汽车控制方法、底盘域控制器及智能驾驶汽车技术

本申请提供一种汽车控制方法、底盘域控制器及智能驾驶汽车，方法应用于底盘域控制器，包括：获取汽车状态数据；根据汽车状态数据，确定出汽车的十五自由度动力学模型数据；获取第一运动边界，第一运动边界由外部的智驾域控制器基于驾驶道路数据确定；根据第一运动边界和十五自由度动力学模型数据，确定出汽车的第二动力边界；根据第二动力边界和预设对应关系，确定出第三执行边界，以使汽车上的执行机构根据位于第三执行边界内的汽车控制数据控制汽车的运行。这样可以在保证行车稳定条件下充分利用当前的行车环境，克服采取过于保守的控制策略的弊端。并且可以简便且精确地得到执行机构的执行量边界，缓解目前控制算法的准确性和计算资源问题。

【技术实现步骤摘要】
汽车控制方法、底盘域控制器及智能驾驶汽车
本申请涉及智能汽车
，具体而言，涉及一种汽车控制方法、底盘域控制器及智能驾驶汽车。
技术介绍
人工智能技术在汽车产业上的应用开始落地，越来越多的传感器技术、信号处理技术以及人工智能算法进入实车应用阶段。例如，摄像头视觉技术与激光雷达等传感器信息融合技术在车辆行驶环境及状态感知上的应用。为了能够更高效、精确地对车辆自身状态与行驶环境进行判断，用于计算机视觉、雷达点云等实时高维数字信号特殊计算用的硬件设备被应用于智能驾驶技术中，用以支持更多传感设备在智能汽车上的应用，以及多传感器数据的融合。例如，通过雷达滤波定位信号基于摄像头识别的车辆与道路相对位置信息进行修正，来减小车辆定位误差，避免由于误差导致的车辆位置以及速度计算错误。但目前智能驾驶算法对于驾驶工况的假设存在理想化的问题，导致适用范围受到限制，无法推广应用。而过于保守的决策假设，虽然可以保证算法决策的安全性，但是会导致车辆的实际稳定行驶区域无法充分利用，难以应对极端工况；常规的决策假设可以满足如中高附着理想道路情况下的正常驾驶，但是对于不确定交通环境(如突遇地附路面)时，只基于车辆外部信息的决策控制会导致车辆超出稳定边界。同时，由于对于车辆形式状态进行的理想化假设，导致了控制决策边界大、边界模糊等问题，因此不可避免地会导致深度学习类算法计算成本高，所需数据量大，实际拟合效果差等问题。因此，如何在尽可能保证车辆稳定运行的同时，实现对行车环境的充分利用，是本领域技术中的难题。
技术实现思路
<br>本申请实施例的目的在于提供一种汽车控制方法、底盘域控制器及智能驾驶汽车，以在尽可能保证车辆稳定运行的同时，实现对行车环境的充分利用。为了实现上述目的，本申请的实施例通过如下方式实现：第一方面，本申请实施例提供一种汽车控制方法，应用于汽车的底盘域控制器，所述方法包括：获取揭示所述汽车的运行状态的汽车状态数据；根据所述汽车状态数据，确定出所述汽车的十五自由度动力学模型数据；获取第一运动边界，其中，所述第一运动边界用于表示所述汽车在当前的驾驶环境下的理论运动边界，由外部的智驾域控制器基于驾驶道路数据确定，所述驾驶道路数据用于揭示所述汽车的行车环境；根据所述第一运动边界和所述十五自由度动力学模型数据，确定出所述汽车的第二动力边界，其中，所述第二动力边界表示所述汽车在所述第一运动边界内能够安全运行的动力状态边界；根据所述第二动力边界和预设对应关系，对所述第二动力边界进行量化，确定出第三执行边界，以使所述汽车上的执行机构根据位于所述第三执行边界内的汽车控制数据控制所述汽车的运行，其中，所述预设对应关系表示所述汽车的动力数据与所述执行机构的执行量之间的关系，所述第三执行边界表示所述执行机构的执行量边界。在本申请实施例中，通过获取第一运动边界(表示汽车在当前的驾驶环境下的理论运动边界)，结合基于汽车状态数据确定出的十五自由度动力学模型数据，可以确定出第二动力边界(汽车在第一运动边界内能够安全运行的动力状态边界)，进一步对第二动力边界进行量化以确定出第三执行边界(执行机构的执行量边界)，以使汽车上的执行机构根据位于第三执行边界内的汽车控制数据控制汽车的运行。通过这样的方式，可以在理论边界的基础上，结合汽车的实时状态，确定出更加准确的动力边界，从而在理论边界中，确定出与汽车实时且准确的状态相匹配的准确的动力边界，可以在保证行车稳定条件下充分利用当前的行车环境，克服采取过于保守的控制策略的弊端(为了安全行车而无法充分利用行车环境)。而通过第二动力边界和预设对应关系(汽车的动力数据与执行机构的执行量之间的关系)，可以简便且精确地得到执行机构的执行量边界，从而精准地控制汽车安全稳定地行驶，从而可以极大地缓解目前控制算法的准确性和计算资源问题，从而进一步保证对汽车控制的高效性和准确性。