自动驾驶车辆的横向控制方法、装置、系统及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种自动驾驶车辆的横向控制方法、装置、系统及存储介质。其涉及自动驾驶技术领域，其中，所述方法包括：获取车辆控制参数，其中，车辆控制参数包括车辆轴距、规划路径点、车辆转向模式、预瞄距离控制参数、车辆横摆角、车速以及车辆参考点；根据规划路径点、预瞄距离控制参数、车速以及车辆参考点确定预瞄距离及预瞄点；根据预瞄点、车辆参考点以及车辆横摆角计算预瞄点与车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角；根据夹角、车辆轴距、预瞄距离、车辆转向模式以及车辆横摆角确定车轮转向角，并根据车辆转向角对车辆进行横向控制。本申请实施例可提高自动驾驶车辆横向控制的运行效率和稳定性。的运行效率和稳定性。的运行效率和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
自动驾驶车辆的横向控制方法、装置、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及自动驾驶
，尤其涉及一种自动驾驶车辆的横向控制方法、装置、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]自动驾驶车辆的路径跟踪可以定义为在车辆上选取一点作为控制点来跟踪一条与时间参数无关的几何曲线。现有技术中，在进行车辆横向运动控制时，常采用几何学模型的控制方法、运动学模型的控制方法以及动力学模型的控制方法，例如，纯跟踪算法、Stanley算法、反馈线性化方法、模型预测控制方法、PID控制方法、全状态反馈控制方法、滑模控制方法以及模糊控制方法等。
[0003]自动驾驶车辆为了提高车辆的机动性，尤其是实现狭小空间的机动性，常配置多种转向模式，例如前轮转向（前进和倒车）；后轮转向（前进和倒车）；四轮转向（前进和倒车）；前轮转向（前进）、后轮转向（倒车）；在自动驾驶过程中，常会遇到大曲率道路、某些情况下定位出现较大漂移、规划目标路径的末端、控制预瞄距离设置过小等各类特殊场景。现有的自动驾驶车辆运动控制方法，存在运行效率不高及在应对多种转向模式和特殊场景时稳定性较差的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种自动驾驶车辆的横向控制方法、装置、系统及存储介质，旨在解决现有技术中自动驾驶车辆横向控制的运行效率及稳定性较差的问题。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种自动驾驶车辆的横向控制方法，其包括：获取车辆控制参数，其中，所述车辆控制参数包括车辆轴距、规划路径点、车辆转向模式、预瞄距离控制参数、车辆横摆角、车速以及车辆参考点；根据所述规划路径点、所述预瞄距离控制参数、所述车速以及所述车辆参考点确定预瞄距离及预瞄点；根据所述预瞄点、所述车辆参考点以及所述车辆横摆角计算所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角；根据所述夹角、所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述车辆转向模式以及所述车辆横摆角确定车轮转向角，并根据所述车辆转向角对所述车辆进行横向控制。
[0006]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种自动驾驶车辆的横向控制装置，其包括：获取单元，用于获取车辆控制参数，其中，所述车辆控制参数包括车辆轴距、规划路径点、车辆转向模式、预瞄距离控制参数、车辆横摆角、车速以及车辆参考点；确定单元，用于根据所述规划路径点、所述预瞄距离控制参数、所述车速以及所述车辆参考点确定预瞄距离及预瞄点；计算单元，用于根据所述预瞄点、所述车辆参考点以及所述车辆横摆角计算所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角；
控制单元，用于根据所述夹角、所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述车辆转向模式以及所述车辆横摆角确定车轮转向角，并根据所述车辆转向角对所述车辆进行横向控制。
[0007]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种自动驾驶车辆的横向控制系统，所述自动驾驶车辆的横向控制系统包括控制装置及车辆本体，所述控制装置与所述车辆本体连接，所述控制装置用于执行上述方法。
[0008]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法。
[0009]本专利技术实施例提供了一种自动驾驶车辆的横向控制方法、装置、系统及存储介质。其中，所述方法包括：获取车辆控制参数，其中，所述车辆控制参数包括车辆轴距、规划路径点、车辆转向模式、预瞄距离控制参数、车辆横摆角、车速以及车辆参考点；根据所述规划路径点、所述预瞄距离控制参数、所述车速以及所述车辆参考点确定预瞄距离及预瞄点；根据所述预瞄点、所述车辆参考点以及所述车辆横摆角计算所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角；根据所述夹角、所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述车辆转向模式以及所述车辆横摆角确定车轮转向角，并根据所述车辆转向角对所述车辆进行横向控制。本专利技术实施例的技术方案，根据获取的车辆轴距、规划路径点、车辆转向模式、预瞄距离控制参数、车辆横摆角、车速以及车辆参考点，先计算预瞄距离和预瞄点，再计算预瞄点与车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角，最后基于夹角和预瞄距离确定车轮转向角，根据车辆转向角对车辆进行横向控制，提高了自动驾驶车辆横向控制的运行效率和稳定性。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1是本专利技术实施例提供的一种自动驾驶车辆的横向控制系统示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种自动驾驶车辆的横向控制方法的流程示意图；图3为图1中预瞄点的搜寻示意图；图4为图1中前轮转向模式下预瞄点的分布示意图；图5和图6为图1中四轮转向模式下预瞄点的示意图；图7为图1中四轮转向模式下几何关系示意图；图8为本专利技术实施例提供的一种自动驾驶车辆的横向控制装置的示意性框图；图9为本专利技术实施例提供的一种自动驾驶车辆的示意性框图。
