01
横向控制概述
什么是横向控制 · 在自动驾驶中的角色 · 与纵向控制的区别 · 课程架构与学习路径
入门概览
02
车辆运动学模型
自行车模型 · 车辆坐标系 · 运动学方程 · 前轮/后轮转向区别
运动学基础
03
车辆动力学模型
轮胎侧偏特性 · 侧偏刚度 · 二自由度模型 · 状态空间方程
动力学核心
04
PID控制基础
比例·积分·微分 · 参数整定 · 数字PID · 抗积分饱和
控制经典
05
纯跟踪控制
几何路径跟踪 · 前视距离选择 · 算法实现 · 优缺点分析
几何跟踪
06
Stanley控制
Stanley方法 · 横向/航向误差 · 非线性反馈 · 与纯跟踪对比
非线性反馈
07
LQR控制理论
线性二次型调节器 · 代价函数 · Riccati方程 · 横向应用
最优LQR
08
MPC控制入门
模型预测思想 · 预测/控制时域 · 滚动优化 · 约束处理
MPC进阶
09
线性MPC实现
线性时变模型 · MPC→QP · OSQP求解器 · 代码实现
线性QP
10
非线性MPC
非线性车辆模型 · NMPC求解 · 实时性挑战 · 工程折中
NMPC实时
11
路径跟踪误差分析
横向误差 · 航向误差 · 曲率误差 · 误差动力学模型
误差分析
12
参考路径表示
路径点序列 · 样条曲线 · 多项式拟合 · Frenet坐标系
路径表示
13
Frenet坐标系
Frenet坐标定义 · 笛卡尔转换 · s-l坐标系运动学
Frenet坐标
14
横向控制中的时滞问题
传感器/执行器延迟 · Smith预估器 · 延迟补偿方法
时滞补偿
15
状态估计基础
卡尔曼滤波 · EKF · UKF · 车辆状态估计
估计滤波
16
传感器融合
GPS/IMU融合 · 轮速编码器 · 视觉/激光雷达 · 松/紧耦合
融合定位
17
横向控制中的鲁棒性
参数不确定性 · 扰动抑制 · H∞控制 · 滑模控制
鲁棒滑模
18
自适应控制
增益调度 · 模型参考自适应 · 自校正 · 横向应用
自适应调度
19
学习型控制
基于学习的MPC · 模仿学习 · 强化学习探索
学习RL
20
纵横向耦合控制
解耦控制 · 协同控制 · 速度对横向稳定性影响
耦合协同
21
高速场景横向控制
高速动力学变化 · 稳定性边界 · 紧急避障控制
高速避障
22
低速场景横向控制
泊车 · 掉头 · 阿克曼转向几何 · 低速路径规划
低速泊车
23
弯道与连续弯道控制
弯道速度规划 · 曲率自适应 · 入弯出弯策略
弯道策略
24
变道与超车控制
变道轨迹规划 · 横向控制策略 · 安全距离/时间窗
变道超车
25
硬件在环仿真
Simulink/CarSim联合 · ROS仿真 · 真实车辆接口
HIL仿真
26
横向控制评价指标
跟踪精度 · 舒适性 · 稳定性 · ISO标准
评价标准
27
实车调试经验
标定流程 · 参数调优 · 常见问题排查 · 数据记录分析
调试实战
28
故障诊断与安全
执行器/传感器故障 · 降级控制 · 功能安全
安全诊断
29
前沿趋势
端到端横向控制 · 大模型应用 · 车路协同横向控制
前沿AI
30
综合项目实战
从零搭建横向控制系统 · 代码架构 · 仿真验证 · 实车测试
项目实战