路径跟踪控制方法、装置及智能汽车制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种路径跟踪控制方法、装置及智能汽车，包括步骤：获取给定的目标路径和车辆的状态信息；根据预设的主预瞄距离、辅助预瞄距离和给定的目标路径获取主预瞄点和辅助预瞄点；根据主预瞄点的位置、车辆位置与所述车辆航向确定第一横向误差，根据辅助预瞄点的位置、车辆位置与车辆航向确定第二横向误差；计算主预瞄输出量和辅助预瞄输出量；对所述主预瞄输出量和所述辅助预瞄输出量进行加权求和，得到当前控制周期的方向盘转角控制量；输出所述当前控制周期的方向盘转角控制量至车辆控制执行机构。基于此准确描述给定的目标路径的曲率特点，使车辆的跟踪路径更加贴合给定的目标路径，以提高路径跟踪的鲁棒性，增强路径跟踪控制的稳定性。

Path following control method, device and intelligent automobile

The invention relates to a path tracking control method, device and intelligent vehicle, which comprises the following steps: the target path and vehicle state information for a given target path; according to the preset target distance, the main pre auxiliary preview distance and given access to the main preview point and auxiliary preview point; according to the main Preview point position the vehicle, vehicle position and heading the first lateral error, according to the auxiliary preview point position, vehicle position and vehicle heading second lateral error; calculation of the main and auxiliary output preview preview preview output; output of the main preview output and the auxiliary weighted sum get the current cycle control, steering wheel angle control; output the current cycle control steering angle control to vehicle control actuator. Based on this, the curvature characteristics of a given target path are accurately described, so that the vehicle tracking path is more suitable for a given target path, so as to improve the robustness of the path tracking and enhance the stability of the path tracking control.

【技术实现步骤摘要】
路径跟踪控制方法、装置及智能汽车
本专利技术涉及路径跟踪
，特别是涉及一种路径跟踪控制方法、装置及智能汽车。
技术介绍
路径跟踪是指在惯性坐标系中，无人驾驶车辆从一个给定的初始状态出发，跟随和到达理想的几何路径，而车辆的初始点可以在这条路径上，也可以不在路径上。目前工程实践中主要应用的是PID(ProportionIntegrationDifferentiation，比例积分微分)控制算法来实现路径跟踪。然而，现有的基于PID控制算法的路径跟踪无法准确描述给定跟踪路径的曲率特点，使无人驾驶车辆无法跟踪预瞄点之前的路径，会放大跟踪路径的突变问题，可能引发横向控制量的突变，导致失控。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有的基于PID控制算法的路径跟踪无法准确描述给定跟踪路径的曲率特点，使无人驾驶车辆无法跟踪预瞄点之前的路径，会放大跟踪路径的突变问题的缺陷，提供一种路径跟踪控制方法、装置及智能汽车。一种路径跟踪控制方法，包括步骤：获取给定的目标路径和车辆的状态信息；其中，所述给定的目标路径包括至少一个目标路径点，所述目标路径点以车辆行驶至每个目标路径点的先后顺序依次排列；所述车辆的状态信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路径跟踪控制方法，其特征在于，包括步骤：获取给定的目标路径和车辆的状态信息；其中，所述给定的目标路径包括至少一个目标路径点，所述目标路径点以车辆行驶至每个目标路径点的先后顺序依次排列；所述车辆的状态信息包括车辆位置、车辆航向和车辆当前的车速；根据预设的主预瞄距离和所述给定的目标路径获取主预瞄点，根据预设的辅助预瞄距离和所述给定的目标路径获取辅助预瞄点；根据主预瞄点的位置、车辆位置与所述车辆航向确定第一横向误差，根据辅助预瞄点的位置、车辆位置与车辆航向确定第二横向误差；根据所述车辆当前的车速和预先标定的车速与PID控制参数的映射关系，分别确定主预瞄PID控制的参数和辅助预瞄PID控制的参数，...

