自动倒车控制方法、装置、车辆和存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种自动倒车控制方法、装置、车辆和存储介质。所述方法以倒车的后轮速度方向为正方向建立倒车坐标系，获取车辆在倒车坐标系下的倒车目标轨迹信息，能够避免使用倒车可行驶区域位置信息进行坐标转换带来的误差，根据倒车目标行驶轨迹实时计算一定范围内最大曲率变化的数据点位置，根据该目标位置与车辆的误差值进行倒车控制，可实现控制系统的提前控制功能，弥补系统延迟等原因导致误差的累积，提升倒车尤其是泊车位控制精准度。该方法提高了自动倒车控制的精度。提高了自动倒车控制的精度。提高了自动倒车控制的精度。

【技术实现步骤摘要】
自动倒车控制方法、装置、车辆和存储介质


[0001]本申请涉及自动驾驶控制
，特别是涉及一种自动倒车控制方法、装置、车辆和存储介质。

技术介绍

[0002]随着汽车智能化、网联化技术发展，我国的智能驾驶技术也在飞速发展当中，并且在特定园区物流及港口等特定区域自动驾驶已经陆续实现。
[0003]车辆的自动倒车属于自动驾驶中不可或缺的技术，尤其在辅助驾驶和部分无人车技术日渐成熟，应用场景越来越丰富去前提下，对自主倒车入库提出了需求，比如无人矿区矿卡的自主装/卸矿、带挂卡车的辅助倒车、轿车的自主泊车等。由于汽车转向系统普遍采用前轮驱动，这使得车辆在前向自动驾驶时能良好的跟随规划轨迹进行控制。而对于轴距较长的车辆采用前轮驱动进行倒车控制时，尤其如带挂卡车的倒车控制时，往往由于控制模型的不准确、传感器信号的误差、前轮驱动执行机构的响应延迟等原因，导致大型车辆的倒车控制效果不理想，倒车精度无法满足要求。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高倒车精度的自动倒车控制方法、装置、车辆和存储介质。
[0005]一种自动倒车控制方法，所述方法包括：
[0006]获取根据车辆位置和倒车位位置生成的车辆在倒车坐标系下的倒车目标轨迹信息；其中，以车辆质心位置为中心点，以倒车的后轮速度方向为正方向建立倒车坐标系；
[0007]根据所述倒车目标轨迹信息实时计算倒车目标轨迹范围内轨迹点的曲率，根据所述倒车目标轨迹范围内轨迹点的曲率与车辆实际曲率，得到所述倒车坐标系下的目标行驶轨迹点；
[0008]根据所述倒车坐标系下的所述目标行驶轨迹点，计算倒车时车辆与目标行驶轨迹点的误差信息；
[0009]根据所述误差信息进行倒车控制。
[0010]一种自动倒车控制装置，所述装置包括：
[0011]目标轨迹获取模块，用于获取根据车辆位置和倒车位位置生成的车辆在倒车坐标系下的倒车目标轨迹信息；其中，以车辆质心位置为中心点，以倒车的后轮速度方向为正方向建立倒车坐标系；
[0012]目标行驶轨迹点确定模块，用于根据所述倒车目标轨迹信息实时计算倒车目标轨迹范围内轨迹点的曲率，根据所述倒车目标轨迹范围内轨迹点的曲率与车辆实际曲率，得到所述倒车坐标系下的目标行驶轨迹点；
[0013]误差计算模块，用于根据所述倒车坐标系下的所述目标行驶轨迹点，计算倒车时车辆与目标行驶轨迹点的误差信息；
[0014]倒车控制模块，用于根据所述误差信息进行倒车控制。
[0015]一种车辆，包括车辆控制器，以及与所述车辆控制器连接的激光雷达、摄像头、雷达感应器和，所述存储器存储有计算机程序，所述车辆控制器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0016]获取根据车辆位置和倒车位位置生成的车辆在倒车坐标系下的倒车目标轨迹信息；其中，以车辆质心位置为中心点，以倒车的后轮速度方向为正方向建立倒车坐标系；
[0017]根据所述倒车目标轨迹信息实时计算倒车目标轨迹范围内轨迹点的曲率，根据所述倒车目标轨迹范围内轨迹点的曲率与车辆实际曲率，得到所述倒车坐标系下的目标行驶轨迹点；
[0018]根据所述倒车坐标系下的所述目标行驶轨迹点，计算倒车时车辆与目标行驶轨迹点的误差信息；
