Обзор

Управление транспортным средством является последним шагом в системе навигации и обычно выполняется с помощью двух независимых контроллеров:

Этот пример фокусируется на боковом управлении в контексте следования траектории в постоянном продольном скоростном сценарии. В примере вы будете:

Боковой контроллер

Контроллер ответвления Стэнли [1] использование нелинейный закон о надзоре, чтобы минимизировать перекрестный дефект записи и угол рыскания переднего колеса относительно ссылочного пути. Боковой блок диспетчера Стэнли вычисляет держащуюся угловую команду, которая настраивает текущее положение транспортного средства, чтобы совпадать со ссылочным положением.

В зависимости от модели транспортного средства, используемой в получении закона о надзоре, Боковой блок диспетчера Стэнли имеет две настройки [1]:

Можно установить настройку через параметр модели Транспортного средства в диалоговом окне блока.

Создание сценария

Сценарий был создан с помощью приложения Driving Scenario Designer. Этот сценарий включает одну, трехполосную дорогу и автомобиль, оборудованный датчиком. Для подробных шагов на добавляющих дорогах видят маршруты и транспортные средства, Создают Ведущий Сценарий В интерактивном режиме и Генерируют Синтетические Данные о Датчике. В этом сценарии, транспортном средстве:

В течение симуляции транспортное средство запускается при постоянной скорости 10 метров/секунда. Этот сценарий экспортировался из приложения как функция MATLAB® использование кнопки Export> Export MATLAB Function. Экспортируемую функцию называют helperCreateDrivingScenario. Дороги и агенты из этого сценария были сохранены в файл сценария LateralControl.mat.

Setup модели

Откройте модель примера Simulink.

open_system('LateralControlTutorial')

Модель содержит следующие основные компоненты:

variant = 'LateralControlTutorial/Lateral Controller';
set_param(variant, 'LabelModeActivechoice', 'Kinematic');

Открытие модели также запускает helperLateralControlTutorialSetup скрипт, который инициализирует данные, используемые моделью. Скрипт загружает определенные константы, необходимые модели Simulink, такие как параметры транспортного средства, параметры контроллера, дорожный сценарий и ссылочные положения. В частности, скрипт вызывает ранее экспортируемый функциональный helperCreateDrivingScenario создавать сценарий. Скрипт также настраивает шины, требуемые для модели путем вызова helperCreateLaneSensorBuses.

Можно построить дорогу и запланированное использование пути:

helperPlotRoadAndPath(scenario, refPoses)

Симулируйте сценарий

При симуляции модели можно открыть Bird ' s-Eye Scope, чтобы анализировать симуляцию. После открытия осциллографа нажмите Find Signals, чтобы настроить сигналы. Затем запустите симуляцию, чтобы отобразить транспортное средство, дорожные контуры и маркировки маршрута. Изображение ниже показов Bird ' s-Eye Scope для этого примера в 25 секунд. В сейчас же, транспортное средство переключилось на левый маршрут.

Можно запустить полную симуляцию и исследовать результаты используя следующую команду:

sim('LateralControlTutorial');

Можно также использовать Simulink® Scope (Simulink) в подсистеме Транспортного средства и Среды, чтобы смотреть эффективность контроллера, когда транспортное средство следует за запланированным путем. Осциллограф показывает, что максимальное отклонение от пути меньше 0,3 метров, и самая большая руководящая угловая величина меньше 3 градусов.

scope = 'LateralControlTutorial/Vehicle and Environment/Scope';
open_system(scope)

Чтобы уменьшать боковое отклонение и колебание в держащейся команде, используйте блок Lateral Controller Stanley Dynamic и симулируйте модель снова:

set_param(variant, 'LabelModeActivechoice', 'Dynamic');
sim('LateralControlTutorial');

Заключения

Этот пример показал, как симулировать боковое управление транспортного средства в маршруте, изменяющем сценарий с помощью Simulink. По сравнению с блоком Lateral Controller Stanley Kinematic блок Lateral Controller Stanley Dynamic обеспечивает улучшенную производительность в следовании траектории с меньшим боковым отклонением от ссылочного пути.

Ссылки

[1] Хоффман, Габриэль М., Клэр Дж. Томлин, Майкл Монтемерло и Себастиан Трун. "Автономное Автомобильное Отслеживание Траектории для Управления Для бездорожья: Проектирование контроллера, Экспериментальная Валидация и Гонки". Американская Конференция по Управлению. 2007, стр 2296-2301.

Вспомогательные Функции

График helperPlotRoadAndPath дорога и ссылочный путь

function helperPlotRoadAndPath(scenario,refPoses)
%helperPlotRoadAndPath Plot the road and the reference path
h = figure('Color','white');
ax1 = axes(h, 'Box','on');

plot(scenario,'Parent',ax1)
hold on
plot(ax1,refPoses(:,1),refPoses(:,2),'b')
xlim([150, 300])
ylim([0 150])
ax1.Title = text(0.5,0.5,'Road and Reference Path');
end