一种自动驾驶车辆的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自动驾驶车辆的控制方法及装置，涉及自动驾驶车辆控制技术领域，用于解决现有技术中车辆在高速行驶状态中的横向控制性能较差的问题，该方法包括：获取自动驾驶车辆在预设坐标系中的参考路径、车辆实时位置以及车辆实时航向角；根据所述车辆实时位置计算车辆在所述参考路径中对应的参考位置；根据所述参考位置与所述车辆实时位置确定车辆横向控制的前馈输出量；根据所述参考位置与所述车辆实时位置、车辆实时航向角计算车辆横向控制的反馈输出量，所述反馈输出量至少包括横向位置与航向角；基于所述前馈输出量与所述反馈输出量对自动驾驶车辆进行横向控制。本发明专利技术实施例用于提高自动驾驶车辆在高速行驶状态中的横向控制性能。

【技术实现步骤摘要】
一种自动驾驶车辆的控制方法及装置
本专利技术涉及自动驾驶车辆控制
，尤其涉及一种自动驾驶车辆的控制方法及装置。
技术介绍
车辆的自动驾驶功能主要由纵向控制和横向控制共同实现。其中，自动驾驶车辆的横向控制主要是对车辆的转向执行系统进行控制，保证在操纵车辆转向的同时车辆还可以沿规划好的路径行驶。作为自动驾驶车辆的底层控制系统，横向控制系统及其控制方法的优劣不仅会影响车辆的控制精确度，还会对车辆的稳定性、舒适性产生影响。尤其是在车辆高速行驶的情况下，对自动驾驶车辆的横向控制精度和横向稳定性的要求更高。而在高速行驶过程中，目前对车辆的横向控制方法还主要采用前馈控制方法或者采用反馈控制方法；若在高速情况下自动驾驶车辆的横向控制系统仅使用前馈控制，是无法对行驶过程中产生的误差来进行调节的，这样会导致自动驾驶车辆横向控制的精确度降低；若自动驾驶车辆的横向控制系统仅使用反馈控制，那么在高速情况下会由于缺少对参考转向角的预估而更加容易产生较大的误差，造成超调，从而导致自动驾驶车辆横向行驶的稳定性降低。而同时使用前馈和反馈的横向控制器中，反馈环节常使用单一的反馈控制量，如前轮转角、横向位置或航向角，这种结构能够在一定程度上综合前馈和反馈的优点，在中低速条件下能够得到较好控制效果；但在高速条件下，车辆对横向控制参数更为敏感，现有控制器难以同时满足较高的横向控制精度和稳定性要求。即，现有的自动驾驶车辆横向控制模型在高速情况下的横向控制性能较差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种自动驾驶车辆的控制方法及装置，可以提高自动驾驶车辆在高速行驶状态中的横向控制性能。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种自动驾驶车辆的控制方法，包括：获取自动驾驶车辆在预设坐标系中的参考路径、车辆实时位置以及车辆实时航向角；根据所述车辆实时位置计算车辆在所述参考路径中对应的参考位置；根据所述参考位置与所述车辆实时位置确定车辆横向控制的前馈输出量；根据所述参考位置与所述车辆实时位置、车辆实时航向角计算车辆横向控制的反馈输出量，所述反馈输出量至少包括横向位置与航向角；基于所述前馈输出量与所述反馈输出量对自动驾驶车辆进行横向控制。作为本专利技术实施例一种可选的实施例方式，所述获取自动驾驶车辆在预设坐标系中的参考路径、车辆实时位置以及车辆实时航向角，包括：从自动驾驶车辆的导航系统中获取所述参考路径；利用自动驾驶车辆的车载传感器和定位系统获取所述车辆实时位置和车辆实时航向角。作为本专利技术实施例一种可选的实施例方式，所述根据所述车辆实时位置计算车辆在所述参考路径中对应的参考位置，包括：对所述参考路径中的路径节点进行曲线拟合，得到对应的拟合函数；其中，所述参考路径由一系列路径节点组成；基于所述拟合函数对所述车辆实时位置进行插值，得到对应的参考位置。作为本专利技术实施例一种可选的实施例方式，所述车辆实时位置包括车辆实时纵向位置和车辆实时横向位置；所述根据所述参考位置与所述车辆实时位置、车辆实时航向角计算车辆横向控制的反馈输出量，包括：根据所述参考位置与所述车辆实时横向位置计算车辆横向位置反馈输出量；根据所述参考位置与所述车辆实时航向角计算车辆航向角反馈输出量；将所述车辆横向位置反馈输出量和所述车辆航向角反馈输出量相加，得到所述车辆横向控制的反馈输出量。第二方面，本专利技术实施例提供一种自动驾驶车辆的控制装置，包括获取模块，用于获取自动驾驶车辆在预设坐标系中的参考路径、车辆实时位置以及车辆实时航向角；第一计算模块，用于根据所述车辆实时位置计算车辆在所述参考路径中对应的参考位置；确定模块，用于根据所述参考位置与所述车辆实时位置确定车辆横向控制的前馈输出量；第二计算模块，用于根据所述参考位置与所述车辆实时位置、车辆实时航向角计算车辆横向控制的反馈输出量，所述反馈输出量至少包括横向位置与航向角；控制模块，用于基于所述前馈输出量与所述反馈输出量对自动驾驶车辆进行横向控制。第三方面，本专利技术实施例提供一种自动驾驶车辆的控制设备，所述设备包括：至少一个处理器；以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线；其中，所述处理器、存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行第一方面中的自动驾驶车辆的控制方法。