车辆及车辆编队行驶的控制方法、装置制造方法及图纸

本申请公开了一种车辆及车辆编队行驶的控制方法、装置，其中，方法包括：采集被控车辆的当前行驶速度；根据当前行驶速度所处的速度区间确定速度目标速度控制策略和目标路径控制策略；根据目标控制策略和目标路径控制策略生成被控车辆的目标速度和目标路径，并根据轮胎侧向力对目标速度和目标路径进行调整。由此，通过建立面向运动规划和控制的路径跟踪运动学和动力学模型，同时将速度控制和路径跟踪问题联合考虑，提出分层递阶控制方法，并引入轮胎侧向力约束控制，实现速度可变的鲁棒路径跟踪控制，解决车辆控制时的鲁棒性和稳定性问题，提升车辆对驾驶环境的应对能力。

【技术实现步骤摘要】
车辆及车辆编队行驶的控制方法、装置
本申请涉及车辆
，特别涉及一种车辆及车辆编队行驶的控制方法、装置。
技术介绍
在自动驾驶技术的发展中，车辆的编队行驶方法，对于缓解道路拥堵，提高道路的通行能力，增强车辆的安全性，改善车辆燃油经济性具有较为明显的效果。相关技术中，在车辆编队行驶时，只能在结构化道路上配合高精度地图使用，且以引导车辆(头车)为中心，根据其发送的状态信息选择跟驰策略。然而，相关技术中在车辆编队行驶时，往往过于追求车辆模型的精确性，从而导致运动规划和控制问题的求解变得难以进行，大大降低了车辆控制的鲁棒性和稳定性。申请内容本申请提供一种车辆及车辆编队行驶的控制方法、装置，通过建立面向运动规划和控制的路径跟踪运动学和动力学模型，同时将速度控制和路径跟踪问题联合考虑，提出分层递阶控制方法，并引入轮胎侧向力约束控制，实现速度可变的鲁棒路径跟踪控制，解决车辆控制时的鲁棒性和稳定性问题，提升车辆对驾驶环境的应对能力。本申请第一方面实施例提供一种车辆编队行驶的控制方法，包括以下步骤：采集被控车辆的当前行驶速度；根据所述当前行驶速度所处的速度区间确定速度目标速度控制策略和目标路径控制策略；以及根据所述目标控制策略和所述目标路径控制策略生成所述被控车辆的目标速度和所述目标路径，并根据轮胎侧向力对所述目标速度和所述目标路径进行调整。可选地，在根据所述当前行驶速度所处的速度区间确定所述速度目标速度控制策略和所述目标路径控制策略之前，还包括：r>根据车辆的参考轨迹和期望速度设计控制律，生成控制律模型；根据预瞄点、前轮质心处的线速度、车辆质心横摆角速率生成路径跟踪运动学模型。可选地，在根据所述轮胎侧向力对所述目标速度和所述目标路径进行调整之前，还包括：设计车辆动力学模型，其中，所述车辆动力学模型由纵向速度子系统和由车身横移速度和横摆角速率组成的转向子系统组成。可选地，所述根据轮胎侧向力对所述目标速度和所述目标路径进行调整，包括：在车辆的轮胎侧偏角和轮胎侧偏刚度满足分层控制条件时，确定所述轮胎侧偏角和所述轮胎侧偏刚度间的线性区间，并确定侧偏角的最大值，以控制所述被控车辆按照所述线性区间和所述侧偏角的最大值行驶。本申请第二方面实施例提供一种车辆编队行驶的控制装置，包括：采集模块，用于采集被控车辆的当前行驶速度；确定模块，用于根据所述当前行驶速度所处的速度区间确定速度目标速度控制策略和目标路径控制策略；以及控制模块，用于根据所述目标控制策略和所述目标路径控制策略生成所述被控车辆的目标速度和所述目标路径，并根据轮胎侧向力对所述目标速度和所述目标路径进行调整。可选地，在根据所述当前行驶速度所处的速度区间确定所述速度目标速度控制策略和所述目标路径控制策略之前，所述确定模块，还用于：根据车辆的参考轨迹和期望速度设计控制律，生成控制律模型；根据预瞄点、前轮质心处的线速度、车辆质心横摆角速率生成路径跟踪运动学模型。可选地，在根据所述轮胎侧向力对所述目标速度和所述目标路径进行调整之前，所述控制模块，还用于：设计车辆动力学模型，其中，所述车辆动力学模型由纵向速度子系统和由车身横移速度和横摆角速率组成的转向子系统组成。本申请第三方面实施例提供一种车辆，其包括上述的车辆编队行驶的控制装置。本申请第四方面实施例提供一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被设置为用于执行如上述实施例所述的车辆编队行驶的控制方法。本申请第五方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述非临时性计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上述实施例所述的车辆编队行驶的控制方法。可以采集被控车辆的当前行驶速度，并根据当前行驶速度所处的速度区间确定速度目标速度控制策略和目标路径控制策略，并根据目标控制策略和目标路径控制策略生成被控车辆的目标速度和目标路径，并根据轮胎侧向力对目标速度和目标路径进行调整。由此，通过建立面向运动规划和控制的路径跟踪运动学和动力学模型，同时将速度控制和路径跟踪问题联合考虑，提出分层递阶控制方法，并引入轮胎侧向力约束控制，实现速度可变的鲁棒路径跟踪控制，解决车辆控制时的鲁棒性和稳定性问题，提升车辆对驾驶环境的应对能力。本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。附图说明本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本申请实施例提供的一种车辆编队行驶的控制方法的流程图；图2为根据本申请一个实施例的设计路径跟踪运动学模型的示例图；图3为根据本申请一个实施例提供的纵向子系统的控制描述的示意图；图4为根据本申请一个实施例的分层递阶进行控制的方框示意图；图5为根据本申请实施例提供的车辆编队行驶的控制装置的示例图；图6为根据本申请实施例的车辆的方框示意图图；图7为根据本申请实施例电子设备的示例图。具体实施方式下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。下面参考附图描述本申请实施例的车辆及车辆编队行驶的控制方法、装置。具体而言，图1为本申请实施例所提供的一种车辆编队行驶的控制方法的流程示意图。如图1所示，该车辆编队行驶的控制方法包括以下步骤：在步骤S101中，采集被控车辆的当前行驶速度。可以理解的是，被控车辆的当前行驶速度可以通过速度检测仪进行检测。其采集方式与相关技术中的采集方式相同，为避免冗余，在此不做详细赘述。可选地，在根据当前行驶速度所处的速度区间确定速度目标速度控制策略和目标路径控制策略之前，还包括：根据车辆的参考轨迹和期望速度设计控制律，生成控制律模型；根据预瞄点、前轮质心处的线速度、车辆质心横摆角速率生成路径跟踪运动学模型。可以理解的是，本申请实施例可以通过下述方式实现：根据车辆的参考轨迹和期望速度设计控制律生成控制律模型。具体地，给定被控对象对应的参考轨迹可以为xref，参考轨迹上的期望速度为vd，则设计控制律u，对存在δ＞0，使得下式成立：其中，u为控制律。本申请实施例可以通过下述方式实现：根据预瞄点、前轮质心处的线速度、车辆质心横摆角速率生成路径跟踪运动学模型。具体地，如图2所示，令xp＝xf+dcos(θ+δ)，yp＝yf+dsin(θ+δ)，则：其中，vf为前轮质心处的线速度，r本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆编队行驶的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n采集被控车辆的当前行驶速度；/n根据所述当前行驶速度所处的速度区间确定速度目标速度控制策略和目标路径控制策略；以及/n根据所述目标控制策略和所述目标路径控制策略生成所述被控车辆的目标速度和所述目标路径，并根据轮胎侧向力对所述目标速度和所述目标路径进行调整。/n

