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龙图腾网恭喜浙江大学申请的专利一种基于模型预测控制的紧急避障路径规划及控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115185179B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210733939.3，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权一种基于模型预测控制的紧急避障路径规划及控制方法是由谢磊;多然;胡铖;周肖铃设计研发完成，并于2022-06-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于模型预测控制的紧急避障路径规划及控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于模型预测控制的紧急避障路径规划及控制方法，包括决策部分、路径规划部分和跟踪控制部分，具体如下：决策部分：当车辆高速运行过程中检测到障碍物且判断无法通过常规转弯进行避障时，做出进行漂移避障的决策；路径规划部分：在得到进行漂移避障的决策后，根据当前车速进行前向漂移避障路径的搜索，生成漂移避障路径；其中，前向漂移避障路径的搜索基于混合路径搜索和优化路径搜索的方法；跟踪控制部分：基于线性化的车辆动力学模型，采用以漂移时的平衡点为状态量的模型预测控制器对生成的漂移避障路径进行跟踪。利用本发明，可以在高速运行的车辆面对突然出现的障碍物时能够进行有效的避障。

本发明授权一种基于模型预测控制的紧急避障路径规划及控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于模型预测控制的紧急避障路径规划及控制方法，其特征在于，包括决策部分、路径规划部分和跟踪控制部分，具体如下：决策部分：当车辆高速运行过程中检测到障碍物且判断无法通过常规转弯进行避障时，做出进行漂移避障的决策；路径规划部分：在得到进行漂移避障的决策后，根据当前车速进行前向漂移避障路径的搜索，生成漂移避障路径；其中，前向漂移避障路径的搜索基于混合路径搜索和优化路径搜索的方法；混合路径搜索和优化路径搜索的方法利用前轮转角进行基于车辆动力学的前向路径搜索；对于每个前轮转角搜索点，都进行一个基于优化问题的搜索权重计算，结合每个搜索点的权重，选择权重最大的搜索点作为前向路径规划的搜索点，并经过每一点的前向输出优化，计算出每一时刻的系统模型状态以及输入值，作为跟踪控制部分中模型预测控制器每一时刻的系统模型状态以及输入的参考；跟踪控制部分：基于线性化的车辆动力学模型，采用以漂移时的平衡点为状态量的模型预测控制器对生成的漂移避障路径进行跟踪；模型预测控制器采用模型预测控制框架，模型预测控制框架中的模型采用动力学的线性离散模型，通过动力学方程线性化以及离散化获得：Δxk+1＝AΔxk+BΔuk式中，xk为系统状态量，uk为系统输入量，线性化的方式采用泰勒展开的方式，离散化的方式采用前向欧拉的方法；为了对规划路径进行跟踪，选取状态量x＝[e,Δφ,V,β,r]T，输入量u＝[δ,Fxr]T，e为车辆当前位置距离参考路径的横向误差，Δφ为当前航向角与期望航向角之间的偏差，V为车身质心速度，β为质心侧偏角，r为车身横摆角速度；输入量δ为前轮转角，Fxr为后轮驱动力；系统矩阵A和输入矩阵B由以下方式获得 上述矩阵中，m＝2，n＝5，y1,y2,…,yn为以下等式： a和b分别为车辆质心到前轮和后轮距离，Fyf和Fyr分别为车辆前轮和后轮的侧向力；m为车辆质量，Iz为车辆的绕Z轴的转动惯量；提出系统模型之后，需要构建模型预测控制器的优化问题，并以求解QP问题的形式求解优化问题，模型预测控制器优化问题需要优化k～k+Np-1时刻的模型输入，优化函数为下列表达式： s.t.Δxk+1＝AΔxk+BΔukΔumib≤Δuk≤Δumaxxk为k时刻模型的输入量x＝[e,Δφ,V,β,r]T,xeq为漂移过程模型状态量平衡点的值，uk为k时刻模型输入量u＝[δ,Fxr]T的值，Δumin和Δumax为k时刻和k-1时刻的输入量偏差的允许最小值和最大值，A和B分别为跟踪控制过程的车辆动力学模型线性化+离散化之后得到的系统矩阵以及输入矩阵。

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