智能车辆路径跟踪控制
汽车稳态运动时的原理
本次分享主要是根据先前做的预瞄驾驶员模型来做的，依据汽车二自由度车辆模型，假设汽车做稳态行驶，在汽车理论中，汽车做稳态行驶可以把车看成做匀速圆周运动，匀速圆周运动的话，高中知识可知，那么汽车的角速度wr就不变;依据恒定横摆角速度假设，搭建基于方向盘转角的驾驶员模型，汽车二自由度模型如下：
依据横摆角速度假设理论：在单点预瞄驾驶员模型的基础上引入一个简单的滑膜控制：单点+滑膜控制方法=控制方向盘转角。
单点预瞄设置预瞄距离：因为车速与预瞄距离是直接相关的，车速越大，选取的预瞄距离越远。滑膜控制器的设计需要有偏差才行，而且滑模面s的设计在决策方向盘转角的。这里偏差E=wd-wr设计滑模面。
carsim&simulink联合仿真
联合carsim和simulink进行仿真，carsim输出变量到simulink,simulink接收数据依据搭建的模型仿真。
这里给出的是部分仿真结果，carsim2016+matlab2018b，下面这个是设计的滑模面。
滑膜控制器如图，这是最简单的滑膜控制器了，还有更复杂的比如动态滑膜；滑膜控制器也有缺点，仿真的时候会产生抖震，需要不断调参数，消除抖震可以用饱和函数约束上下限。这里也是根据b站一位老哥，按照他的那个来设计的滑膜控制器，我跟他不一样的是预瞄距离的偏差选取方式不一样。
仿真结果与模型
这里查看的是用carsim设置内部第二个预瞄点设置在质心处，就可以直接看到车辆偏移目标路径的偏差：这里设置的路径为五次多项式换道轨迹，也是很多硕士论文，期刊论文选择的比较多的换道路径。要注意的是，设置的路径和实际生活中路径不太一样，因为稳态运动的驾驶员模型，跟踪参考轨迹是结合路径几何信息来决定方向盘转向的，与真实双车道单向行驶的城市道路或者高速公路不一样。
第一个是预瞄点，第二个预瞄点设置在车辆质心处，就可以直接看到跟踪轨迹误差了。
可以看到设置恒定车速为80km/h的速度，无制动，挡位选择AT All Gears
仿真时间为20s。
可以看到质心侧偏误差，可以保持在0.1m之内，跟踪车道中心线。效果还是非常的好的。