基于横摆角速度的车辆高速循迹控制方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种基于横摆角速度的车辆高速循迹控制方法及装置，其中，方法包括：获取车辆当前的实际速度、实际横摆角速度和当前所处位置的实际路面曲率；根据实际速度和实际路面曲率计算车辆的期望横摆角速度，并根据期望横摆角速度和实际横摆角速度计算车辆的横摆角速度偏差修正角度；根据横摆角速度偏差修正角度确定车辆的转角调整策略，并控制车辆执行转角调整策略，以减小车辆的横向偏移。由此，直接以车辆的横摆角速度作为系统的输入之一，计算循迹控制过程中的车轮转角，以此来减小车辆控制过程中的横向偏差，降低蛇行运动的频率和幅度，帮助车辆取得良好的控制效果。帮助车辆取得良好的控制效果。帮助车辆取得良好的控制效果。

【技术实现步骤摘要】
基于横摆角速度的车辆高速循迹控制方法及装置


[0001]本申请涉及自动驾驶
，特别涉及一种基于横摆角速度的车辆高速循迹控制方法及装置。

技术介绍

[0002]科学技术的进步使汽车往智能化方向发展。自动驾驶技术是物联网、人工智能等新一代技术与汽车工业融合的产物。路径规划、环境感知与轨迹跟踪控制技术是自动驾驶领域的核心技术。这些技术协同作用保证自动驾驶汽车能够节能、舒适与高效地完成自动驾驶。轨迹跟踪技术是自动驾驶汽车能够精准实现运动控制的关键技术，也是自动驾驶汽车智能化的重要体现。轨迹跟踪技术除了要保证车辆轨迹跟踪的精度，还要保证车辆在轨迹跟踪时的横向稳定性。自动驾驶汽车在轨迹跟踪过程中不可避免地会进行转向与曲线行驶等操作。在这些工况中自动驾驶汽车容易偏离预定的轨迹，甚至引发甩尾、侧翻等严重的交通事故。另一方面，自动驾驶汽车由于自身轨迹跟踪控制算法的问题会导致误差积累，如果不对其进行横向控制汽车会逐渐偏离行驶轨迹。
[0003]目前传统的横向稳定性控制大多使用PID(Proportional Integral Derivative)控制，该方法针对不同车型和工况需要调整控制参数，以提高系统的鲁棒性与控制效果，工作人员在进行参数标定时负担较大。目前也有较多研究使用LQR(Linear Quadratic Regulator，线性二次型调节器)和MPC(Model Predictive Control，模型预测控制)等控制方法，但这些方法都需要建立精确的模型对自动驾驶汽车运动参数进行控制。汽车作为一个复杂程度高的非线性控制系统，在实际应用中直接对该系统设计控制器较为困难，因此在对控制模型进行工程应用时需要进行简化。这一简化过程会使模型的精度受到影响。此外自动驾驶汽车在控制过程中，环境与行驶参数在不断变换，使得最优控制在实际中无法达到最优。相关技术在获取到车辆在行驶状态时的横摆角速度后，利用偏差补偿值对横摆角速度进行修正得到修正横摆角速度，根据修正横摆角速度进行车辆的横向控制。相关技术提出了一种车辆的控制方法以及装置。通过将实际的方向盘转角与速度输入到车辆的动力学模型，以获得预测横摆角速度与横摆角差值，进而修正方向盘的目标转角。
[0004]相关技术的方法在一定程度上能够提高车辆循迹的稳定性，但是模型都较为复杂，在实际应用中效果较差。上述方法基本都需要以连续的车辆偏差作为输入来进行控制，当车辆输入离散时，车辆的横向控制灵敏度降低。当系统存在严重响应延时和路面干扰时，传统的控制算法会带来较大的控制响应延时，使车辆在预定的轨迹上蛇行运动。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种基于横摆角速度的车辆高速循迹控制方法及装置，以车辆的横摆角速度直接作为控制系统的输入，控制系统根据该横摆角速度调整方向盘转角，以抑制车辆在循迹过程中的蛇行运动。
[0006]本申请第一方面实施例提供一种基于横摆角速度的车辆高速循迹控制方法，包括
以下步骤：获取车辆当前的实际速度、实际横摆角速度和当前所处位置的实际路面曲率；根据所述实际速度和所述实际路面曲率计算所述车辆的期望横摆角速度，并根据所述期望横摆角速度和所述实际横摆角速度计算所述车辆的横摆角速度偏差修正角度；根据所述横摆角速度偏差修正角度确定所述车辆的转角调整策略，并控制所述车辆执行所述转角调整策略。
[0007]可选地，在本申请的一个实施例中，所述根据所述实际速度和所述实际路面曲率计算所述车辆的期望横摆角速度的公式为：
[0008]Yaw
Ref
＝V
×
Cuv
[0009]其中，V为实际车速，Cuv为实际路面曲率，Yaw
Ref
为期望横摆角速度；
[0010]根据所述期望横摆角速度和所述实际横摆角速度计算所述车辆的横摆角速度偏差修正角度的公式为：
[0011]δ
IMU
＝(Yaw
Real
‑
Yaw
Ref
)
×
K
IMU
[0012]其中，δ
IMU
