自动驾驶技术是汽车产业发展中的重要阶段,提高行驶安全性一直是自动驾驶车辆追求的首要目标,避障系统作为体现自动驾驶系统行驶安全性的核心环节,是实现这一基本要求的重要保障。当自动驾驶车辆检测到障碍物时,会根据检测到的信息选择最优的避障方法,结合交通环境规划出一条最优轨迹以规避障碍物。运动控制系统根据规划的轨迹,产生制动、转向等操作,灵活控制车辆行为,实现避障目标。所以轨迹规划和车辆运动控制是自动驾驶系统避障功能的重要实现模块。基于此,本文针对自动驾驶车辆的避障控制问题,对避障轨迹规划与跟踪控制展开了研究,并通过仿真平台对算法性能进行了验证分析。自动驾驶车辆的运动规划与控制需要通过对车辆运动学和动力学系统的控制来实现,针对本文研究的避障控制问题,建立车辆运动学与动力学建模。运动学是从几何的角度研究物体运动的规律,在轨迹规划算法中应用运动学模型,可以使规划出的轨迹切实可行,满足运动学几何约束。为了进一步考虑车辆纵横方向上的操纵稳定性等动力学问题,建立考虑纵向、侧向和横摆三个自由度的车辆动力学模型。采用数学公式的手段对模型进行描述便于对其进行理论研究和系统分析,为后续开展的规划与跟踪研究奠定基础。自动驾驶车辆的避障问题可以归结为满足一系列约束条件的同时最优化某一性能指标的连续最优控制问题。高斯伪谱法采用一系列的数值近似技术将该连续的最优控制问题转化为一个离散的非线性规划问题,通过对非线性规划问题的数值求解,得到满足各种约束条件的同时使得性能指标最优的状态变量轨迹。考虑到自动驾驶车辆的跟踪控制是一个多目标和多约束的优化问题,本文中基于模型预测控制理论对轨迹跟踪控制器进行设计。基于建立的三自由度非线性车辆动力学模型,设计轨迹跟踪控制器对期望的纵向速度与侧向位移轨迹进行跟踪控制,并在Matlab/Simulink与Car Sim平台进行联合仿真实验,验证了控制器的有效性。本文针对自动驾驶车辆主动避障的控制问题,对轨迹规划与跟踪控制展开研究,提出了对带有复杂约束的最优控制问题进行数值求解的思路,通过求解得到避障过程中的最优状态变量轨迹,并设计控制器实现对期望状态的跟踪控制。仿真结果表明:（1）规划得到的轨迹是安全可行的,能够实现规避障碍物的目标。（2）能够精准、快速地实现对车辆速度与位移的跟踪控制。本文的研究对未来自动驾驶车辆避障控制的发展具有积极的理论意义及价值。