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第 61 卷 第 8 期 农业装备与车辆工程 2023 年 8 月 Vol. 61 No. 8 AGRICULTURAL EQUIPMENT VEHICLE ENGINEERING August 2023 doi:10.3969/j.issn.1673-3142.2023.08.018 基于模型预测控制的无人驾驶主动避障策略 崔玉定，熊豪杰，贺满川，薛仁强 （430065湖北省武汉市武汉科技大学汽车与交通工程学院） [ 摘要 ] 为实现无人驾驶车辆的主动避障，提出了分层结构的模型预测控制器 。在上层局部路径规划层中考虑车辆 附着条件约束，引入避障惩罚函数，规划最优局部期望路径 。在下层轨迹跟踪层中 ，搭建整车模型并利用状态轨 迹线性化得到线性时变模型 ，以二次规划形式建立优化问题的逼近求解。其次为确保车辆跟踪过程中的稳定 ，将 车辆安全行驶包络线约束结合到下层控制器内。通过 MATLAB/Simullink和 CarSim联合仿真证明了提出的主动避 障策略可以有效避开障碍物，同时保证了车辆行驶的安全稳定性。 [ 关键词 ] 无人驾驶车辆 ；主动避障 ；模型预测控制 ；局部路径规划 ；轨迹跟踪 ；安全稳定性 [ 中图分类号 ] TP273；U463.6 [ 文献标志码 ] A [ 文章编号 ] 1673-3142(2023)08-0088-06 引用格式：崔玉定 , 熊豪杰 ,贺满川 ,等 .基于模型预测控制的无人驾驶主动避障策略 [J].农业装备与车辆工程 , 2023,61(8):88-93. Autonomous active obstacle avoidance strategy based on model predictive control CUIYuding,XIONGHaojie,HEManchuan,XUERenqiang （SchoolofAutomotiveandTrafficEngineering,WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430065,Hubei,China) [Abstract]Torealizetheactiveobstacleavoidanceofdriverlessvehicles,amodelpredictivecontrollerwithahierarchicalstructurewas proposed.Intheupperlocalpathplanninglayer,thevehicleattachmentconstraintwasconsidered,andtheimprovedobstacleavoidance penaltyfunctionwasintroducedtoplanalocaldesiredpaththatmetthekinematicconstraintsandwascollision-free.Inthelower trajectorytrackinglayer,thelineartime-varyingvehiclemodelwasobtainedbythelinearizingthestatetrajectory,andtheapproximate solutionoftheoptimizationproblemwasestablishedintheformofquadraticprogramming.Secondly,toensurethestabilityofthevehicle duringobstacleavoidanceandtracking,thevehiclesafetydrivingenvelopeconstraintwascomb