智能网联客车路径跟踪博弈控制方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种智能网联客车路径跟踪博弈控制方法及装置，其中，方法包括：根据智能网联客车的实际参数构造汽车系统动力学二自由度车辆模型；根据道路信息构造道路模型，并结合汽车系统动力学二自由度车辆模型和道路模型构造车

【技术实现步骤摘要】
智能网联客车路径跟踪博弈控制方法及装置


[0001]本申请涉及智能驾驶
，特别涉及一种智能网联客车路径跟踪博弈控制方法及装置。

技术介绍

[0002]相关技术中，智驾域对车辆行驶轨迹进行实时规划，并对规划轨迹进行路径跟踪控制，底盘域涵盖传动、行驶、转向和制动系统，如，智能汽车底盘，可以包括控制车辆的横纵向运动的线控驱动、线控制动和线控转向，以及线控悬架，当智能网联客车辆在高速运行过程中遇到突发情况失稳时，底盘域稳定性控制系统瞬间介入，通过单轮制动使车辆重新回到稳定状态。
[0003]然而，相关技术中由于单轮制动产生不足转向或过多转向，导致路径跟踪的控制精度降低，并且车辆状态与控制目标产生较大差距，降低了车辆的安全性和稳定性，无法满足用户的驾乘需求，亟待解决。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种智能网联客车路径跟踪博弈控制方法及装置，以解决相关技术中由于单轮制动产生不足转向或过多转向，导致路径跟踪的控制精度降低，并且车辆状态与控制目标产生较大差距，降低了车辆的安全性和稳定性，无法满足用户的驾乘需求的问题。
[0005]本申请第一方面实施例提供一种智能网联客车路径跟踪博弈控制方法，包括以下步骤：根据智能网联客车的实际参数构造汽车系统动力学二自由度车辆模型；根据道路信息构造道路模型，并结合所述汽车系统动力学二自由度车辆模型和所述道路模型构造车
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路模型；以二次型最优理论为基础，基于所述车
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路模型构建智驾域路径跟踪控制和底盘域稳定性控制的代价函数；基于所述代价函数，将智驾域路径跟踪控制和底盘域稳定性控制与斯坦克伯格闭环博弈相结合，将智驾域作为博弈的领导者，且将底盘域作为博弈的跟随者，求解最优控制策略。
[0006]可选地，在本申请的一个实施例中，所述根据智能网联客车的实际参数构造汽车系统动力学二自由度车辆模型，包括：建立以车辆前轮为输入对象的二自由度模型状态方程；将所述二自由度模型状态方程进行离散化，得到离散的车辆动力学方程。
[0007]可选地，在本申请的一个实施例中，所述根据道路信息构造道路模型，并结合所述汽车系统动力学二自由度车辆模型和所述道路模型构造车
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路模型，包括：将所述道路信息的预瞄的路径信息加入所述离散的车辆动力学方程中，以通过预瞄动态过程对转向制动共享型车辆动力学系统进行增广，得到智能网联客车多目标路径跟踪增广系统。
[0008]可选地，在本申请的一个实施例中，所述智能网联客车多目标路径跟踪增广系统为：，其中，为状态系数矩阵，为关于前轮转角的参数标记符号，为当前第时
刻，为当前第时刻，为增广状态方程相关参数的下标符号，为车辆
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道路状态变量，为控制输入的矩阵系数，为控制输入的矩阵系数。
[0009]可选地，在本申请的一个实施例中，所述以二次型最优理论为基础，构建智驾域路径跟踪控制和底盘域稳定性控制的代价函数，包括：选取预瞄点处的横向位置偏差与航向角偏差作为转向系统的加权项，并将汽车的理想横摆角速度作为制动控制的加权项，生成多目标路径跟踪控制问题的代价函数。
[0010]可选地，在本申请的一个实施例中，所述基于所述代价函数，将智驾域路径跟踪控制和底盘域稳定性控制与斯坦克伯格闭环博弈相结合，将智驾域作为博弈的领导者，且将底盘域作为博弈的跟随者，求解最优控制策略，包括：在闭环斯坦克伯格博弈控制中，所述领导者和所述跟随者满足预设递推关系，以基于斯坦克伯格反馈非合作博弈理论，推导所述智驾域与所述底盘域的博弈控制策略，得到唯一的反馈斯坦克伯格均衡解。
[0011]本申请第二方面实施例提供一种智能网联客车路径跟踪博弈控制装置，包括：第一构造模块，用于根据智能网联客车的实际参数构造汽车系统动力学二自由度车辆模型；第二构造模块，用于根据道路信息构造道路模型，并结合所述汽车系统动力学二自由度车辆模型和所述道路模型构造车
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路模型；构建模块，用于以二次型最优理论为基础，基于所述车
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路模型构建智驾域路径跟踪控制和底盘域稳定性控制的代价函数；计算模块，用于基于所述代价函数，将智驾域路径跟踪控制和底盘域稳定性控制与斯坦克伯格闭环博弈相结合，将智驾域作为博弈的领导者，且将底盘域作为博弈的跟随者，求解最优控制策略。
[0012]可选地，在本申请的一个实施例中，所述第一构造模块包括：建立单元，用于建立以车辆前轮为输入对象的二自由度模型状态方程；计算单元，用于将所述二自由度模型状态方程进行离散化，得到离散的车辆动力学方程。
[0013]可选地，在本申请的一个实施例中，所述第二构造模块包括：处理单元，用于将所述道路信息的预瞄的路径信息加入所述离散的车辆动力学方程中，以通过预瞄动态过程对转向制动共享型车辆动力学系统进行增广，得到智能网联客车多目标路径跟踪增广系统。
