智能驾驶车辆横向控制方法和模块技术

本发明专利技术公开了一种智能驾驶车辆横向控制方法，包括：形成车辆横向期望轨迹；将x1代入车辆横向期望轨迹计算得到y1，根据y1提供控制扭矩或转角至电动助力转向，x1第一指定近点X轴位置，y1第一近点Y轴位置偏差；将x2代入车辆横向期望轨迹计算得到y2，根据y2提供控制扭矩或转角至电动助力转向，x2第一指定远点X轴位置，y2第一远点Y轴位置偏差；将x3代入车辆横向期望轨迹一阶导数计算得a1，根据a1提供控制扭矩或转角至电动助力转向，x3第二指定近点X轴位置，a1是近点航向角偏差；将x5代入车辆横向期望轨迹二阶导数计算得y

【技术实现步骤摘要】
智能驾驶车辆横向控制方法和模块


[0001]本专利技术涉及汽车领域，特别是涉及一种智能驾驶车辆横向控制方法，以及一种智能驾驶车辆横向控制模块。

技术介绍

[0002]智能驾驶(包括高级辅助驾驶及无人驾驶)产品中，横向功能的期望轨迹一般根据摄像头识别的车道线、行驶路径上最近车辆的历史轨迹或路径规划模块给出的全局和局部轨迹得到。横向控制模块根据车辆与期望轨迹的位置偏差或航向角偏差动态调整方向盘转角或扭矩，使车辆按照期望轨迹行驶。
[0003]对于不同车型，车辆轮胎、悬架和电动助力转向系统结构和特性均有差别，即使对同一车型，各系统也有可能由多家供应商提供，其性能存在差异。对一些车型，横向控制只使用一个点偏差或只使用一个点航向角偏差就可以使车辆较好的按照期望轨迹行驶。但对大多数车型来讲，控制方案需要不断调整适配。因此需要提出一套通用的横向控制方案，提升横向控制方案的适用性。

