[發明專利]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

• 申請號: 201780042566.2
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN109415089B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: S·迪卡拉諾;U·卡拉比克;K·貝恩拓普
• 申請（專利權）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: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 師瑋;黃綸偉

一種方法選擇車輛移動的第一模型和第二模型、針對用于沿著期望軌跡移動的所述第一模型的第一約束、以及組合所述第一模型的狀態和第二模型的狀態的控制不變集。針對所述控制不變子集內的每個狀態組合，存在針對所述第二模型的至少一個控制動作，針對所述第一模型的狀態的、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保持在所述控制不變集內。利用所述第一模型確定所述軌跡的、滿足所述第一約束的一部分，同時利用所述第二模型確定用于使所述車輛沿所述軌跡的所述部分移動的一系列命令。所述一系列命令被確定為將通過所述軌跡的所述部分確定的所述第一模型的一系列狀態和所述第二模型的一系列狀態保持在所述子集內。

技術領域

本發明涉及控制機動車輛的移動，并且具體涉及控制車輛以遵循期望的軌跡。

背景技術

在高級駕駛員輔助(ADA)機構和自主駕駛(AD)機構中，控制系統控制車輛以實現期望的目的。這些目的的例子是保持當前車道、改變到不同的車道、規避障礙物，或者在執行交通規則的同時行駛到特定位置。

該目的可以表示為車輛必須遵循的路徑或軌跡。例如，軌跡可以通過決策方法、路徑規劃器、導航系統來生成。為了實際實現該目的，必須控制車輛實際遵循所生成的軌跡。例如，車輛控制器(VC)可以從例如監督控制器(SC)接收軌跡，并且決定促成車輛遵循該軌跡的轉向命令。VC命令由例如處于電動助力轉向模塊中的致動器控制器(AC)接收，并通過恰當的機電裝置致動，從而促成按使車輛遵循SC軌跡的方式來改變車輛的移動。為此，需要適當地協調車輛控制的不同組件或層(諸如SC、VC及AC)，以合作實現共同目的。例如，每個較高層需要在生成其計算時考慮較低層的行為。這種協調通常很困難。

例如，在SC和VC的協調中，不能保證車輛能夠準確地執行SC軌跡。這可能歸因于SC利用簡化的車輛移動模型來產生軌跡，該簡化模型例如忽略了諸如縱向和橫向滑移、道路摩擦或者道路斜坡等現象，以便更快地執行軌跡計算。而且，這可能歸因于未被SC所知或所考慮的外部因素的存在(諸如輪胎磨損、前后軸與質心的不同距離等)。因此，需要對具有使車輛根據期望軌跡移動的共同目的的不同車輛組件進行協調控制。

發明內容

一些實施方式基于這樣的認識，即，車輛遵循軌跡的移動的性能取決于移動目的。例如，車輛遵循軌跡的移動的性能需要滿足性能量度(M)，該性能量度取決于該移動的當前目的。例如，在某些情況下，車輛不必準確地遵循期望軌跡，但是車輛的實際軌跡與期望軌跡之間的最大差異需要小于閾值。一些實施方式基于這樣的認識，即，這種性能量度可以由控制車輛的實際實例產生，但也可以在針對移動目的生成期望軌跡的同時進行考慮。例如，如果移動目的是車道保持，則所有可能的期望軌跡需要與車道邊界保持等于或大于閾值的安全裕度。類似地，如果移動目的是避免碰撞，則所有可能的期望軌跡需要與障礙物保持等于或大于閾值的安全距離。

因此，在控制車輛沿著期望軌跡的同時需要實現的性能量度M與允許生成的期望軌跡的類型相關聯。為此，生成期望軌跡和根據期望軌跡控制車輛不僅僅是順序的，而是相互依賴的過程。例如，如果期望軌跡是由監督控制器(SC)生成的，而車輛沿期望軌跡的移動是由車輛控制器(VC)控制的，那么SC與VC之間的協作可以包括相互依賴性，即，如果SC生成滿足特性P的期望軌跡，則VC可以控制車輛滿足性能量度M。

一些實施方式基于這樣的認識，即，由于必需使用不同的移動模型來生成期望軌跡以及根據期望軌跡控制車輛，因此這種相互依賴性變得復雜。例如，為了生成期望軌跡，需要考慮更長的未來視野(future horizon)。具有計算車輛在擴展的未來視野內的移動的復雜的物理模型在計算上是困難的。相反，當已知期望軌跡時，根據期望軌跡控制車輛可以僅考慮下一個控制步驟或短未來視野。另外，車輛的控制需要比軌跡生成過程更精確。