[發(fā)明專利]控制車輛的控制器和方法以及非暫時性計算機可讀存儲器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780042566.2
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN109415089B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·迪卡拉諾;U·卡拉比克;K·貝恩拓普
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: B62D15/02
• 分類號: B62D15/02;B60W30/10
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 師瑋;黃綸偉

1.一種控制車輛的方法，該方法包括：

從存儲器中選擇車輛的移動的第一模型和所述車輛的所述移動的第二模型，其中，所述第二模型的階次高于所述第一模型的階次，其中，模型的階次是模型中的狀態(tài)變量的數(shù)量；

從所述存儲器選擇針對用于在所述車輛的期望軌跡上移動的所述車輛的所述移動的所述第一模型的第一約束，并且選擇結(jié)合所述第一模型的狀態(tài)與所述第二模型的狀態(tài)的控制不變集，其中，針對所述控制不變集內(nèi)的狀態(tài)的每個組合，存在針對所述第二模型的至少一個控制動作，對于針對所述第一模型的狀態(tài)的、滿足所述第一約束的每個修改，該至少一個控制動作將所述第二模型的狀態(tài)保持在所述控制不變集內(nèi)；

利用所述第一模型，按照滿足所述第一約束的方式確定所述期望軌跡的一部分；

利用所述第二模型來確定用于使所述車輛沿著所述期望軌跡的所述部分移動的一系列命令，使得所述一系列命令將通過所述期望軌跡的所述部分確定的所述第一模型的一系列狀態(tài)和所述第二模型的一系列狀態(tài)保持在所述控制不變集內(nèi)；以及

利用來自所述一系列命令中的至少一個命令來控制所述車輛，其中，利用連接至所述存儲器的處理器來執(zhí)行所述方法的步驟。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括：

利用從可行集開始的后向可達(dá)集計算，迭代地確定所述控制不變集，其中，每次迭代包括：

確定所述后向可達(dá)集，使得針對所述后向可達(dá)集內(nèi)的每個狀態(tài)，存在至少一個控制動作，對于針對所述第一模型的狀態(tài)的、滿足所述第一約束的每個修改，該至少一個控制動作將所述第二模型的狀態(tài)保持在所述可行集內(nèi)；以及

用所述后向可達(dá)集替換所述可行集，其中，執(zhí)行所述迭代，直到滿足終止條件為止。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述終止條件規(guī)定所述后向可達(dá)集與所述可行集之差低于閾值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括：

根據(jù)針對所述第一模型的約束，確定所述第一模型的狀態(tài)的將來可行的容許集，所述約束包括所述第一約束；

從所述第一模型的可行狀態(tài)和所述第二模型的可行狀態(tài)的第一集合的初始值以及由所述第一集合與所述容許集的交集形成的第二集合的初始值開始迭代地確定所述控制不變集，其中，當(dāng)前迭代包括：

通過在僅考慮所述第一約束的同時對所述第一集合進行后向可達(dá)計算來構(gòu)成第三集合；

將所述第一集合更新成所述第一集合與所述第三集合的交集；

將所述第二集合更新成所更新的第一集合與所述容許集的交集；以及

如果所更新的第二集合與在前一迭代期間更新的第二集合之差小于閾值，則將所述控制不變集確定為所更新的第二集合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括：

選擇滿足針對所述車輛移動的物理約束的可行命令；

根據(jù)所述可行命令來估計所述車輛從當(dāng)前狀態(tài)到將來狀態(tài)的轉(zhuǎn)變；以及

如果所述車輛的所述將來狀態(tài)與來自所述第一模型的一系列狀態(tài)中的第一元素的組合屬于所述控制不變集，則選擇所述可行命令作為控制所述車輛的命令；否則，

選擇不同的可行命令并且重復(fù)所述估計步驟和所述選擇步驟。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，選擇所述不同的可行命令以減小通過所述不同的可行命令確定的將來狀態(tài)與所述控制不變集的邊界之間的距離。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括：

公式化優(yōu)化問題，所述優(yōu)化問題優(yōu)化受制于這樣的約束的車輛的性能，即，該約束包括屬于所述控制不變集的、所述車輛的將來狀態(tài)與來自所述第一模型的一系列狀態(tài)的第一元素的組合；以及

通過求解所述優(yōu)化問題來選擇用于使所述車輛移動的所述一系列命令。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述車輛的性能是以下項中的一個或組合：減小所述車輛的橫向加速度；減小所述車輛的偏航率；減小相對于所述期望軌跡的橫向位移；以及減小方向盤致動力。