基于自适应前视距离纯跟踪法的小车机器人轨迹跟踪仿真研究

何 欣林, 黄 武成, 湛 舒涵, 王 孟君, 郑 润秋
重庆工程学院

摘要


针对固定前视距离Pure Pursuit方法在曲线路径中易出现切角、参数适应性不足的问题，提出一种基于横向误差与路径曲率联合调节的自适应前视距离轨迹跟踪方法。首先建立差速小车二维运动学模型；其次在Pure Pursuit几何跟踪框架下，引入双曲正切函数对前视距离调节量进行平滑约束；最后在MATLAB中构建直线路径、圆弧路径和S型曲线路径，对固定前视与自适应前视两种方法进行对比仿真。结果表明：直线路径下两种方法性能接近，系统稳定性未受破坏；圆弧路径下，自适应前视方法平均横向误差由0.014998 m 降至0.011206 m ，稳态平均横向误差由0.010498 m 降至0.006898 m ；S型曲线路径下，平均横向误差由0.043725 m 降至0.038265 m ，稳态平均横向误差由0.028189 m 降至0.022713 m 。结果表明，该方法能够改善曲线路径场景下的跟踪精度与稳态误差表现。

关键词


小车机器人；轨迹跟踪；Pure Pursuit；自适应前视距离；差速运动学

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参考


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