Coursera自动驾驶课程学习整理1——横向控制之Pure Pursuit

自动驾驶横向控制之Pure Pursuit

最近从网上找到一套Coursera自动驾驶课程的资料，讲解十分系统详细，我个人比较关注Control和Planning部分的学习，暂时打算随着学习进度进行整理。

纵向控制是控制车辆的速度，本课程里面是介绍了PID，这个太常用了，就不说了。横向控制是控制车辆的转向角，我自己对课程里介绍的方法不太熟悉，所以主要关注横向控制部分。

运动学模型

首先是车辆的运动学模型，这里给出了最常用的自行车模型，关于运动学模型的建立，网上有很多博客和资料，我个人觉得《无人驾驶车辆模型预测控制》这本书介绍的十分详细。以下两个图分别是以后轮和以前轮为参考的运动学模型，在这里使用的以后轮为参考的。

横向控制Pure Pursuit

Pure Pursuit在参考路径上找到一个前瞻点来计算所需要的转向角$\delta$（前提是车辆不会发生侧滑，否则性能将大受影响）。首先，如下图所示：

然后，根据当前位置和前瞻点位置，得到一段如图所示的圆弧，R即为所需要的转弯半径，同时也得到curvature：

根据几何知识，可以得到上图中的几个式子，其实上面的3式是很容易直接得到的，无需使用正弦定理。得到R之后，转向角就顺理成章的计算出来了：

“前瞻距离”（暂且这么叫吧）$l_d$可以设定为与速度正相关：

以上就是Pure Pursuit方法了。如有问题，欢迎指教。