Сравнительный анализ регуляторов траекторного движения автомобиля, основанных на геометрическом методе

Введение. В статье описываются разработка, моделирование и сравнительный анализ регуляторов траекторного движения автомобиля, основанных на геометрическом методе. Регуляторы этого типа являются одним из основных компонентов систем автоматизации управления движением автомобилей. Проверка показателей качества и точности разработанных регуляторов осуществлялась в различных условиях движения при помощи математической модели динамики автомобиля, адекватность которой подтверждена путём сравнения с экспериментальными данными.

Цель исследования - разработать регуляторы траекторного движения автомобиля, основанные на геометрическом методе, и провести их сравнительный анализ.

Методология и методы. Характеристики регуляторов траекторного движения анализируются посредством методов теории автоматического регулирования. Тестирование регуляторов проводится с помощью математической модели динамики автомобиля. В качестве оценок точности модели используются среднеквадратичные ошибки и максимальные отклонения от экспериментальных данных.

Результаты и научная новизна. На основе сравнительного анализа сформулированы выводы о свойствах, качестве и точности работы регуляторов, основанных на геометрическом методе.

Практическую значимость представляют разработанные регуляторы, которые в дальнейшем могут быть реализованы в системах автоматического управления движением автомобилей.

1. Eskandarian A. Handbook of Intelligent Vehicles. -London: Springer-Verlag London, 2012. - 1599 p.

2. Bishop R. Intelligent Vehicle Technology and Trends. - Norwood: Artech House Publishers, 2005. -210 p.

3. Koh K.C., Cho H.S. A path tracking control system for autonomous mobile robots: an experimental investigation // Mechatronics. - 1994. - Vol. 4 (8). - P. 799-820.

4. Barton M.J. Controller Development and Implementation for Path Planning and Following in an Autonomous Urban Vehicle // Australian Centre for Field Robotics. - 2001. - P. 1-153.

5. Coulter R.C. Implementation of the Pure Pursuit Path Tracking Algorithm. Carnegie Mellon University, 1992. - P. 1-15.

6. Wit J.S. Vector Pursuit Path Tracking for Autonomous Ground Vehicles: PhD thesis. - University of Florida, 2000. - 314 p.

7. Thrun S., Montemerlo M. Stanley: The robot that won the DARPA grand challenge // Journal of Field Robotics. - 2006. - Vol. 23 (9). - P. 661-692.

8. Snider J.M. Automatic Steering Methods for Autonomous Automobile Path Tracking. - Carnegie Mellon University, 2009. - P. 1-78.

9. Guldner J., Tan H., Pathwardhan S. Analysis of Automatic Steering Control for Highway Vehicles with Look-down Lateral Reference Systems // Vehicle System Dynamics: International Journal of Vehicle Mechanics and Mobility. - 1996. - Vol. 26 (4). - P. 243-269.

10. Kulikov I., Ulchenko I. Performance analysis of the sliding mode control for automated vehicle path tracking at low adhesion surfaces // ICTLE 2019. - 2019. - 5 p.

11. Kulikov I., Ulchenko I., Chaplygin A. Using Real World Data in Virtual Development and Testing of a Path Tracking Controller for an Autonomous Vehicle // International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering (IJITEE). - 2019. - Vol. 8 (12). -P. 720-726.

12. Hellstrom T., Ringdahl O. Follow the Past: a pathtracking algorithm for autonomous vehicles // International Journal of Vehicle Autonomous Systems. - 2006. -Vol. 4. - P. 216-224.