用于载具横向控制的方法和系统技术方案

本公开提供用于载具横向控制的方法和系统。一种用于载具横向控制的由计算机实现的方法，所述方法包括由计算机硬件组件执行的以下步骤：确定所述载具的基准转向角度；使用所述基准转向角度基于模型预测控制器确定至少一个控制变量；以及基于所述至少一个控制变量横向控制所述载具。向控制所述载具。向控制所述载具。

【技术实现步骤摘要】
用于载具横向控制的方法和系统


[0001]本公开涉及用于载具横向控制的方法和系统，具体涉及使用至少一个控制变量来横向控制载具，所述控制变量使用基准转向角度来确定。

技术介绍

[0002]当与探测到的对象(例如另一载具或障碍物)的侧面碰撞即将发生时，载具中的侧面碰撞警告系统警告驾驶员。这是通过计算探测到的对象与本载具之间的横向距离并且还估计本载具与探测到的对象之间的碰撞时间来完成的。如果这两个变量中的任一个低于相应的阈值，则系统输出侧面碰撞警告。
[0003]由于载具从道路中心的无意偏离，可能发生侧面碰撞。
[0004]因此，需要载具的有效和可靠的横向控制。

技术实现思路

[0005]本公开提供了由计算机实现的方法、计算机系统和非暂时性计算机可读介质。在说明书和附图中给出了实施方式。
[0006]在一个方面，本公开涉及一种用于载具横向控制的由计算机实现的方法，该方法包括由计算机硬件组件实施(换言之：执行)的以下步骤：确定所述载具的基准转向角度；使用所述基准转向角度基于模型预测控制器确定至少一个控制变量；并且基于所述至少一个控制变量横向控制所述载具。
[0007]换言之，提供了载具中的横向控制方法，以安全且舒适地执行车道居中并合并到车道的中心。
[0008]已经发现，在模型预测控制器中使用基准转向角度来确定控制变量增强了对载具的控制。
[0009]载具可以是轿车、卡车、货车、公共汽车、摩托车、动力自行车或任何其他可转向的轮式载具(换言之：为此，可以通过操纵载具的至少一个轮来控制运动方向)。
[0010]所述至少一个控制变量可以包括可用于载具的实际控制的多个变量或输入数据。
[0011]根据实施方式，基准转向角度基于载具的轴距。使用轴距来确定基准转向角度可以提供基准转向角度的准确确定。
[0012]根据实施方式，基准转向角度基于载具行驶的道路的曲率。使用道路的曲率可以实现基准转向角度的准确确定。
[0013]根据实施方式，基准转向角度基于载具的轴距与载具行驶的道路的曲率的乘积。
[0014]根据实施方式，基准转向角度基于不足转向梯度。不足转向梯度可以补偿载具中的不足转向。因此，不足转向梯度可以用于提高基准转向角度的准确性。
[0015]根据实施方式，不足转向梯度对于载具是常数。因此，根据各种实施方式的方法可以被配置为存储要被横向控制的载具的不足转向梯度，并且可以使用载具特定的不足转向梯度。
[0016]根据实施方式，基准转向角度基于载具的横向加速度。已经发现，横向加速度影响基准转向角度。
[0017]根据实施方式，基准转向角度基于不足转向梯度和载具的横向加速度的乘积。
[0018]根据实施方式，基准转向角度基于第一乘积和第二乘积的和，其中，第一乘积是载具的轴距与载具行驶的道路的曲率的乘积，并且其中，第二乘积是载具的不足转向梯度与横向加速度的乘积。
[0019]根据实施方式，基准转向角度基于算式：δ
ref
＝L*κ+K
v
*a
y
。
[0020]根据实施方式，模型预测控制器基于成本函数，所述成本函数基于基准转向角度和至少一个控制变量，例如基于基准转向角度和所确定的用于使载具转向的转向角度之间的差。
[0021]在另一个方面，本公开涉及一种计算机系统，所述计算机系统包括多个计算机硬件组件，所述多个计算机硬件组件被配置成执行本文所述的由计算机实现的方法的一些或所有步骤。所述计算机系统可以是载具的一部分。
[0022]计算机系统可以包括多个计算机硬件组件(例如处理器，例如处理单元或处理网络；至少一个存储器，例如存储器单元或存储器网络；以及至少一个非暂时性数据存储装置)。应当理解，可以提供另外的计算机硬件组件并用于在计算机系统中执行由计算机实现的方法的步骤。非暂时性数据存储器和/或存储器单元可以包括计算机程序，用于指示计算机例如使用处理单元和至少一个存储器单元来执行在此描述的由计算机实现的方法的若干或所有步骤或方面。
