度是[-约束V马克斯,V马克斯),V马克斯该参数的值。

沿着道路车辆的最大纵向混蛋,米每秒的立方,指定为一个积极的真正的标量。

输出速度剖面中,车辆的纵向混蛋是[-约束J马克斯,J马克斯),J马克斯该参数的值。

车辆的最大横向加速度沿路径,在米每秒的平方,指定为一个积极的真正的标量。

在输出速度剖面,车辆的横向加速度是[-约束一个马克斯,一个马克斯),一个马克斯该参数的值。

选择启用该参数输出端口。

样品的时间,以秒为单位指定为1或积极的真正的标量。默认的1意味着阻止继承采样时间上游块。

因为速度分析器适应可变块输出信号,必须离散块的采样时间(非零)。如果上游阻止继承采样时间块,这些块还必须离散样本。

  • 代码生成——模拟使用C / c++代码生成模型。第一次运行仿真,仿真软件生成C / c++代码块。金宝app后续模拟的C代码重用,只要不改变模型。这个选项需要额外的启动时间。

  • 解释执行——使用MATLAB模拟模型®翻译。这个选项可以缩短启动时间。在解释执行模式,你可以调试的源代码。

更多关于

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算法

为参考路径,生成速度剖面速度分析器块执行这些步骤:

  1. 生成一个连续的速度剖面可以满足所有约束运动(速度、加速度和混蛋)块指定的参数。

  2. 离散化映射构成的速度剖面的参考路径速度值,基于距离的姿势是起始姿势。累积路径中指定的长度CumLengths输入端口包含这些距离。的路径平滑样条块返回这些累积路径长度以及平滑的路径。

生成的速度剖面是一个seven-interval曲线。在每个时间间隔内的曲线,混蛋,车辆的加速度和速度变化来满足指定的约束。图和表显示这些值改变车辆行驶在前进运动路径。为简单起见,开始和结束的速度的车辆,是指定的StartVelocityEndVelocity输入端口,都是0

Seven-interval速度剖面

时间间隔 混蛋 加速度 速度 笔记
1 设置为MaxJerk 增加从0MaxAccel 从开始的速度增加 - - - - - -
2 设置为0 保持不变,MaxAccel 不断增加 在前面的时间间隔内,如果车辆无法到达MaxAccel考虑到MaxSpeed约束,然后间隔2不发生。
3 设置为-MaxJerk 减少从MaxAccel0 增加到MaxSpeed - - - - - -
4 设置为0 保持不变,0 保持不变,MaxSpeed - - - - - -
5 设置为-MaxJerk 减少从0-MaxDecel 开始减少 - - - - - -
6 设置为0 保持不变,-MaxDecel 不断减少 在前面的时间间隔内,如果车辆无法到达-MaxDecel考虑到MaxSpeed约束,然后间隔6不发生。
7 设置为MaxJerk 增加从-MaxDecel0 减少终止速度 - - - - - -

在图和表:

  • MaxJerk-MaxJerk是设定的最大纵向混蛋(m / s ^ 3)参数。

  • MaxAccel-MaxDecel是设定的最大纵向加速度(m / s ^ 2)最大纵向减速(m / s ^ 2)参数,分别。您可以指定这些参数不对称值。

  • MaxSpeed是设定的最大允许速度(米/秒)参数。

车辆在反向运动,图中的曲线是相反的。参数值的符号显示在图和表也逆转。

如果车辆包括多个方向的变化,块生成配置文件为每个单独的速度行驶方向。在决赛中那块连接这些配置文件速度输出。例如,看到的速度剖面曲线的路径和方向变化

引用

[1]Villagra,豪尔赫,韦森特米兰,Joshue佩雷斯,豪尔赫·戈。“光滑的路径和速度规划一个自动化的公共交通工具。”机器人和自治系统。60卷,2号,2012年2月,页252 - 265。

扩展功能

C / c++代码生成
使用仿真软件生成C和c++代码®编码器™。金宝app

版本历史

介绍了R2019b