一种自动泊车跟踪控制方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本申请实施例提供一种自动泊车跟踪控制方法、装置、电子设备及存储介质，涉及自动泊车技术领域。该方法包括根据感知信号获得泊车的规划轨迹；根据轨迹点信息和车辆当前实际位置计算出目标点；根据目标点信息和车辆当前实际位置计算出车辆在当前状态下的横向误差和航向误差；利用横向误差和航向误差并采用模糊自适应整定PID算法进行调节，以对车辆速度和方向盘角度进行控制；当投影距离和规划轨迹长度的差值小于设定阈值时，抵达规划轨迹终点。该方法实现了实时控制，利用投影使得误差计算更加准确，采用模糊自适应整定PID算法提高控制的鲁棒性，解决了现有方法目标点计算滞后、误差计算不准确以及鲁棒性差导致的跟踪效果较差的问题。差的问题。差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种自动泊车跟踪控制方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本申请涉及自动泊车
，具体而言，涉及一种自动泊车跟踪控制方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]现有自动泊车系统中大多数仅仅支持平行车位以及垂直车位泊入，同时基于PID算法的控制算法的三个参数多采用单一数值，会导致当误差发生变化较大时调节能力的鲁棒性较差的问题；而航向误差计算采用的是目标点与车辆实际位姿的偏差直接计算航向误差，导致航向误差计算不够准确且目标点的计算存在一定的滞后问题，这一系列的问题都会影响跟踪效果。

技术实现思路

[0003]本申请实施例的目的在于提供一种自动泊车跟踪控制方法、装置、电子设备及存储介质，利用向量法确定目标点，实现了实时控制，利用投影使得误差计算更加准确，采用模糊自适应整定PID算法提高控制的鲁棒性，解决了现有方法存在目标点计算滞后、误差计算不准确以及鲁棒性差导致的跟踪效果较差的问题。
[0004]本申请实施例提供了一种自动泊车跟踪控制方法，所述方法包括：根据感知信号获得泊车的规划轨迹；根据所述规划轨迹对应的轨迹点信息和车辆当前实际位置计算出目标点，并获得所述目标点对应的目标点信息；根据所述目标点信息和车辆当前实际位置计算出车辆在当前状态下的横向误差和航向误差；利用所述横向误差和航向误差并采用模糊自适应整定PID算法进行调节，以对车辆速度和方向盘角度进行控制；当投影距离和规划轨迹长度的差值小于设定阈值时，抵达规划轨迹终点，所述投影距离为车辆当前实际位置投影到所述规划轨迹上，得到的投影点相对于所述规划轨迹行驶过的距离。
[0005]在上述实现过程中，利用向量法根据规划轨迹和车辆当前实际位置确定目标点，实现了避免了目标点计算存在滞后性的问题，实时控制；利用投影使得误差计算更加准确，采用模糊自适应整定PID算法提高控制的鲁棒性，解决了现有方法存在目标点计算滞后、误差计算不准确以及鲁棒性差导致的跟踪效果较差的问题。
[0006]进一步地，所述根据所述规划轨迹对应的轨迹点信息和车辆当前实际位置计算出目标点，包括：计算车辆当前实际位置和所有轨迹点的欧式距离：；其中，(x,y)表示车辆当前实际位置坐标，(x
i
,y
i
)表示轨迹点坐标；
判断车辆是否已经经过欧式距离最小对应的当前轨迹点，以确定目标点是当前轨迹点还是下一轨迹点：判断公式表示为：；其中，表示当前轨迹点与投影点的弧长；表示车辆当前实际位置坐标对应的向量；表示当前轨迹点坐标对应的向量；表示当前轨迹点在规划轨迹上的切向向量；若小于0，则所述投影点在所述当前轨迹点的前面，若当前档位是倒车档，则目标点为下一轨迹点，若是前进挡，则目标点为当前轨迹点，其中，以左下角为原点，则左边视为规划轨迹的前面，右边视为规划轨迹的右面；若大于0，则所述投影点在所述当前轨迹点的后面，若当前档位是前进档，则目标点为下一轨迹点，若是倒车挡，则目标点为当前轨迹点。
