【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自动驾驶领域，特别涉及一种车辆横向控制方法、车辆横向控制装置及车辆。
技术介绍
1、近年来自动驾驶技术越来越成熟，车辆行驶控制作为自动驾驶的关键技术之一，吸引了各家智驾企业的研发部门纷纷投入大量资源推进项目。在这样的发展趋势下，自动驾驶软件算法的迭代十分迅速，功能也在不断的丰富。控制算法包括横向控制和纵向控制，其中，横向控制是根据上层运动规划输出的路径、曲率等信息进行跟踪控制，以减少跟踪误差，同时保证车辆行驶的稳定性和舒适性。横向控制算法多用线性二次调节器(linearquadratic regulator或lqr)与前馈控制相结合，它使用车辆的状态来使误差最小化。lqr算法的优点在于，通过与转向前馈进行有效结合，lqr能够很好的解决曲线行驶时的稳态跟踪误差，但是，由于该方法采用基于简化后的二自由度动力学模型的固有缺陷，当车辆运动不满足二自由度动力学模型转向小角度，或轮胎动力学线性化的假设条件时，lqr算法的跟踪性能会大幅降低，从而导致控制失效。
2、目前本领域中，对于有两种方法与此类问题相关；第一种是在任意时刻获取车辆的驾驶模式、期望前轮转角、期望横向加速度、实时车速和实时航向角速度；并将期望前轮转角存入本地的期望前轮转角缓存队列；根据实时车速和期望横向加速度进行补偿状态识别生成第一状态；当第一驾驶模式为自动驾驶模式且第一状态为补偿状态时，根据期望前轮转角和实时车速进行前轮转角前馈补偿生成前馈补偿转角；并根据实时车速、实时航向角速度和期望前轮转角缓存队列进行前轮转角反馈矫正生成反馈矫正转角；并由前馈补
3、第二种是获取车辆的传感器信息；基于传感器信息对车辆横向控制系统中的航向系数偏差进行补偿，得到补偿后的航向系数；基于传感器信息以及补偿后的航向系数，对车辆横向控制系统中的横摆率偏差进行补偿，得到补偿后的横摆率；基于传感器信息以及补偿后的横摆率，对车辆横向控制系统中的横向加速度偏差进行补偿，得到补偿后的横向加速度。
4、同样的上述两种方法中也有一定缺点，上述方法一中，获取车辆驾驶模式、期望前轮转角、期望横向加速度、实时车速和实时航向角速度非常复杂，需要使用大量的数据和处理计算，可能会导致影响算法的运行时间。补偿状态识别生成的第一状态可能会受到许多因素的影响，例如实时车速、实时航向角速度和期望前轮转角缓存队列的变化等，可能会导致第一状态的准确性和稳定性受到影响。如果实时车速快速变化，反馈矫正转角可能会随着时间的推移而逐渐调整，导致车轮转角不准确。
5、上述方法二中，由于传感器存在误差，补偿后的偏差值可能会受到传感器误差的影响，导致实际偏差值与补偿后的偏差值存在误差。车辆横向控制系统中的偏差需要采集大量的传感器数据，因此可能会增加计算运行成本。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术目的是为了提供一种车辆横向控制方法、车辆横向控制装置及车辆，用于解决上述问题。
2、第一方面，本申请提供一种车辆横向控制方法，该方法包括：步骤1：获取车辆的车速、曲率半径、横向误差和方向盘转角；步骤2：基于车速、曲率半径和横向误差，确定目标补偿转向角度；步骤3：根据目标补偿转向角度和方向盘转角，确定目标方向盘转角；步骤4：根据目标方向盘转角，对车辆进行横向控制。
3、进一步的，步骤2进一步包括：步骤a：判断车速是否小于预设限速，曲率半径是否大于预设曲率限值，横向误差是否大于预设误差限值：步骤b：若是，则根据车速、曲率半径和横向误差，对车辆的横向转向角度进行补偿，确定目标补偿转向角度；步骤c：若否，则基于横向控制算法，输出横向控制量，并根据横向控制量，对车辆进行横向控制。
4、进一步的，步骤b具体包括：步骤b1：将横向误差输入至预设的比例积分控制模块，确定补偿角度限制值；步骤b2：根据车速、曲率半径和横向误差，确定补偿转向角度；步骤b3：根据补偿角度限制值对补偿转向角度进行限制，得到目标补偿转向角度。
5、进一步的，步骤b2具体包括：步骤b2-1：根据车速、曲率半径和横向误差，分别设置车速、曲率半径和横向误差对应的动态标定参数，动态标定参数包括积分影响因素和影响区域划分；步骤b2-2：基于lookup函数和动态标定参数，确定补偿转向角度。
6、进一步的，步骤b2-2具体包括：步骤b2-2-1：基于lookup函数和动态标定参数，确定车速对应的速度积分影响因素、曲率半径对应的曲率积分影响因素和横向误差对应横向误差积分影响因素；步骤b2-2-2：根据速度积分影响因素、曲率积分影响因素、横向误差积分影响因素和预设的算法运行周期时间，确定补偿转向角度。
