30、基于视觉的多车跟随轨迹跟踪系统研究

基于视觉的多车跟随轨迹跟踪系统研究

1. 跟随车辆控制律设计

在该研究中，跟随车辆仅利用与前车的相对位置信息来跟踪前车轨迹。由于缺乏信息交换和绝对参考位置，前车轨迹对于跟随车辆而言完全不确定，其跟踪位置也模糊不清。基于此，提出了一种基于前后车相对位置的反馈控制方法来跟踪前车轨迹。
- 所需位置设定 ：跟随车辆的所需位置设定为P2，与前车后轴的距离为$d_{01}$，与前车后轴的夹角为$\Phi_{01}$。假设前车沿直线行驶，P2在前车局部坐标系中的位置可表示为：
$\begin{bmatrix}x_{req}^L\y_{req}^L\\theta_{req}^L\end{bmatrix} = \begin{bmatrix}d_{01}\cos\Phi_{01}\d_{01}\sin\Phi_{01}\0\end{bmatrix}$
- 引入控制点 ：为提高跟随车辆控制自由度以实现对不确定前车轨迹的跟踪，引入了位于跟随车辆中心线上的控制点C。后车轮轴中心到控制点C的距离定义为$l_C = k_0l$，其中$l$是前轮轴中心到后轮轴中心的长度，$l_C$是后轮轴中心到控制点C的长度，参数$k_0$用于确定控制点C的位置。控制点C在前车局部坐标系中的位置可表示为：
$\begin{bmatrix}x_c^L\y_c^L\\theta_c^L\end{bmatrix} = \begin{bmatrix}\cos\beta&\sin\beta&0\-\sin\beta&\cos\beta&0\0&0&1\end{bmatrix}\begin{bmatrix}x_l^