[0007]在上述实现过程中，若直接采用欧式距离计算得到的目标点可能是车辆已经经过的轨迹点，存在一定的滞后性和误差，因此需要根据向量法来进一步判断，使得目标点的确定具有准确性和实时性。
[0008]进一步地，所述根据所述目标点信息和车辆当前实际位置计算出车辆在当前状态下的横向误差和航向误差，包括：根据所述目标点信息获得车辆期望位置、航向和对应的曲率；根据车辆当前实际位置计算出横向误差和航向误差，其中，横向误差计算公式为：；其中，表示横向误差；表示规划轨迹的目标点的法向量；航向误差计算公式为：；其中，表示目标点航向角度；表示目标点的曲率；表示航向误差；表示车辆的航向角；表示投影点的航向角。
[0009]在上述实现过程中，由于泊车场景转弯半径较小，计算得到的航向误差也不够准
确，因此利用车辆投影到规划轨迹上的投影点的航向作为参考航向，以此来计算航向误差，提高了航向误差计算结果的准确度。
[0010]进一步地，所述利用所述横向误差和航向误差进行PID调节，以对车辆速度进行控制，包括：计算规划轨迹的长度与所述投影距离的差值，得到剩余距离；利用所述剩余距离获得规划速度，以利用PID算法通过调节油门阀控制车辆速度。
[0011]在上述实现过程中，根据剩余距离来对车辆速度进行控制，实现对车速的合理控制，便于准确泊车。
[0012]进一步地，所述利用所述横向误差和航向误差并采用模糊自适应整定PID算法进行调节，以对方向盘角度进行控制，包括：当横向误差或航向误差大于预设阈值时，利用目标点的曲率得到前馈控制对应的方向盘角度；分别计算得到横向误差和航向误差的误差变化率；根据所述横向误差、航向误差以及对应的误差变化率查询标定表获得PID控制器参数，所述标定表是预先以横向误差、航向误差以及对应的误差变化率作为输入，建立模糊规则求解生成的；利用横向误差、航向误差以及PID控制器参数得到反馈的方向盘总角度，PID控制的具体公式为：；其中，表示方向盘总角度；w1表示横向误差权重；表示根据横向误差和PID算法计算出来的方向盘角度；w2表示航向误差权重；表示根据航向误差和PID算法计算出来的方向盘角度。
[0013]在上述实现过程中，采用模糊自适应整定PID算法，能够根据误差和误差变化率调节PID的三个参数，使得方向盘总角度得到灵活、稳定的控制，具有较高的鲁棒性。
[0014]本申请实施例还提供一种自动泊车跟踪控制装置，所述装置包括：规划轨迹获取模块，用于根据感知信号获得泊车的规划轨迹；目标点获取模块，用于根据所述规划轨迹对应的轨迹点信息和车辆当前实际位置计算出目标点，并获得所述目标点对应的目标点信息；误差计算模块，用于根据所述目标点信息和车辆当前实际位置计算出车辆在当前状态下的横向误差和航向误差；PID调节模块，用于利用所述横向误差和航向误差并采用模糊自适应整定PID算法进行调节，以对车辆速度和方向盘角度进行控制；终点判断模块，用于当投影距离和规划轨迹长度的差值小于设定阈值时，抵达规划轨迹终点，所述投影距离为车辆当前实际位置投影到所述规划轨迹上，得到的投影点相对于所述规划轨迹行驶过的距离。
[0015]在上述实现过程中，利用向量法根据规划轨迹和车辆当前实际位置确定目标点，实现了避免了目标点计算存在滞后性的问题，实时控制；利用投影使得误差计算更加准确，采用模糊自适应整定PID算法提高控制的鲁棒性，解决了现有方法存在目标点计算滞后、误
差计算不准确以及鲁棒性差导致的跟踪效果较差的问题。
[0016]进一步地，所述目标点获取模块包括：欧式距离计算模块，用于计算车辆当前实际位置和所有轨迹点的欧式距离：；其中，(x,y)表示车辆当前实际位置坐标，(x
