智能车辆的横向控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种智能车辆的横向控制方法及装置，属于车辆控制技术领域。方法包括：获取智能车辆的预瞄距离、当前位置和当前航向角；根据预瞄距离及当前位置，在智能车辆的预设行驶轨迹中选择预瞄点；根据预设行驶轨迹确定预瞄点处的目标航向角；根据目标航向角、当前航向角、当前位置和预瞄点确定方向盘转角；根据方向盘转角对智能车辆进行横向控制。通过获取预瞄距离、预瞄点，并根据目标航向角、当前航向角、当前位置和预瞄点确定方向盘转角，使对智能车辆的横向控制过程充分考虑了驾驶员在行车中的前视特点，横向控制过程与驾驶员实际开车场景更加相似，进而使确定的方向盘转角更加准确，因而提高了智能车辆横向控制方法的稳定性和可靠性。

Transverse control method and device for intelligent vehicle

The invention discloses a lateral control method and a device for an intelligent vehicle, belonging to the technical field of vehicle control. The methods include: obtaining the preview distance, current position and current heading angle of intelligent vehicle; selecting preview point in the preset trajectory of intelligent vehicle according to preview distance and current position; determining the target heading angle at the preview point according to the preset trajectory; and determining the target heading angle according to the target heading angle, current heading angle, current position and current position; The steering wheel angle is determined by the preview point, and the lateral control of the intelligent vehicle is carried out according to the steering wheel angle. By acquiring preview range and preview point, and determining steering angle according to target heading angle, current heading angle, current position and preview point, the lateral control process of intelligent vehicle fully takes into account the driver's forward-looking characteristics in driving, and the lateral control process is more similar to the actual driving scene of the driver, thus making the steering angle more accurate. The determined steering angle is more accurate, so the stability and reliability of intelligent vehicle lateral control method are improved.

【技术实现步骤摘要】
智能车辆的横向控制方法及装置
本专利技术涉及车辆控制
，特别涉及一种智能车辆的横向控制方法及装置。
技术介绍
