基于MATLAB的车辆智能跟踪与路径仿真系统

资 源 简 介

本项目使用MATLAB开发智能车辆跟踪仿真系统，模拟前车的匀速、加减速及转弯行为，后车通过控制算法实时跟踪前车轨迹，验证路径规划和自主控制策略。

详 情 说 明

基于MATLAB的车辆智能跟踪与路径仿真系统

项目介绍

本项目是一个用于模拟车辆智能跟踪场景的MATLAB仿真系统。系统构建了一个包含领航车（前车）与跟随车（后车）的模拟环境。前车可执行多种预设运动模式，包括匀速直线行驶、加速/减速以及转弯。后车则基于先进的控制算法，根据前车的实时状态信息进行自主跟踪控制。该系统旨在为车辆跟踪算法的开发、测试与性能评估提供一个可视化的研究平台，支持轨迹显示、参数调整和量化分析。

功能特性

• 多模式前车运动：前车支持匀速、匀加速/减速、定转弯半径等多种运动轨迹生成。
• 智能跟踪控制：后车集成PID控制与模型预测控制（MPC）算法，实现精准的路径跟踪。
• 实时动态可视化：仿真过程中实时更新并显示双车运动轨迹，生成跟踪过程动画。
• 全面性能分析：系统自动计算并绘制位置、速度等跟踪误差曲线，提供平均误差等关键性能指标。
• 灵活参数配置：用户可灵活设置车辆初始状态、控制参数及仿真环境参数。

使用方法

1. 参数设置：在运行主脚本前，于相应的参数设置区域修改仿真参数。包括：

* 前/后车的初始位置、速度。 * 前车的加速度、转向指令。 * 后车的控制器参数（如PID增益或MPC权重矩阵）。 * 仿真的总时长与采样时间。

1. 运行仿真：执行主脚本，系统将开始计算并模拟车辆运动。
2. 结果查看：仿真结束后，系统将自动：

* 播放车辆运动的动态动画。 * 显示前车与后车的运动轨迹对比图。 * 绘制跟踪误差随时间变化的曲线图。 * 在命令窗口输出性能评估结果。

系统要求

• 操作系统：Windows / macOS / Linux
• 软件环境：MATLAB R2018b 或更高版本
• 必要工具箱：优化工具箱（若使用MPC控制算法）

文件说明

主程序文件整合了本系统的所有核心功能。它首先根据用户输入初始化仿真环境与车辆模型参数，随后进入主循环，在每个时间步长内依据运动学模型更新前车状态，并调用所选择的控制算法计算后车所需的控制指令以确保其跟踪前车。同时，该文件负责处理仿真数据的实时记录与存储，并在仿真结束后驱动图形化界面的生成，包括绘制运动轨迹、误差分析图表以及创建动态演示动画，最终完成对系统跟踪性能的综合评估与输出。