[0014]可选地，在本申请的一个实施例中，所述智能网联客车多目标路径跟踪增广系统为：，其中，为状态系数矩阵，为关于前轮转角的参数标记符号，为当前第时刻，为当前第时刻，为增广状态方程相关参数的下标符号，为车辆
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道路状态变量，为控制输入的矩阵系数，为控制输入的矩阵系数。
[0015]可选地，在本申请的一个实施例中，所述构建模块包括：构建单元，用于选取预瞄点处的横向位置偏差与航向角偏差作为转向系统的加权项，并将汽车的理想横摆角速度作为制动控制的加权项，生成多目标路径跟踪控制问题的代价函数。
[0016]可选地，在本申请的一个实施例中，所述计算模块包括：推导单元，用于在闭环斯坦克伯格博弈控制中，所述领导者和所述跟随者满足预设递推关系，以基于斯坦克伯格反馈非合作博弈理论，推导所述智驾域与所述底盘域的博弈控制策略，得到唯一的反馈斯坦克伯格均衡解。
[0017]本申请第三方面实施例提供一种电子设备，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，以实现如上述实施例所述的智能网联客车路径跟踪博弈控制方法。
[0018]本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的智能网联客车路径跟踪博弈控制方法。
[0019]本申请实施例可以根据智能网联客车的实际参数构造汽车系统动力学二自由度车辆模型，根据道路信息构造道路模型，并结合汽车系统动力学二自由度车辆模型和道路模型构造车
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路模型，以二次型最优理论为基础，基于车
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路模型构建智驾域路径跟踪控制和底盘域稳定性控制的代价函数，从而将智驾域路径跟踪控制和底盘域稳定性控制与斯坦克伯格闭环博弈相结合，将智驾域作为博弈的领导者，且将底盘域作为博弈的跟随者，求解最优控制策略，进而有效的提升了路径跟踪的控制精度，并且提升了车辆的安全性和稳定性，有效的满足用户的驾乘需求。由此，解决了相关技术中由于单轮制动产生不足转向或过多转向，导致路径跟踪的控制精度降低，降低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能网联客车路径跟踪博弈控制方法，其特征在于，包括以下步骤：根据智能网联客车的实际参数构造汽车系统动力学二自由度车辆模型；根据道路信息构造道路模型，并结合所述汽车系统动力学二自由度车辆模型和所述道路模型构造车
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路模型；以二次型最优理论为基础，基于所述车
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路模型构建智驾域路径跟踪控制和底盘域稳定性控制的代价函数；以及基于所述代价函数，将智驾域路径跟踪控制和底盘域稳定性控制与斯坦克伯格闭环博弈相结合，将智驾域作为博弈的领导者，且将底盘域作为博弈的跟随者，求解最优控制策略。2.根据权利要求1所述的智能网联客车路径跟踪博弈控制方法，其特征在于，所述根据智能网联客车的实际参数构造汽车系统动力学二自由度车辆模型，包括：建立以车辆前轮为输入对象的二自由度模型状态方程；将所述二自由度模型状态方程进行离散化，得到离散的车辆动力学方程。3.根据权利要求1所述的智能网联客车路径跟踪博弈控制方法，其特征在于，所述根据道路信息构造道路模型，并结合所述汽车系统动力学二自由度车辆模型和所述道路模型构造车
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路模型，包括：将所述道路信息的预瞄的路径信息加入所述离散的车辆动力学方程中，以通过预瞄动态过程对转向制动共享型车辆动力学系统进行增广，得到智能网联客车多目标路径跟踪增广系统。4.根据权利要求3所述的智能网联客车路径跟踪博弈控制方法，其特征在于，所述智能网联客车多目标路径跟踪增广系统为：，其中，为状态系数矩阵，为关于前轮转角的参数标记符号，为当前第时刻，为当前第时刻，为增广状态方程相关参数的下标符号，为车辆
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道路状态变量，为控制输入的矩阵系数，为控制输入的矩阵系数，和为不同的控制输入。5.根据权利要求1所述的智能网联客车路径跟踪博弈控制方法，其特征在于，所述以二次型最优理论为基础，构建智驾域路径跟踪控制和底盘域稳定性控制的代价函数，包括：选取预瞄点处的横向位置偏差与航向角偏差作为转向系统的加权项，并将汽车的理想横摆角速度作为制动控制的加权项，生成多目标路径跟踪控制问题的代价函数。6.根据权利要求1所述的智能网联客车路径跟踪博弈控制方法，其特征在于，所述基于所述代价函数，将智驾域路径跟踪控制和底盘域稳定性控制与斯坦克伯格闭环博弈相结合，将智驾域作为博弈的领导者，且将底盘域作为博弈的跟随者，求解最优控制策略，包括：在闭环斯坦克伯格博弈控制中，所述领导者和所述跟随者满足预设递推关系，以基于斯坦克伯格反馈非合作博弈理论，推导所述智驾域与所述底盘域的博弈控制策略，得到唯一的反馈斯坦克伯格均衡解。7.一种智能网联客车路径跟踪博弈控制装置，其特征在于，包括：第一构造模块，用于根据智能网联客车...

【专利技术属性】
技术研发人员：范志先，李亮，陈振国，吴德喜，徐海柱，黄玉鹏，
申请(专利权)人：中通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：