智能车辆的横向控制是指在无人驾驶环境下对智能车辆的转向系统进行自动控制，其主要目的是实现智能车辆的道路跟踪，使智能车辆始终沿着预设行驶路径行驶。在对智能车辆进行横向控制时，道路跟踪系统根据使用传感器的不同，可分为预瞄式路径跟踪和非预瞄式路径跟踪。预瞄式路径跟踪是指在智能车辆行驶过程中模拟人类驾驶习惯，通过比较车体当前位置与预设行驶路径间的偏差，对智能车辆的转向系统进行控制，从而使智能车辆沿着预设行驶路径行驶。目前在对智能车辆进行横向控制时，主要是根据智能车辆的当前航向角和目标航向角来调整方向盘转角，以完成智能车辆的横向控制。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现相关技术至少存在以下问题：在进行智能车辆的横向控制时，仅根据当前航向角和目标航向角来调整方向盘转角，使得横向控制方法的稳定性和可靠性比较低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种智能车辆的横向控制方法及装置，可解决相关技术中智能车辆的横向控制方法的稳定性和可靠性比较低的技术问题。所述技术方案如下：一方面，提供了一种智能车辆的横向控制方法，所述方法包括：获取智能车辆的预瞄距离；获取所述智能车辆的当前位置和当前航向角；根据所述预瞄距离及所述当前位置，在所述智能车辆的预设行驶轨迹中选择预瞄点；根据所述预设行驶轨迹确定所述预瞄点处的目标航向角；根据所述目标航向角、所述当前航向角、所述当前位置和所述预瞄点确定方向盘转角；根据所述方向盘转角对所述智能车辆进行横向控制。可选地，所述获取智能车辆的预瞄距离，包括：获取所述智能车辆的当前车速和最小转弯半径；根据所述当前车速及所述最小转弯半径计算智能车辆的预瞄距离。可选地，所述根据所述当前车速及所述最小转弯半径计算智能车辆的预瞄距离，包括：根据所述当前速度及所述最小转弯半径通过如下公式(1)计算智能车辆的预瞄距离：公式(1)中，Ld表示所述预瞄距离，v表示所述当前车速，m表示所述最小转弯半径。可选地，所述根据所述目标航向角、所述当前航向角、所述当前位置和所述预瞄点确定方向盘转角，包括：计算所述目标航向角与所述当前航向角之间的角度偏差，并计算所述当前位置与所述预瞄点之间的位置偏差；根据所述角度偏差和所述位置偏差确定方向盘转角。可选地，所述根据所述角度偏差和所述位置偏差确定方向盘转角，包括：根据所述角度偏差和所述位置偏差通过如下公式(2)确定方向盘转角：β＝kα×Δα-kd×Δd(2)公式(2)中，Δα表示所述角度偏差，Δd表示所述位置偏差，β表示所述方向盘转角，kα和kd分别为所述角度偏差Δα和所述位置偏差Δd的权重系数。另一方面，提供了一种智能车辆的横向控制装置，所述装置包括：第一获取模块，用于获取智能车辆的预瞄距离；第二获取模块，用于获取所述智能车辆的当前位置和当前航向角；选择模块，用于根据所述预瞄距离及所述当前位置，在所述智能车辆的预设行驶轨迹中选择预瞄点；第一确定模块，用于根据所述预设行驶轨迹确定所述预瞄点处的目标航向角；第二确定模块，用于根据所述目标航向角、所述当前航向角、所述当前位置和所述预瞄点确定方向盘转角；横向控制模块，用于根据所述方向盘转角对所述智能车辆进行横向控制。可选地，所述第一获取模块包括：获取单元，用于获取所述智能车辆的当前车速和最小转弯半径；第一计算单元，用于根据所述当前车速及所述最小转弯半径计算智能车辆的预瞄距离。可选地，所述第一计算单元用于：根据所述当前速度及所述最小转弯半径通过如下公式(1)计算智能车辆的预瞄距离：公式(1)中，Ld表示所述预瞄距离，v表示所述当前车速，m表示所述最小转弯半径。可选地，所述第二确定模块包括：第二计算单元，用于计算所述目标航向角与所述当前航向角之间的角度偏差，并计算所述当前位置与所述预瞄点之间的位置偏差；确定单元，用于根据所述角度偏差和所述位置偏差确定方向盘转角。可选地，所述确定单元用于：根据所述角度偏差和所述位置偏差通过如下公式(2)确定方向盘转角：β＝kα×Δα-kd×Δd(2)公式(2)中，Δα表示所述角度偏差，Δd表示所述位置偏差，β表示所述方向盘转角，kα和kd分别为所述角度偏差Δα和所述位置偏差Δd的权重系数。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过获取预瞄距离并根据预瞄距离确定预瞄点以及根据目标航向角、当前航向角、当前位置和预瞄点确定方向盘转角，使得对智能车辆的横向控制过程充分考虑了驾驶员在行车中的前视特点，横向控制过程与驾驶员实际开车场景更加相似，进而使得确定的方向盘转角更加准确，因而提高了智能车辆横向控制方法的稳定性和可靠性。附图说明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。图1是本专利技术实施例提供的智能车辆的横向控制方法的流程图；图2是图1中步骤S1的方法流程图；图3是图1中步骤S5的方法流程图；图4是本专利技术实施例提供的智能车辆的横向控制方法的仿真结果示意图；图5是本专利技术实施例提供的智能车辆的横向控制装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。