无人驾驶车辆横纵向切换半耦合控制方法及装置制造方法及图纸

本公开提供了一种无人驾驶车辆横纵向切换半耦合控制方法、装置、设备及存储介质，可以应用于无人驾驶运动控制技术领域。该方法包括：根据无人驾驶车辆的横向偏移误差方程、航向角误差方程和纵向速度误差方程，构建切换半耦合模型，其中，切换半耦合模型包括纵向动力学模块和横向动力学模块；基于时间触发设计二阶段自抗扰控制策略；基于二阶段自抗扰控制策略，根据纵向动力学模块，设计纵向抗扰控制器，以控制无人驾驶车辆的纵向速度；以及基于二阶段自抗扰控制策略，根据横向动力学模块，设计横向抗扰切换控制器，以控制无人驾驶车辆的航向角和横向偏移。向角和横向偏移。向角和横向偏移。

【技术实现步骤摘要】
无人驾驶车辆横纵向切换半耦合控制方法及装置


[0001]本公开涉及无人驾驶运动控制
，尤其涉及一种无人驾驶车辆横纵向切换半耦合控制方法、装置、设备、介质和程序产品。

技术介绍

[0002]高新技术公司以及各大高校和汽车主机厂越来越关注无人驾驶技术的发展。单车无人驾驶技术一般由三部分组成，即环境感知、决策规划、运动控制。运动控制连接着上层智能算法和底层执行器，在无人驾驶技术中起到了承上启下的作用，是无人驾驶技术的基石。其中，运动控制通常包含纵向控制与横向控制。纵向控制器通过动力执行机构将纵向速度调节到期望的速度；横向控制器通过控制航向角和横向偏移实现路径跟踪。
[0003]在运动控制过程中，纵向动力学特性和横向动力学特性紧密耦合在一起。但相关技术中，纵向速度经常被假设为定速来简化横向的建模与控制器设计，并没有从理论上详细的分析半耦合特性，这一问题也没有得到本质上的解决。
[0004]同时，运动控制过程中往往存在多种不确定性，如外部扰动，参数摄动等。而自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Con本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人驾驶车辆横纵向切换半耦合控制方法，包括：根据无人驾驶车辆的横向偏移误差方程、航向角误差方程和纵向速度误差方程，构建切换半耦合模型，其中，所述切换半耦合模型包括纵向动力学模块和横向动力学模块；基于时间触发设计二阶段自抗扰控制策略；基于所述二阶段自抗扰控制策略，根据所述纵向动力学模块，设计纵向抗扰控制器，以控制所述无人驾驶车辆的纵向速度；以及基于所述二阶段自抗扰控制策略，根据所述横向动力学模块，设计横向抗扰切换控制器，以控制所述无人驾驶车辆的航向角和横向偏移。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据横向偏移误差方程、航向角误差方程和纵向速度误差方程，构建切换半耦合模型，包括：基于车辆动力学模型，根据车辆路径跟踪模型和车辆横向力，确定所述横向偏移误差方程和所述航向角误差方程，其中，所述车辆横向力包括车辆前轮横向力和车辆后轮横向力；基于所述车辆动力学模型，根据车辆纵向参考速度和车辆纵向速度，确定所述纵向速度误差方程；以及根据所述横向偏移误差方程、所述航向角误差方程和所述纵向速度误差方程，构建所述切换半耦合模型。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基于车辆动力学模型，根据车辆路径跟踪模型和车辆横向力，确定所述横向偏移误差方程和所述航向角误差方程，包括：根据所述无人驾驶车辆的横向偏移误差和航向角误差，建立所述车辆路径跟踪模型，其中，所述航向角误差是根据车辆航向角和参考航向角确定的；根据车辆前轮偏侧角和前轮侧偏刚度，确定所述车辆前轮横向力；根据车辆后轮偏侧角和后轮侧偏刚度，确定所述车辆后轮横向力；基于所述车辆动力学模型，根据所述车辆路径跟踪模型、所述车辆前轮横向力和所述车辆后轮横向力，确定所述横向偏移误差方程和所述航向角误差方程。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于时间触发设计二阶段自抗扰控制策略，包括：对目标系统进行扩张，得到扩张状态系统，其中，所述目标系统表征带有内部不确定性和外部扰动的非线性单输入单输出系统；根据所述扩张状态系统，设计扩张状态观测器；以及根据所述扩张状态观测器，设计所述二阶段自抗扰控制策略。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述根据所述扩张状态观测器，设计所述二阶段自抗扰控制策略包括如下公式(一)和(二)：自抗扰控制策略包括如下公式(一)和(二)：
其中，s＝[s
…...

【专利技术属性】
技术研发人员：左志强，王浩宇，王一晶，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：