车辆控制方法、设备、车辆及存储介质技术

本申请提供一种车辆控制方法、设备、车辆及存储介质，该车辆控制方法包括：根据预设车辆横向动力学模型，获得车辆在目标时段的预测状态值；根据预测状态值和车辆的期望倒车轨迹上的目标点，确定车辆在目标时段的期望状态值；根据预测状态值、期望状态值，确定车辆在目标时段的前轮转向角度，以使车辆根据前轮转向角度行驶。由于此过程中兼顾了车头和挂车这两个刚体连接的动力学特性，可以有效的保证车辆按照期望倒车轨迹进行倒车，同时保障车辆在倒车过程中的平稳度，防止车辆发生折叠、碰撞等现象，提升车辆倒车过程中的安全性。提升车辆倒车过程中的安全性。提升车辆倒车过程中的安全性。

【技术实现步骤摘要】
车辆控制方法、设备、车辆及存储介质


[0001]本申请涉及自动驾驶技术，尤其涉及一种车辆控制方法、设备、车辆及存储介质。

技术介绍

[0002]随着物流运输业的不断发展，当今社会对大型车辆的需求也越来越多，例如，由牵引车头和挂车组成的重型集卡等，此类大型车辆具有载重量大、车体长、视角差等特点，其驾驶难度较高。
[0003]相关技术中，为了降低驾驶难度，将自动驾驶技术引入此类大型车辆，目前的自动驾驶技术中通常采用横向控制算法来控制车辆的行驶。然而，在倒车过程中，牵引车头和挂车两个刚体之间的连接是非线性的，二者的连接不够稳定，会使得车辆产生折叠、碰撞的现象。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种车辆控制方法、设备、车辆及存储介质，用以解决大型车辆在倒车过程中容易产生折叠、碰撞的问题。
[0005]第一方面，本申请提供一种车辆控制方法，该车辆包括车头和挂车，该车辆控制方法包括：根据预设车辆横向动力学模型，获得车辆在目标时段的预测状态值，预设车辆横向动力学模型是基于车头和挂车的相关参数构建的；根据预测状态值和车辆的期望倒车轨迹上的目标点，确定车辆在目标时段的期望状态值；根据预测状态值、期望状态值，确定车辆在目标时段的前轮转向角度，以使车辆根据前轮转向角度行驶。
[0006]一些实施例中，车辆在目标时段的预测状态值包括：车辆的预测铰接角度、预测车头朝向角度和预测横向位移；
[0007]根据预设车辆横向动力学模型，获得车辆在目标时段的预测状态值，包括：根据预设采样周期，对预设车辆横向动力学模型进行离散化处理，获取车辆在目标时段的预测铰接角度、预测车头朝向角度和预测横向位移。
[0008]一些实施例中，根据预测状态值和车辆的期望倒车轨迹上的目标点，确定车辆在目标时段的期望状态值，包括：根据预设运动学模型和车辆当前的重心点纵坐标，获得车头在目标时段的预测重心点的纵坐标；根据预测车头朝向角度、预测横向位移、预测重心点的纵坐标，确定车头在目标时段的预测重心点坐标；根据预测重心点坐标和车辆的期望倒车轨迹上的目标点，确定车辆在目标时段的期望状态值。
[0009]一些实施例中，车辆在目标时段的期望状态值包括：车辆的期望铰接角度、期望车头朝向角度和期望横向位移；
[0010]根据预测重心点坐标和车辆的期望倒车轨迹上的目标点，确定车辆在目标时段的期望状态值，包括：根据预测重心点坐标和预测铰接角度，获得挂车在目标时段的尾端中心点坐标；根据预测重心点坐标和目标点的坐标，获得期望车头朝向角度和期望横向位移；根据尾端中心点坐标和目标点的坐标，确定车辆在目标时段的期望铰接角度。
[0011]一些实施例中，根据预测重心点坐标和预测铰接角度，获得挂车在目标时段的尾端中心点坐标，包括：获取第一距离和第二距离，第一距离为挂车的轴距，第二距离为挂车和车头的连接点到车头重心点的距离；根据第一距离、第二距离、预测重心点坐标和预测铰接角度，确定尾端中心点坐标。
[0012]一些实施例中，根据尾端中心点坐标和目标点的坐标，确定车辆在目标时段的期望铰接角度，包括：确定期望倒车轨迹上与尾端中心点距离为目标距离的点为目标点；根据目标距离和尾端中心点坐标，确定目标点的坐标；根据目标点的坐标和尾端中心点坐标，确定目标角度，目标角度为车辆在当前位置的车头中轴线与车辆在目标点时车头中轴线之间的夹角；根据目标角度，确定车辆在目标时段的期望铰接角度。
[0013]一些实施例中，预设车辆横向动力学模型如下：
[0014][0015][0016]其中，m1为车头质量，m2为挂车质量，a1为车头的前轮到车头重心的距离，b1为车头的后轮到车头重心点的距离，a2为挂车与车头的连接点到挂车重心点的距离，b2为挂车的后轮到挂车重心点的距离，h为挂车与车头的连接点到车头重心点的距离，l1为车头的轴距，l2为挂车的轴距，I1为车头垂直方向转动惯量，I2为挂车垂直方向转动惯量，c1为车头前轮侧偏刚度，c2为车头后轮侧偏刚度，c3为挂车后轮侧偏刚度，v为车辆当前的纵向速度，u为车头当前的车轮转角；
[0017]为车辆当前的状态值，X为车辆在目标时段的预测状态值，状态值包括横向速度、横摆角速度、挂车相对车头的旋转角速度、挂车与车头的铰接角度、横向位移和车头朝向角度。
[0018]一些实施例中，根据预测状态值、期望状态值，确定车辆在目标时段的前轮转向角度，包括：通过如下公式，获得车辆在目标时段的前轮转向角度：
[0019][0020]其中，Q为第一预设权重，R为第二预设权重，N和k用于指示目标时段，X为车辆在目
标时段的预测状态值，e
r
为车辆在目标时段的期望状态值。
