[發(fā)明專利]一種四輪轉(zhuǎn)向運(yùn)載工具的車道保持方法和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711450348.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN108177652A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 綦科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類號(hào): B60W30/12
• 分類號(hào): B60W30/12;B60W40/112;B62D15/02
• 代理公司: 北京市盈科律師事務(wù)所 11344
• 代理人: 江錦利

1.一種四輪轉(zhuǎn)向運(yùn)載工具的車道保持方法，應(yīng)用于執(zhí)行智能駕駛模式的具有四輪轉(zhuǎn)向的運(yùn)載工具中，所述運(yùn)載工具具有LKAS控制器、扭矩控制器、前輪轉(zhuǎn)向控制器、后輪轉(zhuǎn)向控制器、前輪轉(zhuǎn)向設(shè)備以及后輪轉(zhuǎn)向設(shè)備，其特征在于，包括以下步驟：

在LKAS控制器設(shè)計(jì)車道保持控制參數(shù)及相應(yīng)的車道控制保持?jǐn)?shù)學(xué)模型，以及設(shè)計(jì)車道保持控制目標(biāo)作為所述車道保持控制參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)；

LKAS控制器實(shí)施所述車道控制保持?jǐn)?shù)學(xué)模型，求解車道保持控制目標(biāo)和確定車道保持控制參數(shù)的值；

LKAS控制器向扭矩控制器提供車道保持控制參數(shù)的值；

扭矩控制器根據(jù)車道保持控制參數(shù)的值進(jìn)行扭矩計(jì)算并分配前后輪扭矩校正值；

前輪轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)前輪扭矩校正值控制前輪轉(zhuǎn)向設(shè)備，后輪轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)后輪扭矩校正值控制后輪轉(zhuǎn)向設(shè)備；

前輪轉(zhuǎn)向設(shè)備和后輪轉(zhuǎn)向設(shè)備共同控制車輛實(shí)施車道保持。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四輪轉(zhuǎn)向運(yùn)載工具的車道保持方法，其特征在于，設(shè)計(jì)車道保持?jǐn)?shù)學(xué)模型包括生成四維模型，所述四維模型包括四個(gè)維度的單航跡自行車模型，該四維模型由狀態(tài)矢量給出：

A,B,D為系數(shù)矩陣，x為四維狀態(tài)矢量，由下式給出：

ψ為運(yùn)載工具的橫擺角，y為車道跟蹤側(cè)向位移；

方程(1)中的u為車道保持控制參數(shù)，且u＝[δ_f,δ_r]，δ_f為運(yùn)載工具的前輪轉(zhuǎn)角，δ_r為運(yùn)載工具的后輪轉(zhuǎn)角。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四輪轉(zhuǎn)向運(yùn)載工具的車道保持方法，其特征在于，設(shè)計(jì)車道保持控制目標(biāo)包括使車道跟蹤側(cè)向位移誤差Δy和運(yùn)載工具橫擺角誤差Δψ最小化，其中，

Δy＝y(tǒng)_desired-y_predicted，Δψ＝ψ_desired-ψ_predicted，y_desired為車道跟蹤側(cè)向位移期望值，y_predicted為車道跟蹤側(cè)向位移預(yù)測(cè)值，ψ_desired為運(yùn)載工具橫擺角期望值，ψ_predicted為運(yùn)載工具橫擺角預(yù)測(cè)值；

設(shè)計(jì)車道保持控制目標(biāo)還包括尋找使二次成本函數(shù)J最小化的控制變量；其中，

Q(t)是用于預(yù)測(cè)誤差的權(quán)重參數(shù)矩陣，由下式給出：

Q_l為與側(cè)向位移誤差Δy相關(guān)的權(quán)重，Q_h為與橫擺角誤差Δψ相關(guān)的權(quán)重；

R(t)是用于控制轉(zhuǎn)向角的權(quán)重參數(shù)矩陣，由下式給出：

R_f是與前輪轉(zhuǎn)向相關(guān)的權(quán)重，R_r是與后輪轉(zhuǎn)向相關(guān)的權(quán)重。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的四輪轉(zhuǎn)向運(yùn)載工具的車道保持方法，其特征在于，實(shí)施所述車道控制保持?jǐn)?shù)學(xué)模型，求解車道保持控制目標(biāo)和確定車道保持控制參數(shù)的值包括：計(jì)算車道保持控制參數(shù)u＝[δ_f,δ_r]以便使J最小，即求解方程(3)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的四輪轉(zhuǎn)向運(yùn)載工具的車道保持方法，其特征在于，根據(jù)車道保持控制參數(shù)的值進(jìn)行扭矩計(jì)算包括：根據(jù)求解的車道保持控制參數(shù)u＝[δ_f,δ_r]計(jì)算前后輪扭矩校正值。