控制算法系列 纯跟踪控制

纯跟踪算法(Pure Pursuit)是一种传统且经典的车辆横向运动控制算法,其基本思想是在每个控制周期,通过前方目标轨迹上的一个点,指导当前方向盘的动作,使车辆车产生向目标点的运动。

纯跟踪算法重要的参数在于前视距离系数,一般而言,其前视距离与速度正相关。
以下图为例,跟踪目标为蓝色轨迹,车辆初始位置为绿色圆点。恒定跟踪速度2m/s。

前视距离系数 最大横向误差[m] 最大航向误差 [rad]
0.5 0.71 0. 61
1.0 0.11 0.07
1.5 0.16 0.087
2.0 0.21 0.085

由以上示例可以看出,纯跟踪算法收到前视距离的影响很大。
在实际应用过程中,除了跟踪数据调整预瞄系数,其还和轨迹类型强相关。

总结一下纯跟踪的一些特点:
(1)要求轨迹多帧连续性好,因预瞄的特性无法对变化轨迹(尤其是预瞄距离内)进行响应;
(2)要求轨迹性能稳定,因为标定系数是按照轨迹性能进行标定的,如果轨迹性能变化,可能导致车辆转弯内切等现象;

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