Simone路径跟踪与轨迹跟踪的区别是什么？
的有关信息介绍如下：
在无人车的跟踪控制问题中，以下几个概念常常容易混淆：
1）路径跟随（Path Following）2）轨迹跟踪（Trajectory Tracking）3）路径跟踪（Path Tracking）4）点位运动/点调节/点镇定（Point-to-Point Motion/Set-point Regulation/Pose Stabilization）
以下阐述均以运动学模型且抓地良好的情况为例，即控制量为车体线速度和角速度，车轮无侧滑、无打滑。
路径跟随是控制无人车沿着给定路径走，该路径定义在几何域上。其定义如下[1]：
给定受控微分方程 ，参考路径 , 参考速度 , 设计一个反馈控制律 ，使得方程 的解满足以下条件：对 ，存在一个 以及一个可微的 ，使得1）2）3）
可以看出， 和 都是定义在几何域而非时间域上的。跟随过程中选取的目标点是通过几何关系确定的路径上某点，通过横向控制使车体趋近该点。纵向控制无需计算，参考线速度为离线给定或根据实时曲率确定，直接下发。路径跟随最终的效果是，无人车以给定的速度，贴着给定路径行驶。
以上是路径跟随的严格定义，其目标点的取法是沿着参考路径遍历实际行驶路程长度处即是。实际中目标点的找法比较宽泛，比如常见的纯追踪（Pure Pursuit）或预瞄法（Look Ahead）是在参考路径上取一点，该点在自车位置前方且相距设定距离处。
纯追踪或预瞄法的缺点是：（1）当偏差大于预瞄距离时无解；（2）跟踪曲线时有稳态误差，曲率越大，残差越大；（3）预瞄距离的选择是个问题，预瞄太远过平滑，预瞄太近不稳定，速度越高越不稳定。
Stanley控制器[1]也属此类，这是一种前轮位置反馈方法，以2005年DARPA无人车挑战赛（DARPA Grand Challenge）的冠军车辆Stanley而得名。其目标点的取法是从前轮向参考路径做垂线取垂足。
另外有种后轮位置反馈的方法也属此类[1]，其目标点的取法是从后轮向参考路径做垂线取垂足。
二、轨迹跟踪（Trajectory Tracking）
轨迹跟踪是控制无人车沿着给定轨迹走，该轨迹定义在时间域上。 其定义如下[1]：
给定受控微分方程 ，参考路径 , 设计反馈控制律 ，使得方程 的解满足以下条件：对 ，存在一个 ，使得1）2）
可以看出， 定义在时间域上，因此 也无需显性给定，将 求导便是。跟踪过程中选取的目标点是由当前时刻的时标确定的，需要同时控制无人车的横向和纵向，以趋近该目标点。轨迹跟踪最终的效果是，无人车贴着给定轨迹行驶，并且所用时长趋近参考轨迹的时长，卡的是时间。控制方法有基于Lyapunov理论的方法、时变反步法、输出反馈线性化等。
三、路径跟踪（Path Tracking）
路径跟踪出现频率相对不多，其效果与轨迹跟踪相近，也是“卡时间”。可这样记，凡是跟踪（Tracking）都是时间域的行为。不同之处在于，轨迹（Trajectory）一般是由本车或模拟本车行驶生成的、可以直接用于跟踪的轨迹，其几何与时间约束直接符合本车的运动学和动力学特性，而路径（Path）的意思则较为宽泛，可以是人为输入的路点（Way Points）、折线、样条等[2]。
点位运动或者点调节、点镇定，是指通过控制使无人车趋近并保持在某个位姿[2]。文献[3]中有一个点镇定控制器的设计描述。
为什么这里将它与几种跟踪任务放在一起比较呢，因为在实际中我也见过用点镇定来做跟踪控制。具体做法是，路径由点列组成，将前方距离最近的一点设为目标点，在本车到达其邻域后切换下一个目标点。
看上去有点类似于预瞄法，但两者又存在不同：（1）点镇定是横纵向同时控制，预瞄法只做横向控制；（2）点镇定会同时约束车体抵达目标点的位置和方向（位姿），预瞄法只约束抵达位置。
据此，如果要将点镇定用于跟踪控制，有以下考虑：对于第（1）点，其影响是负面的。点镇定在追点过程中会调节线速度，每切换下一点，该调节都会重复，易造成速度波动。为了速度的平稳，可以将点列插值，加大密度。实际上，可以在每次迭代计算时，插值生成一个更新的目标点，这样线速度可维持不变。对于第（2）点，其影响是正面的。由于点镇定对抵达目标点的方向也有约束，所以选取目标点时，距离取近一些也不会像预瞄法那样不稳定。“预瞄”近一些且不影响稳定性是很有利的，可使无人车更贴合路径，“预瞄”远的话横向误差会很大。
个人笔记整理，疏漏处请指正。
[1] Paden, Brian, et al. "A survey of motion planning and control techniques for self-driving urban vehicles." IEEE Transactions on intelligent vehicles 1.1 (2016): 33-55.[2] Do, Khac Duc, and Jie Pan. Control of ships and underwater vehicles: design for underactuated and nonlinear marine systems. Vol. 1. London: Springer, 2009.[3] Siegwart, Roland, Illah Reza Nourbakhsh, and Davide Scaramuzza. Introduction to autonomous mobile robots. MIT press, 2011.