技术实现思路

[0004]在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于偏差、航向角和前馈的智能驾驶车辆横向控制方法。
[0006]以及，本专利技术还提供了一种基于偏差、航向角和前馈的智能驾驶车辆横向控制模块。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种智能驾驶车辆横向控制方法，包括以下步骤：
[0008]S1，建立指定坐标系，形成车辆横向期望轨迹；
[0009]S2，近点位置偏差控制，将x1代入车辆横向期望轨迹计算得到y1，根据y1使用PID控制提供第一部分控制扭矩或转角至电动助力转向，x1是第一指定近点X轴位置，y1是第一近点Y轴位置偏差；
[0010]S3，远点位置偏差控制，将x2代入车辆横向期望轨迹计算得到y2，根据y2使用PID控制提供第二部分控制扭矩或转角至电动助力转向，x2是第一指定远点X轴位置，y2是第一远点Y轴位置偏差；
[0011]S4，近点航向角偏差控制，将x3代入车辆横向期望轨迹一阶导数计算得a1，根据a1使用PID控制提供第三部分控制扭矩或转角至电动助力转向，x3是第二指定近点X轴位置，a1是近点航向角偏差；
[0012]S5，单点曲率前馈控制，将x5代入车辆横向期望轨迹二阶导数计算得y
5”,根据y
5”动态提供第四部分控制扭矩或转角至电动助力转向，x5是第一指定点；
[0013]可选择的，能根据y
5”查表提供第四部分控制扭矩或转角至电动助力转向，所述表是标定获得的y
5”与控制扭矩或转角关系的一维表格；
[0014]可选择的，能根据y
5”计算控制扭矩或转角，T＝K
×
y5，K为指定系数，T为输出控制扭矩或转角；
[0015]S6，根据第一部分～第四部分控制扭矩或转角之和作为最终输送电动助力转向的控制扭矩或转角。
[0016]可选择的，进一步改进所述的智能驾驶车辆横向控制方法，执行至步骤S5后先执行步骤S5
’
后再执行步骤S6；
[0017]S5
’
，远点航向角偏差P控制，将x4代入车辆横向期望轨迹一阶导数计算得a2，根据a2使用PID控制提供第五部分控制扭矩或转角至电动助力转向，x4是第二指定远点X轴位置，a2是远点航向角偏差；
[0018]S6
’
,根据第一部分～第五部分控制扭矩或转角之和作为最终输送电动助力转向的控制扭矩或转角。
[0019]可选择的，进一步改进所述的智能驾驶车辆横向控制方法，执行步骤S1时，以车辆后轴中心作为坐标系原点,车辆行驶方向为X轴，垂直车辆行驶方向为Y轴建立指定坐标系。
[0020]可选择的，进一步改进所述的智能驾驶车辆横向控制方法，车辆横向期望轨迹表达式为：y＝c0+c1x+c2x2+c3x3；
[0021]车辆横向期望轨迹一阶导数为：y
’
＝c1+2c2x+3c3x2；
[0022]车辆横向期望轨迹二阶导数为：y”＝2c2+6c3x；
[0023]c0为坐标原点处车辆与期望轨迹之间的位置偏差，c1、c2和c3为指定系数。c1、c2和c3一般由摄像头供应商或车道线融合算法得到，
[0024]可选择的，进一步改进所述的智能驾驶车辆横向控制方法，x1可以选择任意点，例如x1选择坐标原点。
[0025]可选择的，进一步改进所述的智能驾驶车辆横向控制方法，x2根据c2或车速查询标定表获得。所述标定表为一维查表，是c2或车速与x2大小的标定表。
[0026]可选择的，进一步改进所述的智能驾驶车辆横向控制方法，近点航向角偏差a1＝atan(y3’
)*57.3。
[0027]可选择的，进一步改进所述的智能驾驶车辆横向控制方法，远点航向角偏差a2＝atan(y4’
)*57.3。
[0028]可选择的，进一步改进所述的智能驾驶车辆横向控制方法，第一部分～第四部分控制扭矩或转角能通过PID控制获得。
[0029]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种智能驾驶车辆横向控制模块，包括：
[0030]期望轨迹生成单元，其用于建立指定坐标系，形成车辆横向期望轨迹；
[0031]近点位置偏差控制单元，其将x1代入车辆横向期望轨迹计算得到y1，根据y1使用PID控制提供第一部分控制扭矩或转角至电动助力转向，x1是第一指定近点X轴位置，y1是第一近点Y轴位置偏差；
[0032]远点位置偏差控制单元，将x2代入车辆横向期望轨迹计算得到y2，根据y2使用PID
控制提供第二部分控制扭矩或转角至电动助力转向，x2是第一指定远点X轴位置，y2是第一远点Y轴位置偏差；
[0033]近点航向角偏差控制单元，将x3代入车辆横向期望轨迹一阶导数计算得a1，根据a1使用PID控制提供第三部分控制扭矩或转角至电动助力转向，x3是第二指定近点X轴位置，a1是近点航向角偏差；
[0034]单点曲率前馈控制单元，将x5代入车辆横向期望轨迹二阶导数计算得y
5”,根据y
5”动态提供第四部分控制扭矩或转角至电动助力转向，x5是第一指定点；
[0035]横向控制单元，其根据第一部分～第四部分控制扭矩或转角之和作为最终输送电动助力转向的控制扭矩或转角。
[0036]可选择的，进一步改进所述的智能驾驶车辆横向控制模块，还包括：
[0037]远点航向角偏差P控制单元，其将x4代入车辆横向期望轨迹一阶导数计算得a2，根据a2使用PID控制提供第五部分控制扭矩或转角至电动助力转向，x4是第二指定远点X轴位置，a2是远点航向角偏差；
[0038]横向控制单元，根据第一部分～第五部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能驾驶车辆横向控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，建立指定坐标系，形成车辆横向期望轨迹；S2，近点位置偏差控制，将x1代入车辆横向期望轨迹计算得到y1，根据y1提供第一部分控制扭矩或转角至电动助力转向，x1是第一指定近点X轴位置，y1是第一近点Y轴位置偏差；S3，远点位置偏差控制，将x2代入车辆横向期望轨迹计算得到y2，根据y2提供第二部分控制扭矩或转角至电动助力转向，x2是第一指定远点X轴位置，y2是第一远点Y轴位置偏差；S4，近点航向角偏差控制，将x3代入车辆横向期望轨迹一阶导数计算得a1，根据a1提供第三部分控制扭矩或转角至电动助力转向，x3是第二指定近点X轴位置，a1是近点航向角偏差；S5，单点曲率前馈控制，将x5代入车辆横向期望轨迹二阶导数计算得y
5”,根据y
5”动态提供第四部分控制扭矩或转角至电动助力转向，x5是第一指定点；S6，根据第一部分～第四部分控制扭矩或转角之和作为最终输送电动助力转向的控制扭矩或转角。2.如权利要求1所述的智能驾驶车辆横向控制方法，其特征在于：执行至步骤S5后先执行步骤S5
’
后再执行步骤S6；S5
’
，远点航向角偏差P控制，将x4代入车辆横向期望轨迹一阶导数计算得a2，根据a2提供第五部分控制扭矩或转角至电动助力转向，x4是第二指定远点X轴位置，a2是远点航向角偏差；S6
’
,根据第一部分～第五部分控制扭矩或转角之和作为最终输送电动助力转向的控制扭矩或转角。3.如权利要求1所述的智能驾驶车辆横向控制方法，其特征在于：执行步骤S1时，以车辆后轴中心作为坐标系原点,车辆行驶方向为X轴，垂直车辆行驶方向为Y轴建立指定坐标系。4.如权利要求1所述的智能驾驶车辆横向控制方法，其特征在于：车辆横向期望轨迹表达式为：y＝c0+c1x+c2x2+c3x3；车辆横向期望轨迹一阶导数为：y
’
＝c1+2c2x+3c3x2；车辆横向期望轨迹二阶导数为：y”＝2c2+6c3x；c0为坐标原点处车辆与期望轨迹之间的位置偏差，c1、c2和c3为指定系数。5.如权利要求1所述的智能驾驶车辆横向控制方法，其特征在于：x2根据c2或车速查询标定表获得。6.如权利要求1所述的智能驾驶车辆横向控制方法，其特征在于：近点航向角偏差a1＝atan(y3’
)*57.3。7.如权利要求2所述的智能驾驶车辆横向控制方法，其特征在于：远点航向角偏差a2＝atan(y4’
)*57.3。8.如权利要求2所述的智能驾驶车辆横向控制方法，其特征在于：第一部分～第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：田贺，寇胜杰，张鹏娜，管登诗，杨静宁，芦畅，
申请(专利权)人：联创汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：