【技术实现步骤摘要】
一种基于纵横向协调的轨迹跟踪控制方法及系统
本专利技术涉及智能汽车控制领域，尤其是涉及的是一种基于纵横向协调的轨迹跟踪控制方法及系统。
技术介绍
无人驾驶车辆的控制技术分为横向控制和纵向控制，因此自动轨迹跟踪技术需要同时实现二者的融合控制。当前，轨迹跟踪控制只单独考虑在恒速或者一定速度下车辆横向控制，以及基于目标速度的纵向控制，该类技术只能保证在简单的道路工况例如高速公路及小曲率道路等的轨迹跟踪。在一般道路工况下，驾驶员会根据道路曲率不同适当调节车速以确保车辆稳定行驶，此时车辆转向的控制也需根据车速变化进行调节。因此，无人驾驶车辆需要根据道路的实际状况，实时地自适应控制纵向的车速；当车速发生变化时，横向控制也需根据车速变化自适应地调整，以达到平稳、舒适、精准的控制效果。当前现有技术中，无人驾驶车辆轨迹跟踪纵横向控制中主要有两大类技术方案：基于车辆运动几何学的方法设计控制算法和基于车辆动力学的方法设计控制算法。基于运动几何学设计的车辆轨迹跟踪纵横向控制算法在低速低曲率道路下能保证一定的控制性能，且具有控制器设计比较简单...
【技术保护点】
1.一种基于纵横向协调的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：包括信息感知、轨迹规划、控制层建模和驱动执行；/n所述信息感知实时采集智能汽车的交通环境信息和车辆状态信息，将相关事件进行实时收集并传递至控制层供控制层预先判断调用；/n所述路径规划根据信息感知的数据规划出一条期望路径；/n所述控制层建模，建立纵横向协调策略，对期望纵横向控制指令加以处理，并将期望纵横向控制指令转换成硬件机构可执行的控制指令物理值；/n所述驱动执行根据控制层建模输出的控制指令物理值操纵车辆的执行机构，实现车辆的整体控制。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于纵横向协调的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：包括信息感知、轨迹规划、控制层建模和驱动执行；
所述信息感知实时采集智能汽车的交通环境信息和车辆状态信息，将相关事件进行实时收集并传递至控制层供控制层预先判断调用；
所述路径规划根据信息感知的数据规划出一条期望路径；
所述控制层建模，建立纵横向协调策略，对期望纵横向控制指令加以处理，并将期望纵横向控制指令转换成硬件机构可执行的控制指令物理值；
所述驱动执行根据控制层建模输出的控制指令物理值操纵车辆的执行机构，实现车辆的整体控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于纵横向协调的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：所述模糊规则采用Mamdani法，其规则可以表示如下：IF：THEN：Lp＝Dq，式中Ei、Fj、Dq分别为输入、输出变量的语言变量。
3.根据权利要求1所述的一种基于纵横向协调的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：所述控制层建模包括预瞄距离建模、横向控制偏差建模、纵向控制偏差建模和纵横向控制算法。
4.根据权利要求3所述的一种基于纵横向协调的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：所述预瞄距离Lp建模基于模糊算法自适应选取具体步骤如下:
①变量模糊化,将前方道路曲率和当前车辆速度作为输入变量，其论域分别为[a，b]m-1和[c，d]km/h。输出变量为预瞄距离Lp，其论域为[e，f]m。根据难度和控制效果，将输入输出模糊集论域分为n档，道路曲率为Ei(i表示道路曲率论域的分级，i＝1…n),车辆速度为Fj(j表示车辆速度论域的分级，j＝1…n)，预瞄距离为Dq(q表示预瞄距离论域的分级，q＝1…n)；
②隶属度函数选取，采用梯形隶属度函数和三角形隶属度函数相结合的函数；
③生成模糊规则，通过模糊条件语句根据①变化模糊化可知有n2条规则组成的模糊规则库；
④解模糊化，选取重心法来解模糊化。
5.根据权利要求3所述的一种基于纵横向协调的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：所述横向控制偏差建模的依据为二自由度车辆横向动力学方程，所述自由度车辆横向动力学方程表达式为：
式中β表示质心侧偏角，γ表示横摆角速度，a11、a12、a21、a22、b1、b2分别表示车辆参数，δf表示车辆前轮转角；
车辆质心到目标轨迹最近点的横向偏差ey和航向偏差为：
车辆质心到...
【专利技术属性】
技术研发人员：高秀晶，陶林君，陈波波，赵可道，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：福建;35
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