一种矫正车辆行驶方向的方法技术

本发明专利技术公开一种矫正车辆行驶方向的方法

【技术实现步骤摘要】
一种矫正车辆行驶方向的方法、系统以及控制器


[0001]本专利技术涉及低速无人驾驶
，特别是涉及一种矫正车辆行驶方向的方法
、
系统以及控制器
。

技术介绍

[0002]扫地车
、
物流车等低速无人驾驶车在非结构化道路下的行驶控制技术，目前一般使用
pid、purepursuit、stanley、MPC
等方法来达到预期循迹效果
。pid、purepursuit、stanley
为单目标控制，控制目标只是循迹，
MPC
可实现多目标控制，在循迹同时考虑安全性等问题
。
单目标控制对车辆安全未做考虑，直接导致车辆不能提前对安全风险做出响应
。MPC
多目标控制可通过设计满足安全高效通行的需求，但存在算法计算量大的缺点，对硬件性能有较高要求
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种矫正车辆行驶方向的方法
、
系统以及控制器
。
[0004]为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：
[0005]一种矫正车辆行驶方向的方法，该方法包括
:
[0006]获取车辆的前一位置信息，并使用所述前一位置信息对所述车辆的当前位置信息进行更新；
[0007]根据更新后的位置信息得到所述车辆的预测行驶轨迹；
[0008]根据所述车辆与预设反馈边界线的位置关系，以及在所述预测行驶轨迹上的预测点所指示的位置，计算所述车辆的前轮转角值；
[0009]根据所述前轮转角值对所述车辆进行方向矫正
。
[0010]其中，所述根据所述车辆与预设反馈边界线的位置关系，以及在所述预测行驶轨迹上的预测点所指示的位置，计算所述车辆的前轮转角值，包括：
[0011]当所述位置关系为所述车辆位于所述反馈边界线外时，将所述车辆的车身进入所述反馈边界线外侧的距离作为前轮转角的修正量值，根据所述修正量值计算得出所述前轮转角值；
[0012]当所述位置关系为所述车辆位于所述反馈边界线内时，根据预设控制角度计算所述前轮转角值
。
[0013]其中，所述根据预设控制角度计算所述前轮转角值，包括：
[0014][0015]式中，
k_laterr、k_heading
分别为可调参数，
v
表示车速，
heading_err
表示航向偏差，
lat_err
表示横向偏差，
δ1为基于预瞄方式的前轮的预设控制角度
。
[0016]其中，所述当所述位置关系为所述车辆位于所述反馈边界线外时，将所述车辆的
车身进入所述反馈边界线外侧的距离作为前轮转角的修正量值，根据所述修正量值计算得出所述前轮转角值，包括：
[0017]δ3＝
δ2+
δ
accurate
，
δ
accurate
＝
atan(k_accur_con*d
danger
)
，
[0018]式中，
δ3为前轮的最终输出角度，
k_accur_con
为可调参数，
d
danger
表示车辆深入反馈边界线外的预定距离
。
[0019]其中，所述预设控制角度的计算方式如下：
[0020][0021]式中，
δ1为基于预瞄方式的前轮的预设控制角度，
L
为车辆车轴长度，
k
为可调比例系数，
α
为车辆转向圆弧切线角度，
l
d
为预瞄距离
。
[0022]其中，所述横向偏差
、
航向偏差由车辆实际航向角与期望车辆航向角计算获得：
[0023]lat_err
＝
dy*cos
θ
des
‑
dx*sin
θ
des
heading_err
＝
θ
‑
θ
des
[0024]式中，
dy,dx
车辆坐标系下横纵向上的偏差，
θ
车辆实际航向角，
θ
des
期望车辆航向角
。
[0025]其中，所述使用所述前一位置信息对所述车辆的当前位置信息进行更新包括：
[0026][0027][0028][0029]式中
,
δ
表示前轮的转角，
L
为车辆车轴长度，为前一位置信息，为前一位置信息，表示当前位置信息
。
[0030]一种矫正车辆行驶方向的方法本专利技术还提供
[0031]一种矫正车辆行驶方向的系统，所述系统包括：
