横向控制算法分类:
A 基于道路几何模型的方法;
B 基于运动学模型的跟踪方法;
C 基于动力学模型的跟踪方法.
A . 基于道路几何模型的方法
A.1 几何自行车模型
二自由度自行车模型 : 前轮转向，后轮绕旋转中心做圆周运动，转向半径和转向前轮偏角满足如下关系:
(1)
L为车辆轴距(广义用法为等效轴距)，delta 为前轮转角， R后轮中心(广义用法为等效后轮中心)转弯半径。
A.2 pure pursuit 算法
算法核心原理如下图所示:
算法原理阐述 : 给定参考路径path , 在参考路径上离车辆等效后轴中心一个预瞄距离的点 ， 路径的航向与车辆的航向偏差值为
，转弯半径、航向偏差和预瞄距离之间满足如下关系:
-------------->
(2)
结合A.1二自由度假设(将式(1) 带入式(2))得到前轮偏角(方向盘转角)的计算方法:
(3)
实际应用时，往往需要加预处理或后处理(二者往往选其一)， 常用的预处理(误差平滑)或后处理(输出角度平滑)方法为中值滤波或均值滤波。
A.3 基于前轮反馈的Stanley算法
算法核心原理示意图 :
算法原理阐述 : 给定参考路径path ，在路径上寻找离前轮中心最近点 , 计算该点与前轮中心的横向偏差
和 车身的航向偏差
, 其前轮方向盘转角(前轮偏角) 为 :
(4)
实际应用时，也需要加预处理或后处理(二者往往选其一)， 常用的预处理(误差平滑)或后处理(输出角度平滑)方法为中值滤波或均值滤波。
B . 基于运动学模型的算法