面向碰撞规避的多模态模型预测路径积分控制

本文提出一种用于自动驾驶车辆的运动规划与决策方法，采用多模态模型预测路径积分控制算法。该方法围绕先验输入采用索布尔序列采样，并融合碰撞规避的解析解。通过多模式方法，算法探索多样化轨迹，如绕行障碍物或安全停靠在障碍物前方，以缓解次优解的风险。作为预测模型，采用非线性单轨车辆模型并搭载Fiala轮胎，轮胎力约束在摩擦圆内强制确保车辆在紧急maneuver期间稳定。计算优化后的转向角度和纵向加速度，以生成无碰撞轨迹并控制车辆。在高保真仿真环境中，我们展示，所提算法能够成功规避障碍物，在高低摩擦路面和带移动障碍物的遮挡场景下完成双换车道maneuver，保持车辆稳定，优于标准模型预测路径积分方法。