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述根据所述汽车状态数据，确定出所述汽车的十五自由度动力学模型数据，包括：根据所述汽车状态数据，生成所述汽车的十五自由度动力学模型；获取驾驶员输入数据，其中，所述驾驶员输入数据为通过所述汽车的转向盘、刹车、油门而输入的数据；根据所述汽车状态数据和所述驾驶员输入数据，对所述十五自由度动力学模型进行解析，确定出所述十五自由度动力学模型数据。在该实现方式中，通过汽车状态数据，生成汽车的十五自由度动力学模型，又结合驾驶员输入数据(通过汽车的转向盘、刹车、油门而输入的数据)，可以对模型进行准确而快速的解算，得到十五自由度动力学模型数据。这样的方式，可以准确地确定出汽车状态，从而为第二边界的确定提供和可靠的数据基础，保证边界的准确性。结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，根据所述第一运动边界和所述十五自由度动力学模型数据，确定出所述汽车的第二动力边界，包括：基于校验后的十五自由度动力学模型数据确定出所述汽车的行驶状态；获取路面条件信息和运动状态变化信息，其中，所述路面条件信息用于揭示所述汽车当前行驶的路面条件，所述运动状态变化信息揭示所述汽车的运动状态变化情况；根据所述第一运动边界、所述行驶状态、所述路面条件信息和所述运动状态变化信息，确定出第二安全区域，其中，所述第二安全区域对应所述第二动力边界，表示所述汽车在动力状态上可供规划的范围，包括最大纵向加速度、最大车速、最大侧向加速度、最大转向角、最大减速度中的一种或多种动力数据。在该实现方式中，通过对十五自由度动力学模型数据的校验，可以保证数据的可靠性和准确性，而进一步获取路面条件信息(汽车当前行驶的路面条件)和运动状态变化信息(汽车的运动状态变化情况)，结合第一运动边界，可以确定出第二安全区域(汽车在动力状态上可供规划的范围，例如最大纵向加速度、最大车速等)，从而保证第二边界的准确性和可靠性，也能够尽可能考虑到当前的路面条件和实时的汽车状态，进一步保证第二边界的准确性和实时性，以使汽车能够充分利用道路条件且安全可靠地行驶。结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述预设对应关系包括第一对应关系表、第二对应关系表、第三对应关系表，所述执行机构包括转向机构、制动机构、驱动机构，所述根据所述第二动力边界和预设对应关系，对所述第二动力边界进行量化，确定出第三执行边界，包括：根据所述最大转向角和所述第一对应关系表，确定出所述转向机构的最大转向盘转角，其中，所述第一对应关系表为所述汽车的转向角与所述转向机构的转向角之间的对应关系；根据所述最大纵向加速度和所述第二对应关系表，确定出所述驱动机构的最大输出扭矩，其中，所述第二对应关系表为所述汽车的加速度与所述驱动机构的输出扭矩之间的对应关系；根据所述最大减速度和所述第三对应关系表，确定出所述制动机构的最大制动压力，其中，所述第三对应关系表为所述汽车的减速度与所述制动机构的制动压力之间的对应关系，所述第三执行边界包括所述最大转向盘转角、最大输出扭矩、最大制动压力。在该实现方式中，通过预设对应关系(第一对应关系表、第二对应关系表、第三对应关系表)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车控制方法，其特征在于，应用于汽车的底盘域控制器，所述方法包括：/n获取揭示所述汽车的运行状态的汽车状态数据；/n根据所述汽车状态数据，确定出所述汽车的十五自由度动力学模型数据；/n获取第一运动边界，其中，所述第一运动边界用于表示所述汽车在当前的驾驶环境下的理论运动边界，由外部的智驾域控制器基于驾驶道路数据确定，所述驾驶道路数据用于揭示所述汽车的行车环境；/n根据所述第一运动边界和所述十五自由度动力学模型数据，确定出所述汽车的第二动力边界，其中，所述第二动力边界表示所述汽车在所述第一运动边界内能够安全运行的动力状态边界；/n根据所述第二动力边界和预设对应关系，对所述第二动力边界进行量化，确定出第三执行边界，以使所述汽车上的执行机构根据位于所述第三执行边界内的汽车控制数据控制所述汽车的运行，其中，所述预设对应关系表示所述汽车的动力数据与所述执行机构的执行量之间的关系，所述第三执行边界表示所述执行机构的执行量边界。/n

