基于模型預(yù)測(cè)控制的路徑跟蹤方法在車輛控制領(lǐng)域中顯示出了潛在的應(yīng)用前景。與傳統(tǒng)的控制方法相比，模型預(yù)測(cè)控制可以在預(yù)測(cè)時(shí)域內(nèi)指定多個(gè)預(yù)瞄點(diǎn)，并且可以融入物理約束，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛行駛路徑的穩(wěn)定控制。然而，模型預(yù)測(cè)控制的性能受到車輛動(dòng)力學(xué)模型的影響。非線性動(dòng)力學(xué)模型可以更好地預(yù)測(cè)車輛狀態(tài)，并考慮安全和驅(qū)動(dòng)約束，相對(duì)于線性模型預(yù)測(cè)控制具有更好的跟蹤和鎮(zhèn)定性能。

然而，采用非線性動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行模型預(yù)測(cè)控制引入了一個(gè)涉及計(jì)算問題的約束非線性優(yōu)化問題，尤其是在較高驅(qū)動(dòng)速度下。此外，選擇預(yù)測(cè)時(shí)域和權(quán)重仍然是具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。為了降低計(jì)算代價(jià)，一些公式如顯式模型預(yù)測(cè)控制和切換模型預(yù)測(cè)控制被提出。這些方法在一定程度上減少了計(jì)算復(fù)雜性，但仍需要進(jìn)一步的驗(yàn)證和研究。

另一方面，前饋-反饋控制架構(gòu)已被證明是一種有效的設(shè)計(jì)方法，可以在保持魯棒穩(wěn)定裕度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)精確的路徑跟蹤。前饋控制律通過路徑曲率生成穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向角，反饋算法通過橫向路徑偏差和航向偏差計(jì)算補(bǔ)償后的轉(zhuǎn)向角。然而，前饋控制方法需要合適的模型。傳統(tǒng)的基于物理的車輛動(dòng)力學(xué)模型具有直觀性，但需要明確的參數(shù)化表示和大量的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，這是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

近年來，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)建模方法在車輛系統(tǒng)中得到成功應(yīng)用。這些方法通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的通用函數(shù)逼近特性和"無模型"結(jié)構(gòu)，能夠?qū)W習(xí)非線性車輛動(dòng)力學(xué)行為。例如，Nathan等人提出了一個(gè)兩層的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過實(shí)驗(yàn)車輛數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)非線性車輛動(dòng)力學(xué)行為，并通過求解非線性優(yōu)化問題生成前饋轉(zhuǎn)向和側(cè)滑指令。同時(shí)，將穩(wěn)態(tài)側(cè)偏角納入反饋控制器以提高穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)證明，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的路徑跟蹤方法在測(cè)試路徑上表現(xiàn)出比基于物理模型更好的跟蹤性能，為基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的路徑跟蹤方法提供了良好的指導(dǎo)。

然而，基于離線訓(xùn)練的前饋分量神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在一些限制。由于離線采集的數(shù)據(jù)無法覆蓋所有車輛的駕駛場(chǎng)景，學(xué)習(xí)到的模型的泛化性有限。因此，設(shè)計(jì)一種基于在線學(xué)習(xí)的前饋方法，能夠?qū)崟r(shí)捕捉車輛非線性行為的精度和性能，并具有較高的計(jì)算效率，是一個(gè)值得探索的方向。

綜上所述，模型預(yù)測(cè)控制和前饋-反饋控制是路徑跟蹤問題中常用的方法。模型預(yù)測(cè)控制通過預(yù)測(cè)時(shí)域內(nèi)指定的預(yù)瞄點(diǎn)和融入物理約束，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛行駛路徑的穩(wěn)定控制。前饋-反饋控制通過路徑曲率和橫向路徑偏差、航向偏差計(jì)算轉(zhuǎn)向角，實(shí)現(xiàn)精確的路徑跟蹤。基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)建模方法在車輛系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，但離線訓(xùn)練的前饋分量神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在泛化性限制。因此，基于在線學(xué)習(xí)的前饋方法是未來研究的一個(gè)方向，旨在實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)捕捉車輛非線性行為的精確路徑跟蹤，并具有高計(jì)算效率。這些方法的發(fā)展和應(yīng)用將進(jìn)一步推動(dòng)自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用。