【制御工学】ビークル制御part 2 [経路追従制御]（制御理論#18）

経路追従は自動運転に必要な要素技術の一つであり、制御工学分野では、１９９０年に東工大の三平教授らによって研究が進められています。ここでは、制御工学的手法を利用した経路追従制御について説明します。２０１５年前後にセンシング分野の発展等に伴ってメーカー等による自動運転の開発ブームがありましたが、制御的に必要な基礎要素技術は２０１０年より前は一定の成果が出ています。
自動運転に必要な要素技術の一つに定められた目標経路への追従があります。基本的な動作は制御理論で実装する必要があり、経路に厳密に一致して走行するためには、詳細のモデル化が必要になります。
ここでは、非線形フィードバックを用いた目標経路への自動車の経路追従制御をアニメーションを用いて紹介します。
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#自動運転 #自動車 #トラッキング
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[@doyukoyo]

最初の経路の設定ってどうするんですか？

[@ControlEngineeringChannel]

経路は与えられているものとし、経路長の関数として設定します。具体的には、ある基準点（位置、向き）を与え、そこから曲率を経路長を引数とした関数で与えることで目標経路を定めています。関連するmatlabのm-fileなどは公開しています。

[@bathoil8623]

動画を拝見させて頂いたところ，車両には運動学モデルではなく，動力学モデルを使用していると思います。ここで目標値に関して横軸に時間tではなく，座標xを用いていますが，そのようなことは可能なのでしょうか？

[@ControlEngineeringChannel]

質問ありがとうございます。結論を先に言うと可能です。具体的には、経路の道のりs_rを状態量として与えて、時間軸状態制御という手法を使ってs_rに関する状態方程式に置き換えてから経路追従則を求めています。www.jstage.jst.go.jp/article/sicetr1965/44/7/44_566/_pdf/-char/ja