【技术特征摘要】
1.一种汽车控制方法，其特征在于，应用于汽车的底盘域控制器，所述方法包括：
获取揭示所述汽车的运行状态的汽车状态数据；
根据所述汽车状态数据，确定出所述汽车的十五自由度动力学模型数据；
获取第一运动边界，其中，所述第一运动边界用于表示所述汽车在当前的驾驶环境下的理论运动边界，由外部的智驾域控制器基于驾驶道路数据确定，所述驾驶道路数据用于揭示所述汽车的行车环境；
根据所述第一运动边界和所述十五自由度动力学模型数据，确定出所述汽车的第二动力边界，其中，所述第二动力边界表示所述汽车在所述第一运动边界内能够安全运行的动力状态边界；
根据所述第二动力边界和预设对应关系，对所述第二动力边界进行量化，确定出第三执行边界，以使所述汽车上的执行机构根据位于所述第三执行边界内的汽车控制数据控制所述汽车的运行，其中，所述预设对应关系表示所述汽车的动力数据与所述执行机构的执行量之间的关系，所述第三执行边界表示所述执行机构的执行量边界。


2.根据权利要求1所述的汽车控制方法，其特征在于，所述根据所述汽车状态数据，确定出所述汽车的十五自由度动力学模型数据，包括：
根据所述汽车状态数据，生成所述汽车的十五自由度动力学模型；
获取驾驶员输入数据，其中，所述驾驶员输入数据为通过所述汽车的转向盘、刹车、油门而输入的数据；
根据所述汽车状态数据和所述驾驶员输入数据，对所述十五自由度动力学模型进行解析，确定出所述十五自由度动力学模型数据。


3.根据权利要求1所述的汽车控制方法，其特征在于，根据所述第一运动边界和所述十五自由度动力学模型数据，确定出所述汽车的第二动力边界，包括：
基于校验后的十五自由度动力学模型数据确定出所述汽车的行驶状态；
获取路面条件信息和运动状态变化信息，其中，所述路面条件信息用于揭示所述汽车当前行驶的路面条件，所述运动状态变化信息揭示所述汽车的运动状态变化情况；
根据所述第一运动边界、所述行驶状态、所述路面条件信息和所述运动状态变化信息，确定出第二安全区域，其中，所述第二安全区域对应所述第二动力边界，表示所述汽车在动力状态上可供规划的范围，包括最大纵向加速度、最大车速、最大侧向加速度、最大转向角、最大减速度中的一种或多种动力数据。


4.根据权利要求3所述的汽车控制方法，其特征在于，所述预设对应关系包括第一对应关系表、第二对应关系表、第三对应关系表，所述执行机构包括转向机构、制动机构、驱动机构，所述根据所述第二动力边界和预设对应关系，对所述第二动力边界进行量化，确定出第三执行边界，包括：
根据所述最大转向角和所述第一对应关系表，确定出所述转向机构的最大转向盘转角，其中，所述第一对应关系表为所述汽车的转向角与所述转向机构的转向角之间的对应关系；
根据所述最大纵向加速度和所述第二对应关系表，确定出所述驱动机构的最大输出扭矩，其中，所述第二对应关系表为所述汽车的加速度与所述驱动机构的输出扭矩之间的对应关系；
根据所述最大减速度和所述第三对应关系表，确定出所述制动机构的最大制动压力，其中，所述第三对应关系表为所述汽车的减速度与所述制动机构的制动压力之间的对应关系，所述第三执行边界包括所述最大转向盘转角、最大输出扭矩、最大制动压力。


5.根据权利要求4所述的汽车控制方法，其特征在于，所述第一对应关系表包含电机力矩与电磁特性之间的关系函数和/或关系表格，在确定出所述转向机构的最大转向盘转角后，所述方法还包括：
根据所述最大转向盘转角，结合所述关系函数和/或所述关系表格，确定出所述转向机构的最大电机电流，所述第三执行边界包括所述最大电机电流。

【专利技术属性】
技术研发人员：李亮，程硕，单天石，刘子俊，袁亚东，刘哲，张禹晗，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11