非公路环境下卡车的自动驾驶

非公路驾驶操作对人类驾驶员来说可能是一个充满挑战的环境，因为他们面临事故、重复且乏味的任务以及强烈的振动，这些长期来看可能会影响他们的健康。因此，成功应用自动驾驶车辆技术可以使他们受益，提高安全性，降低劳动力成本和燃料消耗，并提高运营效率。本文的主要贡献是在非公路场景下，使用满载重型卡车对由纵向和横向控制器组成的路径跟踪控制策略进行了实验验证。纵向控制策略依赖于非线性模型预测控制器 (Non-Linear Model Predictive Controller, NMPC)，该控制器考虑了路径几何形状和简化的车辆动力学，以计算平滑舒适的输入速度，同时不违反施加的约束。横向控制器基于鲁棒线性二次型调节器 (Robust Linear Quadratic Regulator, RLQR)，该控制器考虑了存在参数不确定性的车辆模型，以最小化其横向位移和航向误差，并确保稳定性。实验是在露天矿未铺砌道路上使用满载车辆进行的。卡车在施加的约束范围内跟随参考路径，表现出鲁棒性和驾驶平顺性。