[0019]根据所述误差信息进行倒车控制。
[0020]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0021]获取根据车辆位置和倒车位位置生成的车辆在倒车坐标系下的倒车目标轨迹信息；其中，以车辆质心位置为中心点，以倒车的后轮速度方向为正方向建立倒车坐标系；
[0022]根据所述倒车目标轨迹信息实时计算倒车目标轨迹范围内轨迹点的曲率，根据所述倒车目标轨迹范围内轨迹点的曲率与车辆实际曲率，得到所述倒车坐标系下的目标行驶轨迹点；
[0023]根据所述倒车坐标系下的所述目标行驶轨迹点，计算倒车时车辆与目标行驶轨迹点的误差信息；
[0024]根据所述误差信息进行倒车控制。
[0025]上述自动倒车控制方法、装置、车辆和存储介质，以倒车的后轮速度方向为正方向建立倒车坐标系，获取车辆在倒车坐标系下的倒车目标轨迹信息，能够避免使用倒车可行驶区域位置信息进行坐标转换带来的误差，根据倒车目标行驶轨迹实时计算一定范围内最大曲率变化的数据点位置，根据该目标位置与车辆的误差值进行倒车控制，可实现控制系统的提前控制功能，弥补系统延迟等原因导致误差的累积，提升倒车尤其是泊车位控制精准度。该方法提高了自动倒车控制的精度。
附图说明
[0026]图1为一个实施例中自动倒车控制方法的应用环境图；
[0027]图2为一个实施例中自动倒车控制方法的流程示意图；
[0028]图3为一个实施例中倒车坐标系和车辆倒车运动学模型的示意图；
[0029]图4为一个实施例中生成目标轨迹数据的步骤流程示意图；
[0030]图5为一个实施例中前轮驱动的倒车动力学模型的示意图；
[0031]图6为一个实施例中后轮速度方向角和车辆实际速度的关系示意图；
[0032]图7为一个实施例中带挂卡车的铰接信息在倒车坐标系的示意；
[0033]图8为一个实施例中误差信息的示意图；
[0034]图9为另一个实施例中误差信息的示意图；
[0035]图10为一个实施例中自动倒车控制装置的结构框图；
[0036]图11为一个实施例中车辆的内部结构图。
具体实施方式
[0037]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0038]本申请提供的自动倒车控制方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。
[0039]该应用环境包括车辆100，车辆配置有激光雷达101、摄像头102、雷达感应器103以及车辆控制器104。其中，激光雷达101、摄像头102、雷达感应器 103分别与控制器104连接。激光雷达101采集设备环境的三维地图，摄像头 102实时采集设备周围图像。基于图像识别技术可辅助识别信号灯各障碍物。雷达感应器可确定障碍物的距离。控制器104存储有高精度地图，利用发激光雷达101、摄像头102以及雷达感应器103的数据以及高精度地图进行设备控制实现自动行驶。车辆100可以为矿区的矿卡、重卡、公交车、轿车等自动驾驶汽车。可用于自动驾驶车辆实际应用中需要进行自主倒车才能完成车位泊车、卸矿点卸矿、路边侧方位停车等场景，同样可应用于辅助驾驶员自动控制车辆按照规划路径进行倒车行驶的场景。
[0040]在一个实施例中，如图2所示，提供了一种自动倒车控制方法，以该方法应用于图1中的车辆控制器为例进行说明，包括以下步骤：
