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文章目录
前言
运动学模型
动力学模型
总结
前言
见《自动驾驶学习笔记（十八）——Lidar感知》
见《自动驾驶学习笔记（十九）——Planning模块》
见《自动驾驶学习笔记（二十）——Planning算法》
见《自动驾驶学习笔记（二十一）——自动泊车系统》
见《自动驾驶学习笔记（二十二）——自动泊车算法》
自动驾驶中控制系统的作用是，操作车上的油门、刹车和方向盘，让车辆达到特定的速度、航向和位置。开发控制系统的核心是，建立上述输入和输出之间的复杂对应关系。所以最基础的工作就是搞清楚被控对象——车辆，其运动的基本规律，也即车辆模型。
受控对象车辆的类型一般有乘用车、货运卡车、物流小车等等，本文以最基本的简化模型为例进行介绍。
运动学模型
为了突显车辆的主要规律，同时提高模型的可用性，对车辆模型作如下简化：
1、只考虑车辆的平面运动；
2、左右车辆合并，不考虑转向时候左右轮子的转角差；
车辆简化后得到一个经典的两轮车模型，示例如下：
O:车辆瞬心
Z:车辆质心
R: 转弯半径
β:速度与车辆纵轴的侧偏角(车身坐标系)
δ:车轮转角(车身标系)
Ψ:车身横摆角(世界坐标系)
ℓ:前后轮轴质心距
L:前后轮轴距
当车速比较慢时有β→0，前轮转向δf→0，推导上述几何模型示例如下：
模型分析:
1.实际情况下β不一定为0
2.车辆速度方向不一定与轮胎方向一致
3.模型完全由几何关系确立，没有考虑到运动过程中力的影响
动力学模型
对车辆模型作如下简化：
1、考虑轮胎侧偏特性，当轮胎受到横向力时变形产生侧滑Fy = C*θ（侧偏刚度*侧偏角）
2、不考虑路面坡度影响(侧倾)
车辆简化后得到一个经典的二自由度侧向动力学模型，示例如下：
推导上述动力学模型示例如下：
模型分析：
1.没有考虑坡度的影响(模型扩展:侧倾动力学模型)
2.侧偏角较大时，轮胎侧向力与侧偏角不成正比。侧向力的大小取决于侧偏角，轮胎载荷，摩擦系数和轮胎纵向受力
总结
以上就是本人在学习自动驾驶时，对所学课程的一些梳理和总结。后续还会分享另更多自动驾驶相关知识，欢迎评论区留言、点赞、收藏和关注，这些鼓励和支持都将成文本人持续分享的动力。
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