题目：自动驾驶车辆的转向与速度控制研究

自动驾驶是未来汽车的发展趋势，能使驾驶员从枯燥繁琐的驾驶任务中解脱出来，从而避免人工驾驶造成的交通事故、提高道路交通的效率，且能在一定程度上缓解能源消耗和环境污染等问题。转向与速度控制是自动驾驶研究中的两项关键技术，其研究具有重要的理论意义和工程应用价值。

本文基于预瞄跟随理论和模糊自适应整定PID控制原理，设计了自动驾驶车辆路径跟随的转向控制算法。为提高车辆跟驰行驶时的安全性和舒适性，设计了一种分层控制的车辆跟驰控制系统，并采用正交实验方法整定低层PID速度控制器的参数。采用PreScan与Matlab/Simulink软件的联合仿真验证了所设计的转向与速度控制算法的有效性。将所设计的自动驾驶转向控制算法应用于半挂汽车列车，表明所提出的路径跟随控制算法也适用于牵引车的自动驾驶转向控制。

另外，基于半挂汽车列车的三自由度车辆模型，设计了高速下半挂汽车列车的半挂车主动转向LQR最优控制算法，经TruckSim与Matlab/Simulink联合仿真验证，半挂车能主动转向的车辆在横摆平面上的各项性能都有所改善。

最后，本文搭建了自动驾驶试验车平台，整体架构主要由感知、控制、执行三个层次组成，在自动驾驶试验车上搭载单目摄像头和激光雷达，配置了上、中、下三层控制器，加装了用于自动驾驶的转向与速度控制的执行机构，设计了E-STOP紧急停车方案，建立了用于自动驾驶车辆转向和速度控制算法验证的实车平台。