车辆轨迹跟踪方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种车辆轨迹跟踪方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：获取车辆的行驶信息，行驶信息包括当前位姿和控制延时；根据当前位姿和控制延时确定车辆的虚拟位姿；基于车辆的预设规划路线和虚拟位姿确定车辆的期望速度和第一方向盘转角；根据期望速度和第一方向盘转角控制车辆位移。该方法既能够满足轨迹跟踪的实时性与准确性要求，又具有控制精度高的特点。

【技术实现步骤摘要】
车辆轨迹跟踪方法、装置、设备及存储介质
本专利技术属于智能网联车辆领域，尤其涉及一种车辆轨迹跟踪方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
智能网联车辆是当今时代车辆产业发展的新浪潮。智能网联车辆是一种高度智能化、网联化、自动化的车辆，其通过软件进行控制、无需驾驶员进行控制或减少驾驶员驾驶负担的智能化车辆。轨迹跟踪作为智能网联车辆软件架构中重要组成部分，直接关系到智能网联车辆是否按照轨迹规划层规划出的轨迹进行行驶，以及是否会与其它道路交通参与者发生碰撞。轨迹跟踪效果的好坏不仅体现在实际轨迹与期望轨迹之间的误差，而且体现在智能网联车辆的安全性、平顺性以及舒适性而轨迹跟踪是智能网联车辆软件架构中的重要的组成部分，轨迹跟踪结果将直接作用在车辆硬件上并指导智能网联车辆的运行，因此对智能网联车辆的轨迹跟踪算法进行研究对于提升智能网联车辆实际运行效果具有较强的现实意义。现有技术中单点预瞄、模糊控制等轨迹跟踪算法鲁棒性低以及模型预测控制算法计算量大、参数不易确定。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种车辆轨迹跟踪方法、装置、设备及存储介质，能够满足轨迹跟踪的实时性与准确性要求。第一方面，本专利技术实施例提供了一种车辆轨迹跟踪方法，包括：获取车辆的行驶信息，所述行驶信息包括当前位姿和控制延时；根据所述当前位姿和所述控制延时确定车辆的虚拟位姿；基于车辆的预设规划路线和所述虚拟位姿确定车辆的期望速度和第一方向盘转角；根据所述期望速度和所述第一方向盘转角控制车辆位移。第二方面，本专利技术实施例提供了一种车辆轨迹跟踪装置，包括：行驶信息获取模块，用于获取车辆的行驶信息，所述行驶信息包括当前位姿和控制延时；位姿补偿模块，用于根据所述当前位姿和所述控制延时确定车辆的虚拟位姿；处理模块，用于基于车辆的预设规划路线和所述虚拟位姿确定车辆的期望速度和第一方向盘转角；控制模块，用于根据所述期望速度和所述第一方向盘转角控制车辆位移。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种车辆设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如前述的车辆轨迹跟踪方法。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如前述的车辆轨迹跟踪方法。本专利技术实施例提供的技术方案，先通过当前位姿和控制延时确定车辆的虚拟位姿，再基于虚拟位姿和车辆的预设规划路线确定车辆的期望速度和第一方向盘转角，根据期望速度和第一方向盘转角控制车辆位移实现轨迹跟踪，该方法能够使得车辆行驶轨迹与预设规划路线更接近，通过设置虚拟位姿降低了执行机构延时导致的误差，既能够满足轨迹跟踪的实时性与准确性要求，又具有控制精度高的特点。附图说明图1是本专利技术实施例一中的车辆轨迹跟踪方法流程图；图2为本专利技术实施例一种的车辆运动学简化模型示意图；图3是本专利技术实施例二中的车辆轨迹跟踪方法子流程图；图4是本专利技术实施例二中的滚动规划控制模型示意图；图5是本专利技术实施例二中的轨迹跟踪控制模型示意图；图6是本专利技术实施例二中的车辆轨迹跟踪方法流程图；图7是本专利技术实施例二中的纯跟踪算法仿真效果图；图8是本专利技术实施例二中的MPC算法仿真效果；图9是本专利技术实施例二中的车辆轨迹跟踪方法仿真效果图；图10是本专利技术实施例二中的仿真时长对比图；图11是本专利技术实施例二中实车实验的预设轨迹路线图；图12是本专利技术实施例二中实车实验的横向误差图；图13是本专利技术实施例三中的车辆轨迹跟踪装置结构示意图；图14是本专利技术实施例四中的车辆设备结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”、“批量”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。