【摘 要】
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随着计算机及通信技术的不断进步,汽车行业也得到了飞速的发展。汽车在为人们的日常生活提供极大便利的同时,也带来了交通安全、交通拥堵和环境污染等问题。自动驾驶技术作为提高汽车行驶安全性的关键技术之一,越来越受到人们的关注。自动驾驶技术主要包括环境感知与定位、智能决策与规划和控制执行三部分。本文主要针对自动驾驶汽车在高精度地图、路径规划以及路径跟踪控制等方面展开相关的研究,主要工作包括:（1）首先建立了
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随着计算机及通信技术的不断进步,汽车行业也得到了飞速的发展。汽车在为人们的日常生活提供极大便利的同时,也带来了交通安全、交通拥堵和环境污染等问题。自动驾驶技术作为提高汽车行驶安全性的关键技术之一,越来越受到人们的关注。自动驾驶技术主要包括环境感知与定位、智能决策与规划和控制执行三部分。本文主要针对自动驾驶汽车在高精度地图、路径规划以及路径跟踪控制等方面展开相关的研究,主要工作包括:（1）首先建立了适用于智能车辆的车道级高精度地图。为满足自动驾驶车辆对定位精度的需求,通过对GPS定位系统和惯性导航系统的组成、坐标转换及工作原理等进行了相关的阐述,并最终采用RTK-GPS/INS组合导航定位系统作为本文的高精度定位系统,并搭配千寻位置的差分服务使定位精度达到厘米级。选择车道级的道路网络模型并通过对校园道路进行数据采集,建立了由车道中心线节点构成的车道级高精度地图网络模型,并通过三次样条曲线对车道中心线路径采集点进行插值。（2）其次通过对建立的车道级高精度地图网络模型进行道路拓扑关系的抽象化表达,将实验采集区域的地图数据抽象为具有64个顶点和78条边的有向图,并将车道的长度作为边的权值,通过在MATLAB中编写相关的程序将抽象化后的有向图数据以邻接矩阵的方式储存起来。通过选择Dijkstra算法作为本文的最短路径规划算法,分别选择校园东门和西门作为路径规划的起点和终点,进行了最短路径规划,得到了从校园东门到西门的最短路径。（3）然后建立了车辆动力学模型和轮胎模型,设计了基于模型预测控制算法的路径跟踪控制器,搭建了Carsim与Simulink联合仿真平台并通过选择双移线轨迹来验证跟踪算法的可行性,结果表明该算法能够达到跟踪控制的目的,跟踪误差较小。（4）最后通过实车实验的方式验证了本文所建立的高精度地图以及路径跟踪控制算法的实用性。通过选取规划的最短路径中包含的部分路段作为实车实验测试路段,实验结果表明:路径跟踪控制器能够使被控车辆对所选取的测试路段的参考车道中心线轨迹进行有效的跟踪,跟踪过程中最大误差为0.35m。
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