面向分体式飞行汽车自主对接的自动驾驶底盘运动规划方法研究

摘要：

飞行汽车是引领汽车行业未来技术发展的战略新兴方向,分体式飞行汽车作为飞行汽车的主流构型之一,由自动驾驶底盘、智能操控座舱和垂直起降飞行器三部分组成,为完成各部分的自主对接和组合,自动驾驶底盘需要沿规划的路径精确行驶至起飞行器正下方.当前运动规划方法缺乏对来自传感器、控制器和执行器等诸多不确定因素的考虑,导致路径跟踪过程中底盘行驶轨迹偏离规划轨迹,难以精确行驶至预定位置,完成对接.为解决这一问题,提出一种基于长短期记忆网络(Long short-term memory,LSTM)车辆模型的自动驾驶底盘轨迹规划方法.采用LSTM网络表征自动驾驶底盘的运动学特性,在此基础上建立车辆运动学模型.基于该模型,构建模型预测控制架构下的滚动时域优化问题.进而采用基于向量加权平均值的优化方法求解该非线性优化问题,得到符合底盘运动学特性的行驶轨迹.基于团队研制的分体式飞行汽车样机,将提出的规划方法进行试验验证.在转弯场景中,采用提出的方法的底盘平均纵向位置偏差、最大纵向位置偏差与传统模型预测控制(Model predictive control,MPC)方法相比分别下降了 78.89％、79.64％和 86.67％.

关键词：分体式飞行汽车、自主对接、运动规划、模型预测控制

所属期刊栏目：60

分类号：U469(汽车工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;重庆市自然科学基金资助项目;重庆市自然科学基金资助项目

在线出版日期：2024-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：235-244