极限工况下的车辆轨迹跟踪控制方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种极限工况下的车辆轨迹跟踪控制方法、装置、设备及介质，该方法包括：当检测到车辆进入极限控制模式时，确定车辆的参考行驶轨迹的参考轨迹信息；根据预先构建的目标优化函数对参考轨迹信息中的第一参考信息进行优化，确定优化后的目标轨迹信息，目标优化函数包括对车辆的目标控制量以及质心侧偏角变化情况的约束；根据目标轨迹信息以及参考轨迹信息中的第二参考信息，结合预设的非线性动力学模型，确定车辆的目标控制量。利用该方法，利用改进的非线性优化方法，即将车辆的目标控制量以及质心侧偏角变化情况的约束作为目标优化函数，对参考轨迹进行优化，实现在保持车身稳定的前提下尽可能地跟踪规划轨迹满足工程需要。划轨迹满足工程需要。划轨迹满足工程需要。

【技术实现步骤摘要】
极限工况下的车辆轨迹跟踪控制方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及车辆控制
，尤其涉及一种极限工况下的车辆轨迹跟踪控制方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]自动驾驶汽车规划控制功能利用环境感知结果、车辆位姿状态、以及自车的运动特性规划出安全、便捷、舒适的车辆轨迹，并且通过控制驱动、制动、转向执行指令，实现车辆的稳定行驶。目前通用的规划控制方法只适用于车辆稳态运行的工况，如行驶在高附着路面，轮胎没有发生滑移或滑转，车辆未发生侧倾等。如何保证车辆在极限工况的自动驾驶规划控制功能的稳定性成为自动驾驶产品及技术普及过程必须要解决的难题。从众多研究计划当前的实施状态看，对极限工况的特定应用背景下自动驾驶汽车控制讨论尚不完善。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供了一种极限工况下的车辆轨迹跟踪控制方法、装置、设备及介质，实现了在保持车身稳定的前提下尽可能地跟踪规划轨迹，加快求解速度，满足工程需要。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供了一种极限工况下的车辆轨迹跟踪控制方法，包括：
[0005]当检测到车辆进入极限控制模式时，确定所述车辆的参考行驶轨迹的参考轨迹信息；
[0006]根据预先构建的目标优化函数对所述参考轨迹信息中的第一参考信息进行优化，确定优化后的目标轨迹信息，所述目标优化函数包括对所述车辆的目标控制量以及质心侧偏角变化情况的约束；
[0007]根据所述目标轨迹信息以及所述参考轨迹信息中的第二参考信息，结合预设的非线性动力学模型，确定所述车辆的目标控制量，以基于所述目标控制量对所述车辆进行轨迹跟踪控制。
[0008]第二方面，本专利技术实施例提供了一种极限工况下的车辆轨迹跟踪控制装置，包括：
[0009]参考信息确定模块，用于当检测到车辆进入极限控制模式时，确定所述车辆的参考行驶轨迹的参考轨迹信息；
[0010]目标信息确定模块，用于根据预先构建的目标优化函数对所述参考轨迹信息中的第一参考信息进行优化，确定优化后的目标轨迹信息，所述目标优化函数包括对所述车辆的目标控制量以及质心侧偏角变化情况的约束；
[0011]控制量确定模块，用于根据所述目标轨迹信息以及所述参考轨迹信息中的第二参考信息，结合预设的非线性动力学模型，确定所述车辆的目标控制量，以基于所述目标控制量对所述车辆进行轨迹跟踪控制。
[0012]第三方面，本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括：
[0013]至少一个处理器；以及
[0014]与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0015]所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面实施例所述的极限工况下的车辆轨迹跟踪控制方法。
[0016]第四方面，本专利技术实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面实施例所述的极限工况下的车辆轨迹跟踪控制方法。
[0017]本专利技术实施例提供了一种极限工况下的车辆轨迹跟踪控制方法、装置、设备及介质，该方法包括：当检测到车辆进入极限控制模式时，确定所述车辆的参考行驶轨迹的参考轨迹信息；根据预先构建的目标优化函数对所述参考轨迹信息中的第一参考信息进行优化，确定优化后的目标轨迹信息，所述目标优化函数包括对所述车辆的目标控制量以及质心侧偏角变化情况的约束；根据所述目标轨迹信息以及所述参考轨迹信息中的第二参考信息，结合预设的非线性动力学模型，确定所述车辆的目标控制量，以基于所述目标控制量对所述车辆进行轨迹跟踪控制。上述技术方案，从实际工程角度出发，充分考虑期望的参考轨迹信息，利用改进的非线性优化方法，即将车辆的目标控制量以及质心侧偏角变化情况的约束作为目标优化函数，对参考轨迹进行优化，实现在保持车身稳定的前提下尽可能地跟踪规划轨迹，加快求解速度，满足工程需要。