【技术特征摘要】
1.一种路径跟踪控制方法，其特征在于，包括步骤：获取给定的目标路径和车辆的状态信息；其中，所述给定的目标路径包括至少一个目标路径点，所述目标路径点以车辆行驶至每个目标路径点的先后顺序依次排列；所述车辆的状态信息包括车辆位置、车辆航向和车辆当前的车速；根据预设的主预瞄距离和所述给定的目标路径获取主预瞄点，根据预设的辅助预瞄距离和所述给定的目标路径获取辅助预瞄点；根据主预瞄点的位置、车辆位置与所述车辆航向确定第一横向误差，根据辅助预瞄点的位置、车辆位置与车辆航向确定第二横向误差；根据所述车辆当前的车速和预先标定的车速与PID控制参数的映射关系，分别确定主预瞄PID控制的参数和辅助预瞄PID控制的参数，将主预瞄PID控制的参数和所述第一横向误差代入主预瞄PID控制的算法计算主预瞄输出量，将辅助预瞄PID控制的参数和所述第二横向误差代入辅助预瞄PID控制的算法计算辅助预瞄输出量；对所述主预瞄输出量和所述辅助预瞄输出量进行加权求和，得到当前控制周期的方向盘转角控制量；输出所述当前控制周期的方向盘转角控制量至车辆控制执行机构。2.根据权利要求1所述的路径跟踪控制方法，其特征在于，在所述对所述主预瞄输出量和所述辅助预瞄输出量进行加权求和，得到方向盘转角控制量之后，还包括步骤：根据上一控制周期的方向盘转角控制量对所述当前控制周期的方向盘转角控制量进行限幅处理。3.根据权利要求1所述的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述根据预设的主预瞄距离和所述给定的目标路径获取主预瞄点的步骤，包括以下步骤：计算所述各目标路径点与车辆的距离，选取距离最小的目标路径点作为当前控制周期的最近点；从所述最近点开始，依照各目标路径点的排列顺序获取所述各目标路径点与车辆的距离，直至某一目标路径点与车辆的距离大于等于所述主预瞄距离，则将该目标路径点作为主预瞄初始点；在所述主预瞄初始点前一个目标路径点与所述主预瞄初始点间进行预设间隔的线性插值处理，得到所述主预瞄初始点的插值点集；从所述主预瞄初始点起，依照插值的顺序计算所述主预瞄初始点的插值点集内各点与车辆的距离，直至所述主预瞄初始点的插值点集内的某一点与车辆的距离大于等于所述主预瞄距离，则将该点作为主预瞄点。4.根据权利要求1所述的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述根据预设的辅助预瞄距离和所述给定的目标路径获取辅助预瞄点的步骤，包括以下步骤：计算所述各目标路径点与车辆的距离，选取距离最小的目标路径点作为当前控制周期的最近点；从所述最近点开始，依照各目标路径点的排列顺序获取所述各目标路径点与车辆的距离，直至某一目标路径点与车辆的距离大于等于所述辅助预瞄距离，将该目标路径点作为辅助预瞄初始点；在所述辅助预瞄初始点前一个目标路径点与所述辅助预瞄初始点间进行预设间隔的线性插值处理，得到所述辅助预瞄初始点的插值点集；从所述辅助预瞄初始点起，依照插值的顺序计算所述辅助预瞄初始点的插值点集内各点与车辆的距离，直至所述辅助预瞄初始点的插值点集内的某一点与车辆的距离大于等于所述辅助预瞄距离，则将该点作为辅助预瞄点。5.根据权利要求3-4任意一项所述的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述计算所述各目标路径点与车辆的距离，并选取最小距离的目标路径点作为当前控制周期的最近点的过程，包括：当所述当前控制周期的目标路径点构成的路径与上一控制周期的目标路径点构成的路径相同时，在上一控制周期的最近点前后各选取预设数量的目标路径点，并计算选取的目标路径点与车辆的距离，从中选取距离最小的目标路径点作为当前控制周期的最近点。6.根据权利要求5所述的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述预设数量大于等于车辆在当前控制周期内可能发生的位移除以上一控制周期内所有相邻的目标路径点之间的距离的最小值的商，所述可能发生的位移为车辆在上一控制周期内的最大车速与上一控制周期时长的乘积。7.根据权利要求1所述的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述根据主预瞄点的位置、车辆位置与所述车辆航向确定第一横向误差的过程，包括以下步骤：计算第一距离，所述第一距离为所述主预瞄点与车辆位置的距离；根据所述主预瞄点的位置、车辆位置与所述车辆航向确定第一夹角，计算所述第一夹角的正弦值的绝对值；计算所述第一距离与所述第一夹角的正弦值的绝对值的乘积，根据所述第一距离与所述第一夹角的正弦值的绝对值的乘积确定第一横向误差。8.根据权利要求1所述的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述根据辅助预瞄点的位置、车辆位置与车辆航向确定第二横向误差的过程，包括以下步骤：计算第二距离，所述第二距离为所述辅助预瞄点与车辆位置的距离；根据所述辅助预瞄点的位置、车辆位置与所述车辆航向确定第二夹角，计算所述第二夹角的正弦值的绝对值；计算所述第二距离与所述第二夹角的正弦值的绝对值的乘积，根据所述第二距离与所述第二夹角的正弦值的绝对值的乘积确定第二横向误差。9.根据权利要求1所述的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述根据车辆当前的车速和预先...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱明喆，王晓波，林小敏，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44