Method of Autonomous Vehicle Control Using Simplified Reference Models and Regulators

This study contains a conceptual solution of the control method for an autonomous vehicle based on a simplified reference model and controllers. The whole issue is considered on the example of the execution phase of the lane change manoeuvre, in which the well-known 4WS (Four-Wheel-Steering) bicycle model and Kalman regulators based on the LQR (Linear-Quadratic Regulator) technique were used. The overall developed control mechatronic system was subjected to simulation studies in Matlab&Simulink. The simulation results showed correct functioning of the entire mechatronic control system and allowed us to determine further research directions. The developed control method can also find application in military vehicles.

Niniejsze opracowanie zawiera rozwiązanie koncepcyjne metody sterowania pojazdem autonomicznym w oparciu o uproszczony model referencyjny oraz regulatory. Całe zagadnienie jest rozważane na przykładzie fazy wykonawczej manewru zmiany pasa ruchu, w którym to wykorzystano powszechnie znany model rowerowy 4WS (Four-Wheel Steering) oraz regulatory Kalmana oparte na technice LQR (Linear-Quadratic Regulator). Całościowo opracowany mechatroniczny układ sterowania poddano badaniom symulacyjnym w programie Matlab&Simulink. Wyniki symulacji pokazały poprawne funkcjonowanie całego mechatronicznego układu regulacji oraz pozwoliły na określenie dalszych kierunków badań. Opracowana metoda sterowania może również znaleźć zastosowanie w pojazdach wojskowych.