为横摆角速度偏差修正角度，Yaw
Real
为实际横摆角速度，K
IMU
为惯导抑制系数。
[0013]可选地，在本申请的一个实施例中，获取所述车辆当前的实际横摆角速度包括：通过传感器获取所述车辆的实际横摆角速度。
[0014]可选地，在本申请的一个实施例中，获取所述车辆的当前所处位置的实际路面曲率包括：
[0015]根据所述车辆行驶轨迹生成数字轨道地图，并在所述数字轨道地图的每个位置点设置电磁标记；根据所述车辆的当前位置和所处位置的电磁标记计算当前所处位置的所述实际路面曲率。
[0016]可选地，在本申请的一个实施例中，所述车辆的转角调整策略包括：方向盘转动转角的大小及其转动方向和转向电机输出扭矩的大小。
[0017]本申请第二方面实施例提供一种基于横摆角速度的车辆高速循迹控制装置，包括：感知模块，用于获取车辆当前的实际速度、实际横摆角速度和当前所处位置的实际路面曲率；数据处理模块，用于根据所述实际速度和所述实际路面曲率计算所述车辆的期望横摆角速度，并根据所述期望横摆角速度和所述实际横摆角速度计算所述车辆的横摆角速度偏差修正角度；执行模块，用于根据所述横摆角速度偏差修正角度确定所述车辆的转角调整策略，并控制所述车辆执行所述转角调整策略。
[0018]可选地，在本申请的一个实施例中，所述感知模块，包括：生成单元，用于根据所述车辆行驶轨迹生成数字轨道地图，并在所述数字轨道地图的每个位置点设置电磁标记；计算单元，用于根据所述车辆的当前位置和所处位置的电磁标记计算当前所处位置的所述实际路面曲率。
[0019]可选地，在本申请的一个实施例中，所述车辆的转角调整策略包括：方向盘转动转角的大小及其转动方向和转向电机输出扭矩的大小。
[0020]本申请第三方面实施例提供一种车辆，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以执行如上述实施例所述的基于横摆角速度的车辆高速循迹控制方法。
[0021]本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，
该程序被处理器执行，以执行如上述实施例所述的基于横摆角速度的车辆高速循迹控制方法。
[0022]本申请实施例的基于横摆角速度的车辆高速循迹控制方法、装置、车辆及存储介质，以车辆的实际横摆角速度作为输入，根据基于预期轨迹获取的期望横摆角速度，计算横摆角速度偏差修正角度并确定车辆转向角度的大小。根据期望横摆角速度与实际横摆角速度的偏差实时调整方向盘转角以抑制车辆蛇形震荡，进而提高车辆循迹控制的稳定性，保证车辆轨迹跟踪的精度。由此，直接以横摆角速度作为输入，能够更快地抑制车辆振荡，减小车辆横向偏移，解决车辆转向系统迟滞带来的横向蛇行振荡问题。
[0023]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于横摆角速度的车辆高速循迹控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取车辆当前的实际速度、实际横摆角速度和当前所处位置的实际路面曲率；根据所述实际速度和所述实际路面曲率计算所述车辆的期望横摆角速度，并根据所述期望横摆角速度和所述实际横摆角速度计算所述车辆的横摆角速度偏差修正角度；根据所述横摆角速度偏差修正角度确定所述车辆的转角调整策略，并控制所述车辆执行所述转角调整策略。2.根据权利要求1所述的方法，根据所述实际速度和所述实际路面曲率计算所述车辆的期望横摆角速度的公式为：Yaw
Ref
＝V
×
Cuv其中，V为实际车速，Cuv为实际路面曲率，Yaw
Ref
为期望横摆角速度；根据所述期望横摆角速度和所述实际横摆角速度计算所述车辆的横摆角速度偏差修正角度的公式为：δ
IMU
＝(Yaw
Real
‑
Yaw
Ref
)
×
K
IMU
其中，δ
IMU
为横摆角速度偏差修正角度，Yaw
Real
为实际横摆角速度，K
IMU
为惯导抑制系数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述车辆当前的实际横摆角速度包括：通过传感器获取所述车辆的实际横摆角速度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述车辆的当前所处位置的实际路面曲率包括：根据所述车辆行驶轨迹生成数字轨道地图，并在所述数字轨道地图的每个位置点设置电磁标记；根据所述车辆的当前位置和所处位...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文军，孙兆聪，刘思宇，王慷，王硕，奉嘉明，
申请(专利权)人：双自科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：