[0023]在另一方面，本公开涉及一种载具，所述载具包括如本文所述的计算机系统、被配置成确定实际转向角度的传感器和被配置成基于所述至少一个控制变量和所述实际转向角度使所述载具转向的致动器。
[0024]根据实施方式，传感器包括角传感器、摄像头、陀螺仪和加速计中的至少一种。
[0025]在另一方面，本公开针对一种非暂时性计算机可读介质，其包括用于执行本文所述的由计算机实现的方法的若干或所有步骤或方面的指令。所述计算机可读媒介可以被配置为：光学介质，例如光盘(CD)或数字多功能盘(DVD)；磁介质，例如硬盘驱动器(HDD)；固态驱动器(SSD)；只读存储器(ROM)，例如闪存；等等。此外，计算机可读介质可以被配置为可经由诸如因特网连接的数据连接来访问的数据存储。计算机可读介质例如可以是在线数据储存库或云存储。
[0026]利用根据各个方面和实施方式的方法和设备，利用针对模型预测控制器的转向基准项修改的成本函数方案，可以提供用于提供优化的方向盘角度的技术，例如用于横向控制(例如车道居中和车道改变)应用。可以提供用于模型预测控制成本函数的基准转向值。
附图说明
[0027]本文结合以下示意性示出的附图描述了本公开的示例性实施方式和功能：
[0028]图1示出根据各种实施方式的模型预测控制器；
[0029]图2示出不同成本函数之间的转向响应比较；
[0030]图3示出不同成本函数之间的交叉跟踪误差比较；
[0031]图4示出不同成本函数之间的方位误差比较；
[0032]图5是示出根据各种实施方式的用于载具横向控制的方法的流程图；以及
[0033]图6示出具有多个计算机硬件组件的计算机系统，其被配置为执行根据各种实施方式的用于载具横向控制的由计算机实现的方法的步骤。
具体实施方式
[0034]根据各种实施方式，利用针对模型预测控制器的修改后的函数，可以提供用于提供优化的方向盘角度的装置和方法，例如用于横向控制(例如车道居中和车道改变)应用。
[0035]为了设计使成本最小化并提供载具横向控制的最优解的模型预测控制器，需要得到(数学)成本函数和稳定的系统动态。成本函数可以包括使执行操作的控制工作最少的项或由这些项组成。关于此，根据各种实施方式可以提供方向盘角度的基准值。该转向基准值可以基于载具的不足转向梯度。
[0036]图1示出了模型预测控制器的图形100。
[0037]模型预测控制器可以是功能强大的控制器。如名称所表示的，该控制器可以预测载具的状态，例如在有限水平时间(T)内相对于基准的横向偏移和相对于载具的基准的方位误差。用于载具的基准值可以由规划块计算，然后该值可以被引入模型预测控制(MPC)，使得其通过生成当前时刻的控制信号来补偿误差。
[0038]在图1中，示出了时间轴102(具有过去时间10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于载具横向控制的由计算机实现的方法，所述方法包括由计算机硬件组件执行的以下步骤：确定(502)所述载具的基准转向角度；使用所述基准转向角度基于模型预测控制器确定(504)至少一个控制变量；并且基于所述至少一个控制变量来横向控制(506)所述载具。2.根据权利要求1所述的由计算机实现的方法，其中，所述基准转向角度基于所述载具的轴距。3.根据权利要求1或2所述的由计算机实现的方法，其中，所述基准转向角度基于所述载具行驶的道路的曲率。4.根据权利要求1所述的由计算机实现的方法，其中，所述基准转向角度基于所述载具的轴距与所述载具行驶的道路的曲率的乘积。5.根据权利要求1所述的由计算机实现的方法，其中，所述基准转向角度基于不足转向梯度。6.根据权利要求5所述的由计算机实现的方法，其中，所述不足转向梯度对于所述载具是常数。7.根据权利要求1所述的由计算机实现的方法，其中，所述基准转向角度基于所述载具的横向加速度。8.根据权利要求1所述的由计算机实现的方法，其中，所述基准转向角度基于所述载具的不足转向梯度与横向加速度的乘积。9.根据权利要求1所述的由计算机实现的方法，其中，所述基准转向角度基于第一乘积与第二乘积之和；其中，所述第一乘积是所述载具的轴距与所述载具...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：APTIV技术有限公司，
类型：发明
国别省市：