[0032]更新模块，用于获取车辆的前一位置信息，并使用所述前一位置信息对所述车辆的当前位置信息进行更新；
[0033]预测模块，用于根据更新后的位置信息得到所述车辆的预测行驶轨迹；
[0034]矫正模块，用于根据所述车辆与预设反馈边界线的位置关系，以及在所述预测行驶轨迹上的预测点所指示的位置，计算所述车辆的前轮转角值；根据所述前轮转角值对所述车辆进行方向矫正
。
[0035]本专利技术的目的还在于提供一种无人驾驶控制器，包括处理器以及与所述处理器通讯连接的存储器，所述存储器存储有无人驾驶控制程序，所述无人驾驶控制程序配置为由所述处理器调用时执行所述矫正车辆行驶方向的一种矫正车辆行驶方向的方法的步骤
。
[0036]本专利技术通过预测未来车辆运动轨迹，能实现提前预知车辆安全风险，提高了无人车辆的安全性
。
[0037]控制模块配置为根据当前控制方法，运用当前位置信息的更新，获得一段未来行驶的预测运动路径，利用预测路径做车框校验，最后根据校验结果，评价出危险的应急措施，以决定给予停车还是提前修正通行，或是不修正通行，提前多车辆行进方向进行矫正
。
这样，能实现提前预知车辆安全风险，提高了无人车辆的安全性
。
[0038]另外，本专利技术通过优化车辆控制算法，通过前轮的转角的优化控制，提升了循迹精度，达到精准循迹
。
附图说明
[0039]图1为本专利技术的一种矫正车辆行驶方向的方法的流程图；
[0040]图2是基于预瞄方式的预设前轮转角计算模型的示意图；
[0041]图3为在可通行区域的非反馈区内行驶的示意图；
[0042]图4为在可通行区域内进行车框校验的示意图；
[0043]图5为本专利技术提供的一种矫正车辆行驶方向的系统的结构示意图
。
具体实施方式
[0044]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明
。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种矫正车辆行驶方向的方法，其特征在于，所述方法包括
:
获取车辆的前一位置信息，并使用所述前一位置信息对所述车辆的当前位置信息进行更新；根据更新后的位置信息得到所述车辆的预测行驶轨迹；根据所述车辆与预设反馈边界线的位置关系，以及在所述预测行驶轨迹上的预测点所指示的位置，计算所述车辆的前轮转角值；根据所述前轮转角值对所述车辆进行方向矫正
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆与预设反馈边界线的位置关系，以及在所述预测行驶轨迹上的预测点所指示的位置，计算所述车辆的前轮转角值，包括：当所述位置关系为所述车辆位于所述反馈边界线外时，将所述车辆的车身进入所述反馈边界线外侧的距离作为前轮转角的修正量值，根据所述修正量值计算得出所述前轮转角值；当所述位置关系为所述车辆位于所述反馈边界线内时，根据预设控制角度计算所述前轮转角值
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设控制角度计算所述前轮转角值，包括：式中，
k_laterr、k_heading
分别为可调参数，
v
表示车速，
heading_err
表示航向偏差，
lat_err
表示横向偏差，
δ1为基于预瞄方式的前轮的预设控制角度
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当所述位置关系为所述车辆位于所述反馈边界线外时，将所述车辆的车身进入所述反馈边界线外侧的距离作为前轮转角的修正量值，根据所述修正量值计算得出所述前轮转角值，包括：
δ3＝
δ2+
δ
accurate
，
δ
accurate
＝
atan(k_accur_con*d
danger
)
，式中，
δ3为前轮的最终输出角度，
k_accur_con
为可调参数，
d
danger
表示车辆深入反馈边界线外的预定距离
。5.
根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱时斌，徐成，
申请(专利权)人：合肥智行者科技有限公司，
类型：发明
国别省市：