【技术特征摘要】
1.一种车辆编队行驶的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集被控车辆的当前行驶速度；
根据所述当前行驶速度所处的速度区间确定速度目标速度控制策略和目标路径控制策略；以及
根据所述目标控制策略和所述目标路径控制策略生成所述被控车辆的目标速度和所述目标路径，并根据轮胎侧向力对所述目标速度和所述目标路径进行调整。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述当前行驶速度所处的速度区间确定所述速度目标速度控制策略和所述目标路径控制策略之前，还包括：
根据车辆的参考轨迹和期望速度设计控制律，生成控制律模型；
根据预瞄点、前轮质心处的线速度、车辆质心横摆角速率生成路径跟踪运动学模型。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述轮胎侧向力对所述目标速度和所述目标路径进行调整之前，还包括：
设计车辆动力学模型，其中，所述车辆动力学模型由纵向速度子系统和由车身横移速度和横摆角速率组成的转向子系统组成。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据轮胎侧向力对所述目标速度和所述目标路径进行调整，包括：
在车辆的轮胎侧偏角和轮胎侧偏刚度满足分层控制条件时，确定所述轮胎侧偏角和所述轮胎侧偏刚度间的线性区间，并确定侧偏角的最大值，以控制所述被控车辆按照所述线性区间和所述侧偏角的最大值行驶。


5.一种车辆编队行驶的控制装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集被控车辆的当前行驶速度；

【专利技术属性】
技术研发人员：孙成帅，孔凡忠，陈新，李彪，
申请(专利权)人：北京汽车研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11