[0021]第二方面，本申请实施例提供一种车辆控制设备，车辆包括车头和挂车，车辆控制设备包括：
[0022]获取模块，用于根据预设车辆横向动力学模型，获得车辆在目标时段的预测状态值，预设动力学模型是基于车头和挂车的相关参数构建的；
[0023]确定模块，用于根据预测状态值和车辆的期望倒车轨迹上的目标点，确定车辆在目标时段的期望状态值，根据预测状态值、期望状态值，确定车辆在目标时段的前轮转向角度，以使车辆根据前轮转向角度行驶。
[0024]第三方面，本申请实施例提供一种车辆控制设备，包括：存储器和处理器；
[0025]存储器用于存储程序指令；处理器用于调用存储器中的程序指令执行如第一方面的车辆控制方法。
[0026]第四方面，本申请实施例提供一种车辆，包括：车头、挂车以及第三方面的车辆控制设备。
[0027]第五方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面车辆控制方法。
[0028]本申请提供的车辆控制方法、设备、车辆和存储介质，该车辆控制方法包括：根据预设车辆横向动力学模型，获得车辆在目标时段的预测状态值；根据预测状态值和车辆的期望倒车轨迹上的目标点，确定车辆在目标时段的期望状态值；根据预测状态值、期望状态值，确定车辆在目标时段的前轮转向角度，以使车辆根据前轮转向角度行驶。由于此过程中兼顾了车头和挂车这两个刚体连接的动力学特性，可以有效的保证车辆按照期望倒车轨迹进行倒车，同时保障车辆在倒车过程中的平稳度，防止车辆发生折叠、碰撞等现象，提升车辆倒车过程中的安全性。
附图说明
[0029]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0030]图1为本申请实施例提供的场景示意图；
[0031]图2为本申请实施例提供的车辆控制方法的流程示意图一；
[0032]图3为本申请实施例提供的车辆控制方法的原理示意图；
[0033]图4为本申请实施例提供的车辆控制方法的流程示意图二；
[0034]图5为本申请实施例提供的车辆控制装置的结构示意图；
[0035]图6为本申请实施例提供的车辆控制设备的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆控制方法，其特征在于，所述车辆包括车头和挂车，所述车辆控制方法包括：根据预设车辆横向动力学模型，获得所述车辆在目标时段的预测状态值，所述预设车辆横向动力学模型是基于所述车头和所述挂车的相关参数构建的；根据所述预测状态值和所述车辆的期望倒车轨迹上的目标点，确定所述车辆在所述目标时段的期望状态值；根据所述预测状态值、所述期望状态值，确定所述车辆在所述目标时段的前轮转向角度，以使所述车辆根据所述前轮转向角度行驶。2.根据权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，所述车辆在所述目标时段的预测状态值包括：所述车辆的预测铰接角度、预测车头朝向角度和预测横向位移；所述根据预设车辆横向动力学模型，获得所述车辆在目标时段的预测状态值，包括：根据预设采样周期，对所述预设车辆横向动力学模型进行离散化处理，获取车辆在所述目标时段的预测铰接角度、预测车头朝向角度和预测横向位移。3.根据权利要求2所述的车辆控制方法，其特征在于，所述根据所述预测状态值和所述车辆的期望倒车轨迹上的目标点，确定所述车辆在目标时段的期望状态值，包括：根据预设运动学模型和所述车辆当前的重心点纵坐标，获得所述车头在目标时段的预测重心点的纵坐标；根据所述预测车头朝向角度、所述预测横向位移、所述预测重心点的纵坐标，确定所述车头在目标时段的预测重心点坐标；根据所述预测重心点坐标和所述车辆的期望倒车轨迹上的目标点，确定所述车辆在目标时段的期望状态值。4.根据权利要求3所述的车辆控制方法，其特征在于，所述车辆在所述目标时段的期望状态值包括：所述车辆的期望铰接角度、期望车头朝向角度和期望横向位移；所述根据所述预测重心点坐标和所述车辆的期望倒车轨迹上的目标点，确定所述车辆在所述目标时段的期望状态值，包括：根据所述预测重心点坐标和所述预测铰接角度，获得所述挂车在目标时段的尾端中心点坐标；根据所述预测重心点坐标和所述目标点的坐标，获得所述期望车头朝向角度和所述期望横向位移；根据所述尾端中心点坐标和所述目标点的坐标，确定所述车辆在所述目标时段的期望铰接角度。5.根据权利要求4所述的车辆控制方法，其特征在于，所述根据所述预测重心点坐标和所述预测铰接角度，获得所述挂车在目标时段的尾端中心点坐标，包括：获取第一距离和第二距离，所述第一距离为所述挂车的轴距，所述第二距离为所述挂车和所述车头的连接点到车头重心点的距离；根据所述第一距离、所述第二距离、所述预测重心点坐标和所述预测铰接角度，确定所述尾端中心点坐标。6.根据权利要求4所述的车辆控制方法，其特征在于，所述根据所述尾端中心点坐标和所述目标点的坐标，确定所述车辆在所述目标时段的期望铰接角度，包括：
确定所述期望倒车轨迹上与所述尾端中心点距离为目标距离的点为所述目标点；根据所述目标距离和所述尾端中心点坐标，确定所述目标点的坐标；根据所述目标点的坐标和所述尾端中心点坐标，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振，刘石劬，杨政，何晓飞，
申请(专利权)人：杭州飞步科技有限公司，
类型：发明
国别省市：