一种新型的无人驾驶线控底盘控制方法技术

本发明专利技术涉及无人驾驶技术领域，尤其涉及一种新型的无人驾驶线控底盘控制方法。其包括无人驾驶系统、线控底盘控制系统、用于获取车辆信息及采集相关数据的数据获取单元、分别与轮毂相连接且单独控制每个轮毂转动的轮毂电机。本发明专利技术的有益之处：本发明专利技术方案通过上层无人驾驶系统发送规划轨迹给线控底盘控制系统，然后线控底盘控制系统计算该轨迹是否能够执行，如果该轨迹超出了车辆能够执行的范围，反馈给无人驾驶系统，使其重新规划合适的轨迹，如果该轨迹合理可行，线控底盘控制系统计算出车轮转角和车轮转矩，然后执行，以此解决在较极端情况下无人驾驶系统发出的轨迹无法被执行而导致车辆碰撞或失控的问题。致车辆碰撞或失控的问题。致车辆碰撞或失控的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种新型的无人驾驶线控底盘控制方法


[0001]本专利技术涉及无人驾驶
，尤其涉及一种新型的无人驾驶线控底盘控制方法。

技术介绍

[0002]现有无人驾驶车辆遇到紧急情况，如当前方车辆突然变道到本车前方，本车车速高，刹车已无法避免事故，此时无人驾驶车辆需采取制动加转向的策略来避免碰撞，此时需要的轨迹会比较极端。而当前的无人驾驶轨迹规划模块未能完全利用轮胎的附着力，只考虑简单的动力学约束，采用了保守的规划策略，避免车辆失稳，无法得到有效的避撞轨迹
[0003]现有技术中，申请号为：2020108068883，通过不同的轮毂电机分别驱动不同的轮毂，为了解决在较极端情况下无人驾驶系统发出的轨迹无法被执行而导致车辆碰撞或失控的问题，通过线控底盘控制系统计算出车轮转角和车轮转矩，然后执行。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是，提供一种新型的无人驾驶线控底盘控制方法，以克服目前现有技术存在的上述不足。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种新型的无人驾驶线控底盘控制方法，其包括无人驾驶系统、线控底盘控制系统、用于获取车辆信息及采集相关数据的数据获取单元，还包括分别与轮毂相连接且单独控制每个轮毂转动的轮毂电机；所述无人驾驶系统用来模拟、规划计算出车辆行驶的轨迹，并将规划的轨迹传输至线控底盘控制系统，通过线控底盘控制系统计算该轨迹是否能够执行，如果该轨迹超出了车辆能够执行的范围，反馈给无人驾驶系统，使其重新规划合适的轨迹，如果该轨迹合理可行，线控底盘控制系统计算出车轮转角和车轮转矩，然后执行，从而避免碰撞，具体的计算方法如下：
[0007]S1、先根据车辆七自由度模型，得到车轮纵横向力，横摆角速度与车辆纵横向加速度的关系；
[0008]S2、在满足轮胎纵横向力的大小与轮胎垂向力关系为：
[0009]前提下，计算出每个轮胎的轮胎垂向力；
[0010]S3、再计算出四个车轮的附着利用率η
i
，使得四个车轮的附着利用率η
i
都接近，从而最大程度的利用轮胎的附着力；
[0011]S4、通过遗传算法得到四个车轮的纵向力F
xi
、横向力F
yi
以及附着利用率η
i
，最后根据Dugoff轮胎模型反算出车轮滑移率和侧偏角，通过轮胎滚动模型和轮胎侧偏力模型就可以计算出车轮转矩和车轮转角；
[0012]S5、将S4计算得到的四个车轮的转角和转矩目标传给线控底盘控制系统，通过线控底盘控制系统控制轮毂电机执行控制命令，从而使得车辆跟随目标轨迹。
[0013]优选的，所述线控底盘控制系统包含转向执行器、线控驱动执行器和线控制动执
行器。
[0014]优选的，具体的车轮纵横向力，横摆角速度与车辆纵横向加速度的关系为：
[0015]ma
y
＝F
yfl
+F
yfr
+F
yrl
+F
yrr
[0016][0017]式中，m为整车质量，F
xi
(i＝fl,fr,rl,rr)分别为前左轮，前右轮，后左轮，后右轮的纵向力，F
yi
(i＝fl,fr,rl,rr)分别为前左轮，前右轮，后左轮，后右轮的横向力，g为重力加速度，θ为道路坡度，C
D
为空气阻力系数，A
f
为迎风面积，ρ为空气密度，l
f
整车质心到前轴距离，l
r
整车质心到后轴距离，T
wf
为前轮距，T
wr
为后轮距。
[0018]优选的，具体的轮胎垂向力计算方法为：
[0019][0020]式中，l为轴距，h