第四方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行第一方面中的自动驾驶车辆的控制方法。本专利技术提供的一种自动驾驶车辆的控制方法及装置，首先，获取自动驾驶车辆在预设坐标系中的参考路径、车辆实时位置以及车辆实时航向角；然后根据车辆实时位置计算车辆在参考路径中对应的参考位置；根据参考位置与车辆实时位置可以确定车辆横向控制的前馈输出量；其中，通过计算前馈输出量可以避免自动驾驶车辆在行驶过程中出现较大的误差，能够有效的提高车辆在高速行驶中的横向稳定性；根据参考位置与车辆实时位置、车辆实时航向角计算车辆横向控制的反馈输出量；其中，通过计算航向角和横向位置的双重反馈输出量可以消除车辆在行驶过程中所产生的误差，能够有效的提高车辆在高速行驶中横向控制的精确度并进一步的提高车辆的横向稳定性。因此，基于前馈输出量和多重反馈输出量对自动驾驶车辆进行横向控制可以有效的提高横向控制的稳定性和精确度，从而提高车辆在高速行驶状态中的横向控制性能。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。图1是本专利技术实施例中自动驾驶车辆的控制方法的流程示意图一；图2是本专利技术实施例中自动驾驶车辆的控制方法的流程示意图二；图3是本专利技术实施例中比例积分调节器的示意图；图4是本专利技术实施例中自动驾驶车辆的控制装置的结构示意图一；图5是本专利技术实施例中自动驾驶车辆的控制装置的结构示意图二。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。下面对本专利技术实施例中的方法进行详细说明。图1为本专利技术实施例中自动驾驶车辆的控制方法的流程示意图一，参见图1所述，该方法可以包括：S101、获取自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动驾驶车辆的控制方法，其特征在于，包括：/n获取自动驾驶车辆在预设坐标系中的参考路径、车辆实时位置以及车辆实时航向角；/n根据所述车辆实时位置计算车辆在所述参考路径中对应的参考位置；/n根据所述参考位置与所述车辆实时位置确定车辆横向控制的前馈输出量；/n根据所述参考位置与所述车辆实时位置、车辆实时航向角计算车辆横向控制的反馈输出量，所述反馈输出量至少包括横向位置与航向角；/n基于所述前馈输出量与所述反馈输出量对自动驾驶车辆进行横向控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶车辆的控制方法，其特征在于，包括：
获取自动驾驶车辆在预设坐标系中的参考路径、车辆实时位置以及车辆实时航向角；
根据所述车辆实时位置计算车辆在所述参考路径中对应的参考位置；
根据所述参考位置与所述车辆实时位置确定车辆横向控制的前馈输出量；
根据所述参考位置与所述车辆实时位置、车辆实时航向角计算车辆横向控制的反馈输出量，所述反馈输出量至少包括横向位置与航向角；
基于所述前馈输出量与所述反馈输出量对自动驾驶车辆进行横向控制。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取自动驾驶车辆在预设坐标系中的参考路径、车辆实时位置以及车辆实时航向角，包括：
从自动驾驶车辆的导航系统中获取所述参考路径；
利用自动驾驶车辆的车载传感器和定位系统获取所述车辆实时位置和车辆实时航向角。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆实时位置计算车辆在所述参考路径中对应的参考位置，包括：
对所述参考路径中的路径节点进行曲线拟合，得到对应的拟合函数；其中，所述参考路径由一系列路径节点组成；
基于所述拟合函数对所述车辆实时位置进行插值，得到对应的参考位置。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述车辆实时位置包括车辆实时纵向位置和车辆实时横向位置；所述根据所述参考位置与所述车辆实时位置、车辆实时航向角计算车辆横向控制的反馈输出量，包括：
根据所述参考位置与所述车辆实时横向位置计算车辆横向位置反馈输出量；
根据参考航向角与所述车辆实时航向角计算车辆航向角反馈输出量；
将所述车辆横向位置反馈输出量和所述车辆航向角反馈输出量相加，得到所述车辆横向控制的反馈输出量。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据参考航向角与所述车辆实时航向角计算车辆航向角反馈输出量，包括：
基于所述拟合函数与所述参考位置的横向位置确定车辆的参考航向角；
根据所述车辆实时航向角和所述参考航向角计算车辆航向角误...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢兼明，王晓东，张天雷，
申请(专利权)人：北京主线科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11