无人车在车速较高和行驶环境较为复杂情况下对车辆的路径规划、决策以及控制的实时性要求较高。本文针对如何保证无人驾驶汽车在高速、紧急以及路面附着较差的工况下能够成功完成对突发障碍物安全稳定的规避和对目标路径的准确跟踪,同时还能够确保车辆的稳定性这一目前国内外的难题开展研究,论文的主要研究工作和创新性如下:提出了一种基于五次多项式的全局路径规划与一种基于点质量法的局部路径规划算法相结合的方法。基于五次多项式与最小安全距离模型规划出车辆的全局路径,并以局部路径的代价函数与最优评判准则对突发情况进行实时动态规划最终生成局部最优路径。最后分别在不同车速下对于动态路径规划进行了仿真分析,实验结果验证了本文提出的路径规划方法在全局路径的基础上可以实时生成局部动态轨迹,完成对突发障碍物的紧急避障。针对紧急避障情况下的轨迹跟踪效果的不足,设计了一种基于模型预测控制的轨迹跟踪控制器。建立车辆的三自由度动力学模型和轮胎模型,应用MPC的理论,对目标函数进行了求解。为了提高车辆的侧向稳定性,设置了质心侧偏角约束、侧向加速度约束、前轮偏角及其增量约束、轮胎的侧偏特性约束作为动力学约束条件。最后,应用Simulink/Carsim联合仿真平台,分别对双移线工况、蛇形工况、突发障碍物工况进行仿真验证。实验结果表明,本文设计的轨迹跟踪控制器,对于给定轨迹与突发障碍物时,都能够准确跟踪路径,所添加的约束条件对于车辆在紧急转向时的侧向稳定性也有一定的提高,验证了该轨迹跟踪控制方法在本文紧急避障系统中的适用性。提出了一种稳定性协调控制策略,以车辆二自由度模型为基础对车辆理想的质心侧偏角及横摆角速度进行了求解分析。以相平面作为稳定判据,对β-β·域相平面的稳定边界方程进行求解,然后分别对稳定域滑模控制器和非稳定域模糊控制器进行了设计,将边界方程介入控制器,在相平面的不同区域采用不同的控制方法,并通过差动制动的方法将横摆力矩合理分配到各车轮,提高车辆紧急转向时的稳定性。最后,搭建了Simulink/Carsim联合仿真平台对本文所建立的路径规划、轨迹跟踪、稳定性控制系统进行整体验证。考虑不同车速和路面附着系数,设计了多组对比实验,分别对所提出的全局路径稳定性系统、突发障碍物稳定性系统进行了仿真分析。实验结果表明,在高速、紧急、突发障碍物等极限工况下,本文所设计的无人车辆紧急避障稳定性控制系统,能够有效的提高车辆的轨迹跟踪性能与车辆在紧急避障时的稳定性和安全性,实现预期的功能。