A path-following driver model with longitudinal and lateral control of vehicle’s motion

摘要

The use of closed-loop driver models is important for accurate vehicle simulations and in active safety systems evaluation. In this paper we present a combined longitudinal-lateral controller that is regulating the steering angle and throttle/brake levels by previewing the path ahead of the vehicle. The lateral steering controller is using, as input, the heading and position deviation between the vehicle and the road. The controller is using fixed gains with a simple gain scheduling based on the vehicle’s speed. The longitudinal speed controller is using the curvature of the path ahead of the vehicle to determine the appropriate velocity of the vehicle. The longitudinal-lateral controller is tested by driving a double-lane change (ISO 3888-2) and a lap around a racing track. Der Gebrauch von Closed-Loop-Fahrermodellen ist für genaue Fahrzeugsimulationen wichtig. In diesem Beitrag stellen wir einen kombinierten Längs-Quer-Regler vor, der den Lenkungswinkel und die Gas-/Bremsstärke reguliert, indem er den Weg vor dem Fahrzeug voraussieht. Der Querlenkregler verwendet als Eingangswerte die Kurs- und Positionsabweichung zwischen dem Fahrzeug und der Straße. Der Regler arbeitet mit festen Steigerungswerten und mit einer einfachen Steigerungsplanung, die auf der Fahrzeuggeschwindigkeit basiert. Der Längsgeschwindigkeitsregler verwendet die Krümmung des Weges vor dem Fahrzeug, um die passende Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu bestimmen. Der Längs-Quer-Regler wird geprüft, indem man einen Doppelspurwechsel (ISO 3888-2) und eine Runde um eine Rennstrecke fährt.