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摘要
针对自动驾驶汽车在标准道路下换道避撞的场景，设计基于5次多项式的多段式避撞路径，根据换道初始与结束时的边界条件确定5次多项式的各项系数，以侧向的安全约束确定纵向的换道安全距离，并考虑换道路径的最大侧向加速度，保证了自动驾驶避撞过程中的舒适性。设计模型预测控制器，采用线性时变模型，将车辆动力学模型线性化后离散化，设计的目标函数中包括跟踪误差和控制增量，保证自动驾驶汽车可以在完成避撞路径跟踪的同时，消耗最少的能量。添加了控制量约束、控制增量约束和输出约束，使得所设计的路径跟踪控制器满足自动驾驶汽车执行机构物理约束的要求。最后通过建立Matlab和CarSim联合仿真平台，验证了不同工况下所设计的避撞路径规划与跟踪控制系统的有效性。
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