Planificación de trayectorias para un vehículo de orugas articulado y seguimiento de la trayectoria a través de un control predictivo de modelo adaptativo
Autores: Hu, Kangle; Cheng, Kai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Planificación de trayectorias para un vehículo de orugas articulado y seguimiento de la trayectoria a través de un control predictivo de modelo adaptativo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Planificación de trayectorias
Control de seguimiento de trayectorias
Vehículos articulados de orugas
Hybrid A-star
Método de suavizado de mínimo snap
Controlador cinemático
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Este documento se centra en la planificación de trayectorias y control de seguimiento de trayectorias de vehículos de orugas articulados (ATVs). Utiliza el método de planificación de ruta basado en el Hybrid A-star y el método de suavizado de mínimo snap para obtener la trayectoria cinemática factible. Para superar la alta no linealidad de los ATVs, propusimos un modelo de error de seguimiento cinemático de parámetro lineal variable (LPV). Luego, el controlador cinemático se formuló como el controlador predictivo de modelo adaptativo (AMPC). La simulación del algoritmo de planificación de ruta mostró que la estrategia de planificación propuesta podría proporcionar una trayectoria factible para que los ATVs pasen por los obstáculos. Además, comparamos el controlador AMPC con el controlador desarrollado en cuatro escenarios. La comparación mostró que el controlador AMPC logró errores de seguimiento satisfactorios en cuanto a los errores de posición lateral y ángulo de orientación. El error de distancia lateral máximo del controlador AMPC se ha reducido en un 72.4% en comparación con el controlador MPC estándar. El error máximo de ángulo de orientación se ha reducido en un 55.53%. Los resultados de la simulación confirmaron que el sistema propuesto de planificación y control de seguimiento de trayectorias podría realizar efectivamente los comportamientos de conducción automatizada para los ATVs.
Descripción
Este documento se centra en la planificación de trayectorias y control de seguimiento de trayectorias de vehículos de orugas articulados (ATVs). Utiliza el método de planificación de ruta basado en el Hybrid A-star y el método de suavizado de mínimo snap para obtener la trayectoria cinemática factible. Para superar la alta no linealidad de los ATVs, propusimos un modelo de error de seguimiento cinemático de parámetro lineal variable (LPV). Luego, el controlador cinemático se formuló como el controlador predictivo de modelo adaptativo (AMPC). La simulación del algoritmo de planificación de ruta mostró que la estrategia de planificación propuesta podría proporcionar una trayectoria factible para que los ATVs pasen por los obstáculos. Además, comparamos el controlador AMPC con el controlador desarrollado en cuatro escenarios. La comparación mostró que el controlador AMPC logró errores de seguimiento satisfactorios en cuanto a los errores de posición lateral y ángulo de orientación. El error de distancia lateral máximo del controlador AMPC se ha reducido en un 72.4% en comparación con el controlador MPC estándar. El error máximo de ángulo de orientación se ha reducido en un 55.53%. Los resultados de la simulación confirmaron que el sistema propuesto de planificación y control de seguimiento de trayectorias podría realizar efectivamente los comportamientos de conducción automatizada para los ATVs.