实施例一图1为本专利技术实施例一的车辆轨迹跟踪方法流程图，本实施例可以适用于无人驾驶车辆的轨迹跟踪过程。具体的，如图1所示，实施例一步骤如下：S110、获取车辆的行驶信息，所述行驶信息包括当前位姿和控制延时。无人驾驶车辆在轨迹跟踪过程中，其用于控制车辆行驶的相应命令从生成到由执行机构执行具有一定延时，即控制程序发出控制命令到执行机构开始响应相关控制命令时，车辆已经移动一段距离，当车辆高速行驶时，其延时问题对车辆平顺性和控制精度的影响尤为明显。因而本实施例中，在对车辆进行轨迹跟踪时，需要考虑到控制延时这一参数造成的实际影响，在车辆的轨迹跟踪过程中，不断获取车辆的行驶信息，行驶信息中包括车辆的当前位姿和控制延时，当然也包括车辆的行驶速度、加速度、航向角等参数，上述参数举例并非限制。S120、根据所述当前位姿和所述控制延时确定车辆的虚拟位姿。本实施例中在解决控制延时对车辆轨迹跟踪的影响时，建立了用于分析车辆运动情况的第一预设模型，第一预设模型为车辆运动学简化模型，其假设无人驾驶车辆在运动过程中前后轴左右轮侧偏刚度保持一致，且在短时间内可以将车辆看作一恒定加速度在运动。具体的，根据所述当前位姿和所述控制延时确定车辆的虚拟位姿包括(图未示)：S121、通过第一预设模型基于车辆的行驶速度和航向角以及所述控制延时确定所述控制延时时段内的位姿改变量。S122、基于所述当前位姿和所述位姿改变量确定所述虚拟位姿。具体的，本实施例提供了如图2所示车辆运动学简化模型，车辆运动学简化模型将四轮车辆简化为两轮车辆，δf、δr分别为前后轮转角，lf、lr分别为车辆重心到前后轴之间的距离，υt为车辆t时刻速度，ψt为车辆t时刻航向角，β为车辆速度方向与车辆纵轴方向间的夹角，at为车辆t时刻加速度，dt为时间改变量即控制延时，Xt(xt,yt,ψt)为t时刻车辆的姿态信息即当前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆轨迹跟踪方法，其特征在于，包括：/n获取车辆的行驶信息，所述行驶信息包括当前位姿和控制延时；/n根据所述当前位姿和所述控制延时确定车辆的虚拟位姿；/n基于车辆的预设规划路线和所述虚拟位姿确定车辆的期望速度和第一方向盘转角；/n根据所述期望速度和所述第一方向盘转角控制车辆位移。/n

【技术特征摘要】
1.一种车辆轨迹跟踪方法，其特征在于，包括：
获取车辆的行驶信息，所述行驶信息包括当前位姿和控制延时；
根据所述当前位姿和所述控制延时确定车辆的虚拟位姿；
基于车辆的预设规划路线和所述虚拟位姿确定车辆的期望速度和第一方向盘转角；
根据所述期望速度和所述第一方向盘转角控制车辆位移。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前位姿和所述控制延时确定车辆的虚拟位姿包括：
通过第一预设模型基于车辆的行驶速度和航向角以及所述控制延时确定所述控制延时时段内的位姿改变量；
基于所述当前位姿和所述位姿改变量确定所述虚拟位姿。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于车辆的预设规划路线和所述虚拟位姿确定车辆的期望速度和第一方向盘转角，包括：
基于所述虚拟位姿和所述预设规划路线确定第一预瞄点和第二预瞄点；
基于所述第二预瞄点在所述预设规划路线上截取第一轨迹；
基于所述第一轨迹确定车辆在所述虚拟位姿处的所述期望速度；
基于所述第一预瞄点确定车辆在所述虚拟位姿处的所述第一方向盘转角。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二预瞄点为所述预设规划路线的最大曲率控制点，其确定过程为：
确定根据所述虚拟位姿和所述预设规划路线确定第一参考点和第二参考点，所述第一参考点为所述预设规划路线上到所述虚拟位姿距离最小的点，所述第二参考点为实时参考轨迹约束点；
根据所述第一参考点和所述第二参考点确定第一直线方程；
确定所述预设规划路线上所述第一参考点和所述第二参考点之间偏离所述第一直线方程最大的轨迹点，将所述轨迹点作为所述第二预瞄点。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一轨迹确定车...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军雷，李健明，吴学易，郭少杰，
申请(专利权)人：中汽研天津汽车信息咨询有限公司，中国汽车技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12