i
,y
i
)表示轨迹点坐标；目标点判断模块，用于判断车辆是否已经经过欧式距离最小对应的当前轨迹点，以确定目标点是当前轨迹点还是下一轨迹点：判断公式表示为：；其中，表示当前轨迹点与投影点的弧长；表示车辆当前实际位置坐标对应的向量；表示当前轨迹点坐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动泊车跟踪控制方法，其特征在于，所述方法包括：根据感知信号获得泊车的规划轨迹；根据所述规划轨迹对应的轨迹点信息和车辆当前实际位置计算出目标点，并获得所述目标点对应的目标点信息；根据所述目标点信息和车辆当前实际位置计算出车辆在当前状态下的横向误差和航向误差；利用所述横向误差和航向误差并采用模糊自适应整定PID算法进行调节，以对车辆速度和方向盘角度进行控制；当投影距离和规划轨迹长度的差值小于设定阈值时，抵达规划轨迹终点，所述投影距离为车辆当前实际位置投影到所述规划轨迹上，得到的投影点相对于所述规划轨迹行驶过的距离。2.根据权利要求1所述的自动泊车跟踪控制方法，其特征在于，所述根据所述规划轨迹对应的轨迹点信息和车辆当前实际位置计算出目标点，包括：计算车辆当前实际位置和所有轨迹点的欧式距离：；其中，(x,y)表示车辆当前实际位置坐标，(x
i
,y
i
)表示轨迹点坐标；判断车辆是否已经经过欧式距离最小对应的当前轨迹点，以确定目标点是当前轨迹点还是下一轨迹点：判断公式表示为：；其中，表示当前轨迹点与投影点的弧长；表示车辆当前实际位置坐标对应的向量；表示当前轨迹点坐标对应的向量；表示当前轨迹点在规划轨迹上的切向向量；若小于0，则所述投影点在所述当前轨迹点的前面，若当前档位是倒车档，则目标点为下一轨迹点，若是前进挡，则目标点为当前轨迹点，其中，以左下角为原点，则左边视为规划轨迹的前面，右边视为规划轨迹的右面；若大于0，则所述投影点在所述当前轨迹点的后面，若当前档位是前进档，则目标点为下一轨迹点，若是倒车挡，则目标点为当前轨迹点。3.根据权利要求1所述的自动泊车跟踪控制方法，其特征在于，所述根据所述目标点信息和车辆当前实际位置计算出车辆在当前状态下的横向误差和航向误差，包括：根据所述目标点信息获得车辆期望位置、航向和对应的曲率；根据车辆当前实际位置计算出横向误差和航向误差，其中，横向误差计算公式为：
；其中，表示横向误差；表示规划轨迹的目标点的法向量；航向误差计算公式为：；其中，表示目标点航向角度；表示目标点的曲率；表示航向误差；表示车辆的航向角；表示投影点的航向角。4.根据权利要求1所述的自动泊车跟踪控制方法，其特征在于，所述利用所述横向误差和航向误差进行PID调节，以对车辆速度进行控制，包括：计算规划轨迹的长度与所述投影距离的差值，得到剩余距离；利用所述剩余距离获得规划速度，以利用PID算法通过调节油门阀控制车辆速度。5.根据权利要求1所述的自动泊车跟踪控制方法，其特征在于，所述利用所述横向误差和航向误差并采用模糊自适应整定PID算法进行调节，以对方向盘角度进行控制，包括：当横向误差或航向误差大于预设阈值时，利用目标点的曲率得到前馈控制对应的方向盘角度；分别计算得到横向误差和航向误差的误差变化率；根据所述横向误差、航向误差以及对应的误差变化率查询标定表获得PID控制器参数，所述标定表是预先以横向误差、航向误差以及对应的误差变化率作为输入，建立模糊规则求解生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄经伟，伊海霞，罗经纬，杨佳，周才，
申请(专利权)人：广汽埃安新能源汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：