具体实施方式
[0012]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。
[0013]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和
ꢀ“
包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整
体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0014]还应当理解，在此本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0015]还应当进一步理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0016]如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为
ꢀ“
当... 时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0017]请参阅图1，图1是本专利技术实施例提供的一种自动驾驶车辆的横向控制系统的示意图。所述横向控制系统包括控制装置及车辆本体，所述控制装置与所述车辆本体连接，本专利技术实施例的自动驾驶车辆的横向控制方法应用于所述控制装置中，例如可通过配置于与所述自动驾驶车辆相对应的软件程序来实现所述自动驾驶车辆的横向控制方法，从而提高自动驾驶车辆横向控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶车辆的横向控制方法，其特征在于，包括：获取车辆控制参数，其中，所述车辆控制参数包括车辆轴距、规划路径点、车辆转向模式、预瞄距离控制参数、车辆横摆角、车速以及车辆参考点；根据所述规划路径点、所述预瞄距离控制参数、所述车速以及所述车辆参考点确定预瞄距离及预瞄点；根据所述预瞄点、所述车辆参考点以及所述车辆横摆角计算所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角；根据所述夹角、所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述车辆转向模式以及所述车辆横摆角确定车轮转向角，并根据所述车辆转向角对所述车辆进行横向控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车速包括车辆纵向车速，所述根据所述规划路径点、所述预瞄距离控制参数、所述车速以及所述车辆参考点确定预瞄点的步骤，包括：根据所述车辆纵向车速及所述预瞄距离控制参数计算预瞄距离；对所述规划路径点进行遍历以寻找距离所述车辆参考点最近的路径点作为第一参考预瞄点；获取车辆的行进方向，并基于所述行进方向及所述第一参考预瞄点进行向前搜索或向后搜索，以查找第一次大于或等于所述预瞄距离的路径点作为第二参考预瞄点；根据所述第二参考预瞄点、所述车辆参考点以及所述预瞄距离确定预瞄点。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二参考预瞄点、所述车辆参考点以及所述预瞄距离确定预瞄点的步骤，包括：获取所述第二参考预瞄点的序号，并计算所述序号与预设值的差值作为目标序号，将所述目标序号对应的路径点作为第三参考预瞄点；在所述第二参考预瞄点与所述第三参考预瞄点之间插入多个参考路径点；依次计算所述参考路径点与所述车辆参考点之间的距离，直至找出所述距离第一次大于所述预瞄距离的参考路径点作为预瞄点。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述预瞄点、所述车辆参考点以及所述车辆横摆角计算所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角的步骤，包括：获取所述车辆参考点的坐标作为第一坐标；获取所述预瞄点的坐标作为第二坐标；根据所述第一坐标和所述第二坐标计算相对夹角；根据所述相对夹角确定绝对夹角，并将所述相对夹角及所述绝对夹角作为所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述车轮转向角包括前轮转向角和后轮转向角，所述根据所述夹角、所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述车辆转向模式以及所述车辆横摆角确定车轮转向角的步骤，包括：若所述车辆转向模式为前轮转向模式或前进时前轮转向模式，则根据所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述绝对夹角以及所述相对夹角计算所述前轮转向角；若所述车辆转向模式为后轮转向模式或后退时后轮转向模式，则根据所述车辆轴距、
所述预瞄距离、所述绝对夹角以及所述相对夹角计算所述后轮转向角；若所述车辆转向模式为四轮转向模式，则根据所述车辆轴距、...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐亮，韩鹏，王博，宋士佳，孙超，王文伟，
申请(专利权)人：北京理工大学深圳汽车研究院电动车辆国家工程实验室深圳研究院，
类型：发明
国别省市：