本申请涉及一种无人车路径跟踪控制方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：建立具有非线性轮胎特性的第一车辆路径跟踪动力学模型，其中，第一车辆路径跟踪动力学模型包括非线性轮胎动力学模型；将非线性轮胎动力学模型按照无人车工作点划分为若干工作区域，并基于工作点的划分以及各工作区域建立第一模糊规则；根据第一模糊规则及第一车辆路径跟踪动力学模型，建立具有线性轮胎特性的第二车辆路径跟踪动力学模型；建立第二模糊规则，并根据第二模糊规则以及第二车辆路径跟踪动力学模型设计控制器；基于控制器控制无人车运行。采用本方法能够控制无人车在处于较大横向加速度的情形下按照预期路线运行，提高了无人车运行的安全性。车运行的安全性。车运行的安全性。
【技术实现步骤摘要】
无人车路径跟踪控制方法、装置、计算机设备和存储介质
[0001]本申请涉及自动驾驶
，特别是涉及一种无人车路径跟踪控制方法、 装置、计算机设备和存储介质。
技术介绍
[0002]随着人们对汽车安全性和舒适性要求的提高，自动驾驶技术逐步成为近年 来研究的重点。为了保证无人车运行的安全性与稳定性，自动驾驶技术中的车 辆的路径跟踪控制方法更是近年来研究的重中之重。然而，当车辆处于横向加 速度较大的的情形下，现有技术中的车辆的路径跟踪控制方法难以保证无人车 按照预期路线运行，极易导致驾驶危险。
技术实现思路
[0003]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种无人车路径跟踪控制方法、 装置、计算机设备和存储介质。
[0004]第一方面，提供了一种无人车路径跟踪控制方法，该方法包括：
[0005]建立具有非线性轮胎特性的第一车辆路径跟踪动力学模型，其中，该第一 车辆路径跟踪动力学模型包括非线性轮胎动力学模型；将该非线性轮胎动力学 模型按照无人车工作点划分为若干工作区域，并基于该工作点的划分以及各工 作区域建立第一模糊规则；根据该第一模糊规则及该第一车辆路径跟踪动力学 模型，建立具有线性轮胎特性的第二车辆路径跟踪动力学模型；将无人车运行 工况进行划分，基于该运行工况的划分建立第二模糊规则，并根据该第二模糊 规则以及该第二车辆路径跟踪动力学模型设计控制器；基于该控制器控制无人 车运行。
[0006]在其中一个实施例中，建立具有非线性轮胎特性的第一车辆路径跟踪动力 学模型包括：建立路径跟踪运动学关系；建立具有非线性轮胎特性的车辆二自 由度模型；基于车辆二自由度模型及路径跟踪运动学关系，建立第一车辆路径 跟踪动力学模型。
[0007]在其中一个实施例中，建立具有非线性轮胎特性的车辆二自由度模型包括： 获取车辆的质量、车辆质心处的转动惯量、前后轴到质心到的距离、前后轮胎 所受的侧向力以及车身偏航角；根据获取到的车辆的质量、车辆质心处的转动 惯量、前后轴到质心到的距离、前后轮胎所受的侧向力以及车身偏航角，建立 车辆二自由度模型。
[0008]在其中一个实施例中，根据该第一模糊规则及该第一车辆路径跟踪动力学 模型，建立具有线性轮胎特性的第二车辆路径跟踪动力学模型，包括：基于第 一模糊规则建立带有隶属度函数的方程；根据带有隶属度函数的方程及第一车 辆路径跟踪动力学模型，建立第二车辆路径跟踪动力学模型。
[0009]在其中一个实施例中，基于控制器控制无人车运行包括：根据控制器得到 控制输入函数；在控制输入函数中引入自适应率，得到优化后的控制输入转角； 根据优化后的控制输入转角，控制无人车运动。
[0010]在其中一个实施例中，根据控制器得到控制输入函数包括：根据路径跟踪 的期望状态与路径跟踪的真实状态计算路径跟踪的状态误差；根据该状态误差 得到非线性切换面；根据获取到的该非线性切换面、该期望状态及该状态误差， 得到控制输入函数。
[0011]在其中一个实施例中，在控制输入函数中引入自适应率，得到优化后的控 制输入转角，包括：控制输入函数包括等效控制及切换控制在等效 控制中引入自适应率，得到优化后的等效控制基于模糊算法求切换 控制与优化后的等效控制的和，得到优化后的控制输入转角。
[0012]第二方面，提供了一种无人车路径跟踪控制装置，该装置包括：第一模型 建立模块，用于建立具有非线性轮胎特性的第一车辆路径跟踪动力学模型，其 中，该第一车辆路径跟踪动力学模型包括非线性轮胎动力学模型；第一模糊规 则建立模块，用于将该非线性轮胎动力学模型按照无人车工作点划分为若干工 作区域，并基于该工作点的划分以及各工作区域建立第一模糊规则；第二模型 建立模块，用于根据该第一模糊规则及该第一车辆路径跟踪动力学模型，建立 具有线性轮胎特性的第二车辆路径跟踪动力学模型；控制器设计模块，用于将 无人车运行工况进行划分，基于该运行工况的划分建立第二模糊规则，并根据 该第二模糊规则以及该第二车辆路径跟踪动力学模型设计控制器；控制模块， 用于基于该控制器控制无人车运行。
[0013]在其中一个实施例中，该第一模型建立模块，具体用于：建立路径跟踪运 动学关系；建立具有非线性轮胎特性的车辆二自由度模型；基于所述车辆二自 由度模型及所述路径跟踪运动学关系，建立所述第一车辆路径跟踪动力学模型。
