使用模型预测控制自动驾驶
模型预测控制(MPC)是一个离散多变量控制架构。在每个控制区间,MPC控制器使用一个内部的模型来预测未来的行为。在此基础上预测,控制器计算最优控制行动。模型预测控制的更多信息,请参阅MPC设计。
您可以使用MPC在自动驾驶的应用程序来提高车辆的响应能力,同时保持旅客舒适度和安全性。应用程序可以包括:
自适应巡航控制——例如,明白了自适应巡航控制系统使用模型预测控制。
Lane-keeping帮助——例如,明白了车道保持辅助系统使用模型预测控制。
Lane-following控制——例如,明白了车道跟踪控制和传感器融合车道检测。
停车——例如,明白了使用非线性模型预测控制平行停车。
避障——例如,明白了避障使用自适应预测控制模型。
MPC有几个可用于自动驾驶的功能。
| MPC特性 | 描述 | 更多的信息 |
|---|---|---|
| 显式地处理输入和输出约束 | 当计算最优控制移动,MPC控制器占系统上的任何输入和输出约束。例如,您可以指定约束条件:
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|
| 滚动时域预测自我车辆的行为 | MPC控制器使用一个内部的车辆动力学模型来预测车辆将如何应对一个给定的控制作用在预测地平线。这种行为类似于人类司机理解和预测其车辆的行为。 | |
| 预览参考轨迹和干扰预测地平线 | 如果你能预测参考轨迹或干扰预测地平线,MPC控制器可以包含这些信息,计算最优控制行动。这种行为类似于人类司机预览他们的车辆前方的道路。 | 信号预览 |
| 在运行时更新内部车辆模型 | 如果自我车辆的动力学变化随着时间的推移,如数值转向动态,你可以更新使用自适应MPC控制器内部模型。 | 自适应政策委员会 |
| 生成代码 | 您可以自动生成代码部署模型预测控制器。 | 生成代码和部署控制器实时目标 |
模拟在金宝app
为了简化自动驾驶控制器的初始开发,模型预测控制工具箱™软件提供了仿真软件金宝app®块自适应巡航控制,lane-keeping援助,路径跟踪和路径规划。这些模块提供了特定于应用程序的接口和选择设计一个MPC控制器。
| 块 | 描述 |
|---|---|
| 自适应巡航控制系统 | 跟踪一组速度和保持一个安全距离导致车辆的纵向加速度通过调整自我。 |
| 车道保持辅助系统 | 保持一个自我中心的汽车旅行直或弯曲的道路通过调整前转向角。 |
| 路径跟踪控制系统 | 保持一个自我中心的汽车旅行直或弯曲的道路而跟踪一组速度和保持一个安全距离领先的车辆。为此,控制器调整纵向加速度和转向角前面自我的工具。 |
| 车辆路径规划系统 | 计划一个无碰撞轨迹从最初对目标造成。您可以使用此块为车辆计划路径,如进入和退出一个停车位。 |
自动驾驶的其他应用程序,如避障,您可以使用其他设计和模拟控制器模型预测控制仿真软件,如金宝appMPC控制器,自适应MPC控制器,非线性MPC控制器块。为一个例子,它使用一种自适应模型预测控制器,明白了避障使用自适应预测控制模型。
控制器定制
为自适应巡航控制系统,车道保持辅助系统,路径跟踪控制系统,车辆路径规划系统块,您可以生成一个自定义子系统,然后,您可以为您的应用程序修改。这个选项是有用的,当你想:
修改默认MPC设置或者使用高级MPC功能
修改默认的控制器的初始条件
使用不同的应用程序设置,如自定义安全距离后定义自适应巡航控制的功能
要创建一个自定义子系统,单击相应按钮的阻止你使用。例如,要创建一个自定义为一个子系统自适应巡航控制系统块,块选项卡上,单击创建ACC子系统。该软件创建一个仿真软件模型,其中包含一个子系统金宝app与原来相同的配置,控制器。你可以直接修改这个子系统和替代它回到你的原始模型,更换控制器。
集成自动驾驶的工具箱
如果你有自动驾驶工具箱™软件,您可以把模型预测控制器系统:
对象检测和跟踪
车道边界检测
路径规划
传感器融合
有关示例,请参见:自适应巡航控制系统与传感器融合,车道保持辅助车道检测,车道跟踪控制和传感器融合车道检测。
