高速多车自主赛车运动规划与控制
机器人学
2023-03-02 v1 人工智能
系统与控制
系统与控制
摘要
本文提出了一种用于自主赛车的多层运动规划与控制架构，能够规避静态障碍物、执行主动超车并达到超过75 的速度。所用的离线全局轨迹生成与在线模型预测控制器高度基于优化与车辆动力学模型，其中轮胎与外倾效应以基础Pacejka魔术公式的扩展版本表示。所提单轨模型使用多体赛车库进行辨识与验证，可恰当模拟车辆动力学，尤其在缺乏真实实验数据时尤为有用。控制器的基本正则化项与约束经过调参，以在确保可接受的速度与路径跟踪的同时降低输入的变化率。运动规划策略由基于Frenét坐标系的规划器组成，其考虑了由卡尔曼滤波产生的对手预测。规划器在3秒时域内选择无碰撞路径与速度剖面以跟踪，从而实现跟随与超车等不同目标。所提方案已应用于Dallara AV-21赛车，并在椭圆赛道上测试，实现了高达25 的侧向加速度。
引用
@article{arxiv.2207.11136,
title = {Motion Planning and Control for Multi Vehicle Autonomous Racing at High Speeds},
author = {Ayoub Raji and Alexander Liniger and Andrea Giove and Alessandro Toschi and Nicola Musiu and Daniele Morra and Micaela Verucchi and Danilo Caporale and Marko Bertogna},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.11136},
year = {2023}
}
备注
Accepted to the 25th IEEE International Conference on Intelligent Transportation Systems (IEEE ITSC 2022)