7、进一步的，方向盘转角包括lqr方向盘转角和前馈方向盘转盘角，步骤1进一步包括：步骤1-1：将车辆的方向盘转角、前/后轮侧偏刚度、前/后轴到质心距离、转动惯量、整车质量和横向速度输入至横向控制的lqr状态方程中，确定lqr方向盘转角；步骤1-2：基于预设的瞄点曲率和lqr算法中的增益矩阵，计算得到前馈方向盘转盘角；步骤3具体为：计算lqr方向盘转角、前馈方向盘转盘角和目标补偿转向角度的和，确定目标方向盘转角。
8、第二方面，本申请提供一种车辆横向控制装置，该装置包括：获取模块，用于获取车辆的车速、曲率半径、横向误差和方向盘转角；第一确定模块，用于基于车速、曲率半径和横向误差，确定目标补偿转向角度；第二确定模块，用于根据目标补偿转向角度和方向盘转角，确定目标方向盘转角；控制模块，用于根据目标方向盘转角，对车辆进行横向控制。
9、第三方面，本申请提供一种车辆，该车辆包括：具备上述第二方面的车辆横向控制装置。
10、第四方面，本申请提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述第一方面的车辆横向控制方法的步骤。
11、第五方面，本申请提供一种存储有计算机可读指令的非易失性可读存储介质，计算机可读指令被处理器执行时，使得处理器执行如上述第一方面实施的车辆横向控制方法。
12、由上述技术方案可知，本专利技术提出的车辆横向控制方法、装置及车辆的优点和积极效果在于：
13、为了解决当车辆运动不满足二自由度动力学模型转向小角度，或轮胎动力学线性化的假设条件时，lqr算法的跟踪性能会大幅降低，从而导致控制失效的问题，通过本专利技术提出新的横向控制的转向角度补偿方法，根据速度、曲率、横向误差动态标定参数和判断条件，给横向控制算法的转向角度进行了相应的补偿，进而减小车辆横移或转向时因为增大的波动夹角造成车辆的横向控制误差，解决现有技术中车辆横向控制的直线震荡问题、急弯转向不足问题，达到提高车辆行驶安全保障的目的。
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1.一种车辆横向控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的车辆横向控制方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括：
3.根据权利要求2所述的车辆横向控制方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：
4.根据权利要求3所述的车辆横向控制方法，其特征在于，所述步骤B2具体包括：
5.根据权利要求4所述的车辆横向控制方法，其特征在于，所述步骤B2-2具体包括：
6.根据权利要求1所述的车辆横向控制方法，其特征在于，所述方向盘转角包括LQR方向盘转角和前馈方向盘转盘角，所述步骤1进一步包括：
7.一种车辆横向控制装置，其特征在于，包括：
8.一种车辆，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6中任一项所述的车辆横向控制方法的步骤。
10.一种存储有计算机可读指令的非易失性可读存储介质，所述计算机可读指令被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-6任一项
...【技术特征摘要】
1.一种车辆横向控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的车辆横向控制方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括：
3.根据权利要求2所述的车辆横向控制方法，其特征在于，所述步骤b具体包括：
4.根据权利要求3所述的车辆横向控制方法，其特征在于，所述步骤b2具体包括：
5.根据权利要求4所述的车辆横向控制方法，其特征在于，所述步骤b2-2具体包括：
6.根据权利要求1所述的车辆横向控制方法，其特征在于，所述方向盘转角包括lqr方向盘转角和前馈方...
【专利技术属性】
技术研发人员：任超，刘君勋，卢奕燊，姚鸣杰，
申请(专利权)人：上汽大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：
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