摘要：本文主要研究应用于 FSAE 无人驾驶方程式赛车的路径规划和运动控制系统，分析 其可行性及稳定性。首先，通过广泛查阅文献，了解无人驾驶系统的基本原理及构造，了 解当前主流的系统解决方案和赛事规则，并且结合本课题研究对象和应用环境设计针对 性的基本方案。然后，利用 MATLAB 中的 Simulink 模块和车辆动力学仿真软件 Carsim 设计分析路径规划的基本算法并加以比较，探索满足实时性的最优方案。最后，设计可靠 的运动控制器，验证其轨迹跟踪的可行性和稳定性。 

关键词 无人驾驶  路径规划  运动控制   

毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title  Path Planning and Control System Design for Autonomous Racing Car                                               

Abstract：This paper mainly studies the path planning and trajectory tracking system for autonomous racing cars of FSAE, and analyzes its feasibility and stability. First of all, it’s necessary to understand the basic principles and structure of autonomous system and the current mainstream system solutions through an extensive literature review, and a general targeted scheme is designed in consideration of the subject of research and application environment. Then, the Simulink module in MATLAB and the vehicle dynamics simulation software Carsim are used to design and compare different algorithms of path planning to explore the optimal real-time scheme. Finally, a reliable motion controller is designed to verify the system’s feasibility and stability. 

Keywords  Autonomous Vehicle  Vehicle Modeling  Path Planning  Motion Control 

本科毕业设计说明书 第 I 页

目 次

1 绪论 1

1.1 无人驾驶车辆研究背景及意义 1

1.2 无人驾驶车辆国内外研究现状 1

1.2.1 国外研究现状 1

1.2.2 国内研究现状 3

1.3 无人驾驶赛车发展简介 3

1.4 本课题的研究内容 4

2 无人驾驶系统的体系架构 5

2.1 体系架构的研究概述 5

2.2 无人驾驶赛车控制体系结构 6

2.2.1 无人驾驶车辆的控制框图 6

2.2.2 无人驾驶车辆的硬件组成 7

2.3 本章小结 9

3 FSAE 赛车动力学系统建模 10

3.1 Carsim 软件建模概述 10

3.2 车辆动力学模型的建立 11

3.2.1