[0014]在其中一个实施例中，该第一模型建立模块，具体用于：获取车辆的质量、 车辆质心处的转动惯量、前后轴到质心到的距离、前后轮胎所受的侧向力以及 车身偏航角；根据获取到的所述车辆的质量、所述车辆质心处的转动惯量、所 述前后轴到质心到的距离、所述前后轮胎所受的侧向力以及所述车身偏航角， 建立所述车辆二自由度模型。
[0015]在其中一个实施例中，该第二模型建立模块，具体用于：基于所述第一模 糊规则建立带有隶属度函数的方程；根据所述带有隶属度函数的方程及所述第 一车辆路径跟踪动力学模型，建立所述第二车辆路径跟踪动力学模型。
[0016]在其中一个实施例中，该控制模块，具体用于：根据所述控制器得到控制 输入函数；在所述控制输入函数中引入自适应率，得到优化后的控制输入转角； 根据所述优化后的控制输入转角，控制所述无人车运动。
[0017]在其中一个实施例中，该控制模块，具体用于：根据路径跟踪的期望状态 与路径跟踪的真实状态计算路径跟踪的状态误差；根据该状态误差得到非线性 切换面；根据获取到的该非线性切换面、该期望状态及该状态误差，得到控制 输入函数。
[0018]在其中一个实施例中，该控制模块，具体用于：所述控制输入函数包括等 效控制及切换控制在所述等效控制中引入所述自适应率，得到 优化后的等效控制基于模糊算法求所述切换控制与所述优化后的等 效控制的和，得到所述优化后的控制输入转角。
[0019]第三方面，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储 有计算机程序，该处理器执行所述计算机程序时实现第一方面中任一项所述的 方法的步骤。
[0020]第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该 计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述的方法的步骤。
[0021]本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0022]本申请实施例中，在建立具有非线性轮胎特性的第一车辆路径跟踪动力学 模型的基础上，将非线性轮胎动力学模型按照无人车工作点划分为若干工作区 域，从而建立具有线性轮胎特性的第二车辆路径跟踪动力学模型，该第二车辆 路径跟踪动力学模型可以体现无人车轮胎的非线性特征，因此，以第二车辆路 径跟踪动力学模型为基础设计的控制器，可以控制无人车在处于较大横向加速 度的情形下按照预期路线运行，提高了无人车运行的安全性。
附图说明
[0023]图1为本申请实施例提供的一种实施环境的示意图；
[0024]图2为本申请实施例提供的一种无人车路径跟踪控制方法的流程图；
[0025]图3为本申请实施例提供的一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无人车路径跟踪控制方法，其特征在于，所述方法包括：建立具有非线性轮胎特性的第一车辆路径跟踪动力学模型，其中，所述第一车辆路径跟踪动力学模型包括非线性轮胎动力学模型；将所述非线性轮胎动力学模型按照无人车工作点划分为若干工作区域，并基于所述工作点的划分以及各所述工作区域建立第一模糊规则；根据所述第一模糊规则及所述第一车辆路径跟踪动力学模型，建立具有线性轮胎特性的第二车辆路径跟踪动力学模型；将无人车运行工况进行划分，基于所述运行工况的划分建立第二模糊规则，并根据所述第二模糊规则以及所述第二车辆路径跟踪动力学模型设计控制器；基于所述控制器控制无人车运行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立具有非线性轮胎特性的第一车辆路径跟踪动力学模型包括：建立路径跟踪运动学关系；建立具有非线性轮胎特性的车辆二自由度模型；基于所述车辆二自由度模型及所述路径跟踪运动学关系，建立所述第一车辆路径跟踪动力学模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立具有非线性轮胎特性的车辆二自由度模型包括：获取车辆的质量、车辆质心处的转动惯量、前后轴到质心到的距离、前后轮胎所受的侧向力以及车身偏航角；根据获取到的所述车辆的质量、所述车辆质心处的转动惯量、所述前后轴到质心到的距离、所述前后轮胎所受的侧向力以及所述车身偏航角，建立所述车辆二自由度模型。4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一模糊规则及所述第一车辆路径跟踪动力学模型，建立具有线性轮胎特性的第二车辆路径跟踪动力学模型，包括：基于所述第一模糊规则建立带有隶属度函数的方程；根据所述带有隶属度函数的方程及所述第一车辆路径跟踪动力学模型，建立所述第二车辆路径跟踪动力学模型。5.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述基于所述控制器控制无人车运行包括：根据所述控制器得到控制输入函数；在所述控制输入函数中引入自适...
【专利技术属性】
技术研发人员：张新荣，王莹，杨泽宇，苏炎召，黄晋，钟志华，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：
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