图1为本专利技术实施例提供智能车辆的横向控制方法的流程图，该方法可以通过智能车辆的道路跟踪系统实现。如图1所示，该方法包括如下步骤S1至S6：S1，获取智能车辆的预瞄距离。驾驶员在开车时，往往会注意汽车行驶方向前边的一段距离，以便掌握车辆行驶的下一个位置(即驾驶员的前视特点)，驾驶员选择的从当前位置至下一个位置之间的距离即为预瞄距离。为了更好地模拟驾驶员的驾驶过程，本专利技术实施例在对智能车辆进行横向控制时，先在智能车辆的行驶路径前面选择一段距离作为预瞄距离。其中，如图2所示，步骤S1在获取智能车辆的预瞄距离时，包括但不限于通过如下步骤S11和步骤S12来实现：S11，获取智能车辆的当前车速和最小转弯半径。其中，智能车辆的当前车速可以通过其内部的速度速度传感器进行检测，因此，在获取智能车辆的当前车速时，可以向速度传感器请求当前车速。智能车辆的最小转弯半径是指当其方向盘转到极限位置，汽车以最低稳定车速转向行驶时，外侧转向轮的中心平面在支承平面上滚过的轨迹圆半径。最小转弯半径与智能车辆的类型等属性信息相关，在获取智能车辆的最小转弯半径时，可以通过如下公式(3)来实现：公式(3)中，m表示最小转弯半径，L表示轴距，C表示前悬长度，θmax表示转向轮外轮最大转角，K表示整车宽度，M表示主销中心距。S12，根据当前车速及最小转弯半径计算智能车辆的预瞄距离。具体地，步骤S12在根据当前车速及最小转弯半径计算智能车辆的预瞄距离时，可以根据当前速度及最小转弯半径通过如下公式(1)计算智能车辆的预瞄距离：公式(1)中，Ld表示预瞄距离，v表示当前车速，m表示最小转弯半径。例如，在具体实施时，m的取值可以为5。其中，本专利技术实施例在根据该公式(1)计算预瞄距离时，结合了智能车辆的当前车速，使得可以根据智能车辆速度的不同来实时调整预瞄距离，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能车辆的横向控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取智能车辆的预瞄距离；获取所述智能车辆的当前位置和当前航向角；根据所述预瞄距离及所述当前位置，在所述智能车辆的预设行驶轨迹中选择预瞄点；根据所述预设行驶轨迹确定所述预瞄点处的目标航向角；根据所述目标航向角、所述当前航向角、所述当前位置和所述预瞄点确定方向盘转角；根据所述方向盘转角对所述智能车辆进行横向控制。

【技术特征摘要】
1.一种智能车辆的横向控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取智能车辆的预瞄距离；获取所述智能车辆的当前位置和当前航向角；根据所述预瞄距离及所述当前位置，在所述智能车辆的预设行驶轨迹中选择预瞄点；根据所述预设行驶轨迹确定所述预瞄点处的目标航向角；根据所述目标航向角、所述当前航向角、所述当前位置和所述预瞄点确定方向盘转角；根据所述方向盘转角对所述智能车辆进行横向控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取智能车辆的预瞄距离，包括：获取所述智能车辆的当前车速和最小转弯半径；根据所述当前车速及所述最小转弯半径计算智能车辆的预瞄距离。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前车速及所述最小转弯半径计算智能车辆的预瞄距离，包括：根据所述当前速度及所述最小转弯半径通过如下公式(1)计算智能车辆的预瞄距离：公式(1)中，Ld表示所述预瞄距离，v表示所述当前车速，m表示所述最小转弯半径。4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标航向角、所述当前航向角、所述当前位置和所述预瞄点确定方向盘转角，包括：计算所述目标航向角与所述当前航向角之间的角度偏差，并计算所述当前位置与所述预瞄点之间的位置偏差；根据所述角度偏差和所述位置偏差确定方向盘转角。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述角度偏差和所述位置偏差确定方向盘转角，包括：根据所述角度偏差和所述位置偏差通过如下公式(2)确定方向盘转角：β＝kα×Δα-kd×Δd(2)公式(2)中，Δα表示所述角度偏差，Δd表示所述位置偏差，β表示所述方向盘转角，kα和kd分别为所述角度偏差Δα和所述位置偏差Δd的权重系数。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：汪娟，王慧茹，周俊杰，宋玉朋，张茂胜，范贤根，
申请(专利权)人：奇瑞汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34