[0041]步骤202，获取根据车辆位置和倒车位位置生成的车辆在倒车坐标系下的倒车目标轨迹信息；其中，以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动倒车控制方法，所述方法包括：获取根据车辆位置和倒车位位置生成的车辆在倒车坐标系下的倒车目标轨迹信息；其中，以车辆质心位置为中心点，以倒车的后轮速度方向为正方向建立倒车坐标系；根据所述倒车目标轨迹信息实时计算倒车目标轨迹范围内轨迹点的曲率，根据所述倒车目标轨迹范围内轨迹点的曲率与车辆实际曲率，得到所述倒车坐标系下的目标行驶轨迹点；根据所述倒车坐标系下的所述目标行驶轨迹点，计算倒车时车辆与目标行驶轨迹点的误差信息；根据所述误差信息进行倒车控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取根据车辆位置和倒车位位置生成的车辆在倒车坐标系下的倒车目标轨迹信息，包括：获取地图信息和车辆位置信息；根据地图信息获取倒车位的位置信息，根据所述倒车位的位置信息，生成倒车位的目标点位置信息；根据所述车辆位置信息和所述倒车位目标点位置信息，拟合出倒车坐标下系下的倒车目标轨迹信息。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述倒车目标轨迹信息实时计算倒车目标轨迹范围内轨迹点的曲率，根据所述倒车目标轨迹范围内轨迹点的曲率与车辆实际曲率，得到所述倒车坐标系下的目标行驶轨迹点根据所述倒车目标轨迹信息，判断车身质心位置距离倒车轨迹终点是否大于预设距离；若是，则遍历车辆位置到预设距离长度范围内的轨迹点的曲率数据，得到倒车目标轨迹范围内轨迹点的曲率；获取倒车目标轨迹范围内轨迹点的曲率与车辆实际曲率的绝对差值；选择绝对差值最大的轨迹数据点，得到所述倒车坐标系下的目标行驶轨迹点。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述倒车坐标系下的所述目标行驶轨迹点，计算倒车时车辆与目标行驶轨迹点的误差信息，包括：基于所述倒车坐标系和倒车时前轮转向驱动的车辆模型，建立前轮驱动的倒车动力学模型；根据所述前轮驱动的倒车动力学模型，计算倒车时车辆与目标行驶轨迹点的横向位置误差信息和航向角误差信息；计算倒车时车辆与目标行驶轨迹点的纵向位置误差和速度误差。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述误差信息进行倒车控制，包括：根据所述横向位置误差信息和航向角误差信息，计算横向方向盘控制量，得到横向方向盘控制指令；根据倒车时车辆与所述目标行驶轨迹点的纵向位置误差、速度误差以及加速度数据，计算控制车辆倒车的纵向行驶控制指令；根据所述横向方向盘控制指令和所述纵向行驶控制指令进行倒车控制；
当车辆实际位置与目标位置的距离在误差范围内，且速度为0时，完成倒车。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述横向方向盘控制指令和所述纵向行驶控制指令进行倒车控制，包括：将所述横向方向盘控制指令转换为车辆底盘可识别的方向盘转向和转动百分比，控制车辆横向动作；将所述纵向行驶控制指令转换为车辆底盘电子踏板可识别的气节门或刹车信息，控制车辆纵向动作。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述纵向行驶控制指令转换为车辆底盘电子踏板可识别的气节门或刹车信息，控制车辆纵向动作之前，包括：当倒车且车辆未启动时，启动倒车起步横向控制；计算目标方向盘角度与实际方向盘角度差值的绝对值；根据所述绝对值与目标方向盘角度的比值计算气节门权重系统，所述权重系数用于控制气节门的开度进而控制倒时车车辆速度；当所述车辆速度达到一定值，或方向盘差值小于一定值时，退出倒车起步控制。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述车辆包括带挂卡车；所述倒车坐标系以所述带挂卡车车头质心为中心，以车头后轮行驶方向为正方向；所述方法还包括：获取所述带挂卡车的挂车与车头的铰接角度信息；根据所述前轮驱动的倒车动力学模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡斯博，姚丽，黄露，杨易，
申请(专利权)人：长沙智能驾驶研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：