Lateral Control Techniques for Autonomous Vehicles

Abstract

This project explores different lateral control strategies for path tracking in autonomous vehicles. The controllers are designed and simulated using MATLAB and then evalu- ated based on performance metrics. Subsequently, they undergo a series of tests in a more robust and realistic simulator. Finally, the controllers are tested in real vehicles to compare their performance and simulation fidelity. The results for the MATLAB simulator demonstrate a precision of XXcm in the position of the simulated vehicle compared to the real vehicle. Additionally, the path-curvature-based Pure Pursuit method shows a potential improvement of [...] (Section removed due to confidentiality). The Model Pre- dictive Control (MPC) exhibits robustness to steering calibration errors, measurement noise, and velocity variation in MATLAB simulations. However, its accuracy [...] (Section removed due to confidentiality)in the more realistic simulator, highlighting implementa- tion issues due to computational costs. Consequently, MPC was not tested in the real vehicle due to time constraints related to embedding the solver toolbox into the vehicle. Overall, this project contributes to the field of lateral control in EasyMile autonomous vehicles, potentially enabling higher velocity operations without sacrificing path-tracking precision.

Este projeto explora diferentes estratégias de controle lateral para seguimento de rota em veículos autônomos. Os controladores são primeiramente projetados e simulados usando o MATLAB e, em seguida, avaliados com base em métricas de desempenho. Posteriormente, eles passam por uma série de testes em um simulador mais robusto e realista. Por fim, os controladores são testados em veículos reais para comparar seu desempenho e a fidelidade da simulação. Os resultados do simulador MATLAB demonstram uma precisão de XX cm na posição do veículo simulado em compara- ção com o veículo real. Além disso, o método Pure Pursuit baseado na curvatura da trajetória mostra uma melhoria potencial [...] (Trecho removido devido à confidencia- lidade). O MPC (Model Predictive Control, controle preditivo de modelo) apresenta robustez aos erros de calibração da direção, ruído de medição e variação de velo- cidade nas simulações do MATLAB. No entanto, sua precisão [...] (Trecho removido devido à confidencialidade) no simulador mais realista, destacando os problemas de implementação devido aos custos computacionais. Consequentemente, o MPC não foi testado no veículo real devido a restrições de tempo relacionadas à incorporação da biblioteca no veículo. De modo geral, este projeto contribui para o campo do controle lateral em veículos autônomos da EasyMile, possibilitando, potencialmente, operações de velocidade mais alta sem sacrificar a precisão do seguimento de trajetória.