cg
为车辆质心离地高度。
[0021]优选的，具体的附着利用率η
i
计算方法为：
[0022][0023][0024]按照上述计算方法，最终得到的带约束的目标函数计算如下：
[0025]。
[0026][0027]优选的，具体的出车轮滑移率和侧偏角计算方法为：
[0028][0029][0030]，式中，λ为轮胎滑移率，α为轮胎侧偏角，C
λ
为轮胎纵向刚度，C
α
为轮胎侧偏刚度，μ为路面附着系数。
[0031]本专利技术的有益效果是：本技术方案与传统的集中式驱动系统相比，取消了减速器、差速器和半轴，并且每个车轮的驱动/制动力矩可以独立控制；本专利技术方案通过上层无人驾驶系统发送规划轨迹给线控底盘控制系统，然后线控底盘控制系统计算该轨迹是否能够执行，如果该轨迹超出了车辆能够执行的范围，反馈给无人驾驶系统，使其重新规划合适的轨迹，如果该轨迹合理可行，线控底盘控制系统计算出车轮转角和车轮转矩，然后执行，以此解决在较极端情况下无人驾驶系统发出的轨迹无法被执行而导致车辆碰撞或失控的问题。
附图说明
[0032]图1为本专利技术一种新型的无人驾驶线控底盘控制方法的系统示意图；
[0033]图2为本专利技术算法流程图；
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0036]参照图1，一种新型的无人驾驶线控底盘控制方法，其包括无人驾驶系统、线控底盘控制系统、用于获取车辆信息及采集相关数据的数据获取单元、以及分别与轮毂相连接且单独控制每个轮毂转动的轮毂电机，所述无人驾驶系统用来模拟、规划计算出车辆行驶的轨迹，并将规划的轨迹传输至线控底盘控制系统，通过线控底盘控制系统计算该轨迹是否能够执行，如果该轨迹超出了车辆能够执行的范围，反馈给无人驾驶系统，使其重新规划合适的轨迹，如果该轨迹合理可行，线控底盘控制系统计算出车轮转角和车轮转矩，然后执行，从而避免碰撞。
[0037]线控底盘控制系统包含转向执行器、线控驱动执行器和线控制动执行器；线控转向执行器与转向主销集成在一起，该主销可以是虚拟主销亦可是悬架系统的一个部件，每个车轮都能够独立转向无干涉。与轮毂集成的轮毂电机通常作为线控驱动/制动执行器，与传统的集中式驱动系统相比，取消了减速器、差速器和半轴，并且每个车轮的驱动/制动力矩可以独立控制。
[0038]数据获取单元能够从车辆的can总线上直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型的无人驾驶线控底盘控制方法，其包括无人驾驶系统、线控底盘控制系统、用于获取车辆信息及采集相关数据的数据获取单元，其特征在于：还包括分别与轮毂相连接且单独控制每个轮毂转动的轮毂电机；所述无人驾驶系统用来模拟、规划计算出车辆行驶的轨迹，并将规划的轨迹传输至线控底盘控制系统，通过线控底盘控制系统计算该轨迹是否能够执行，如果该轨迹超出了车辆能够执行的范围，反馈给无人驾驶系统，使其重新规划合适的轨迹，如果该轨迹合理可行，线控底盘控制系统计算出车轮转角和车轮转矩，然后执行，从而避免碰撞，具体的计算方法如下：S1、先根据车辆七自由度模型，得到车轮纵横向力，横摆角速度与车辆纵横向加速度的关系；S2、在满足轮胎纵横向力的大小与轮胎垂向力关系为：前提下，计算出每个轮胎的轮胎垂向力；S3、再计算出四个车轮的附着利用率η
i
，使得四个车轮的附着利用率η
i
都接近，从而最大程度的利用轮胎的附着力；S4、通过遗传算法得到四个车轮的纵向力F
xi
、横向力F
yi
以及附着利用率η
i
，最后根据Dugoff轮胎模型反算出车轮滑移率和侧偏角，通过轮胎滚动模型和轮胎侧偏力模型就可以计算出车轮转矩和车轮转角；S5、将S4计算得到的四个车轮的转角和转矩目标传给线控底盘控制系统，通过线控底盘控制系统控制轮毂电机执行控制命令，从而使得车辆跟随目标轨迹。2.根据权利要求1所述的一种新型的无人驾驶线控底盘控制方法，其特征在于：所述线控底盘控制系统包含转向执行器、线控驱动执行器和线控制动执行器。3.根据权利要求1所述的一种新型的无人驾驶线控底盘控制方法，其特征在于：具体的车轮纵...

【专利技术属性】
技术研发人员：张尧文，黄程，倪亚州，
申请(专利权)人：格物汽车科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：