[0018]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术实施例一提供的一种极限工况下的车辆轨迹跟踪控制方法的流程示意图；
[0021]图2为本专利技术实施例二提供的另一种极限工况下的车辆轨迹跟踪控制方法的流程示意图；
[0022]图3为本专利技术实施例三提供的一种极限工况下的车辆轨迹跟踪控制装置的结构示意图；
[0023]图4为本专利技术实施例四提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0024]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0025]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“原始”、“目标”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0026]实施例一
[0027]图1为本专利技术实施例一提供的一种极限工况下的车辆轨迹跟踪控制方法的流程示意图，该方法可适用于对极限工况下的车辆轨迹进行跟踪控制的情况，该方法可以由极限工况下的车辆轨迹跟踪控制装置来执行，该装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，可配置于电子设备中。如图1所示，本实施例一提供的极限工况下的车辆轨迹跟踪控制方法具体可以包括以下步骤：
[0028]S101、当检测到车辆进入极限控制模式时，确定车辆的参考行驶轨迹的参考轨迹信息。
[0029]其中，极限工况指车辆失稳的状况，例如雪天路面比较滑轮胎暴死的情况等。极限工况下想要达到的目的就是对车辆进行稳定性控制，让它不会出现很大的侧偏角和横摆角速度。从路径规划层给出来的值不一定是满足当前极限工况下车辆动力学的要求。从路径规划层输出的值可以理解为是想要达到一个什么值，但是从车辆控制来说，车是一个机械结构，尤其是在失稳的情况下要想稳定的话有可能达不到这个期望值。因此，需要保证车辆稳定性的前提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极限工况下的车辆轨迹跟踪控制方法，其特征在于，包括：当检测到车辆进入极限控制模式时，确定所述车辆的参考行驶轨迹的参考轨迹信息；根据预先构建的目标优化函数对所述参考轨迹信息中的第一参考信息进行优化，确定优化后的目标轨迹信息，所述目标优化函数包括对所述车辆的目标控制量以及质心侧偏角变化情况的约束；根据所述目标轨迹信息以及所述参考轨迹信息中的第二参考信息，结合预设的非线性动力学模型，确定所述车辆的目标控制量，以基于所述目标控制量对所述车辆进行轨迹跟踪控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述车辆的参考行驶轨迹的参考轨迹信息，包括：获取所述参考行驶轨迹的参考半径和参考速度；根据预设的车辆模型，确定所述车辆模型下的平衡点公式；将所述参考半径和参考速度代入所述平衡点公式中，获得所述参考行驶轨迹的参考质心侧偏角；将所述参考半径、参考速度以及参考质心侧偏角作为所述参考轨迹信息。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先构建的目标优化函数对所述参考轨迹信息进行优化，确定优化后的目标轨迹信息，包括：确定所述第一参考轨迹信息中参考轨迹起点对应的第一平衡点和所述参考轨迹终点对应的第二平衡点；根据所述第一平衡点，结合设定的积分算法进行积分处理，确定满足目标优化函数最小的至少一个目标平衡点，所述目标平衡点处于第一平衡点与第二平衡点之间，所述目标平衡点为设定采样时间对应的平衡点；根据各所述目标平衡点、所述第一平衡点以及所述第二平衡点，确定优化后的目标轨迹信息。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标优化函数由所述目标控制量变化率、质心侧偏角变化速率以及权衡矩阵构成，所述目标优化函数的第一约束条件包括所述车辆的前轮转角的物理约束、后轮驱动力约束、驱动力矩约束以及功率约束。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述各目标平衡点、所述第一平衡点以及所述第二平衡点，确定优化后的目标轨迹信息，包括：将所述各目标平衡点、所述第一平衡点以及所述第二平衡点进行拟合，确定优化后的目标轨迹；根据所述目标轨迹的几何形状确定优化后的目标轨迹半径；根据各所述目标平衡点之间的轨迹位移以及采样时间，确定优化后的目标速度；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，王洪雨，邹炳宇，张中举，何柳，
申请(专利权)人：一汽南京科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：