[發明專利]一種基于PID控制的無人駕駛車輛制動系統及方法

有效

• 申請號: 201810516077.2
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108725442B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 程曉晟
• 申請（專利權）人: 北京敏捷動力科技有限公司
• 主分類號: B60W30/18
• 分類號: B60W30/18;B60W10/08;B60W10/18;B60W60/00;B60T13/74
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 馬東瑞

1.一種基于PID控制的無人駕駛車輛制動系統，其特征在于，所述制動系統包括：PID控制器(1)、伺服電機(2)、電動推桿(3)、測速器(4)以及慣性測量傳感器(5)；

所述PID控制器(1)包括：輸入單元(11)、運算單元(12)以及制動動作控制單元(13)；所述輸入單元(11)與所述運算單元(12)連接，所述運算單元(12)與所述制動動作控制單元(13)連接；所述制動動作控制單元(13)與所述伺服電機(2)以及車輛牽引電機(6)連接；

所述測速器(4)與所述輸入單元(11)連接，用于測量得到車輛實際速度；

所述慣性測量傳感器(5)與所述輸入單元(11)連接，用于測量車輛行駛道路的坡度；

所述伺服電機(2)與所述電動推桿(3)連接，所述電動推桿(3)的伸縮端用于向車輛剎車盤(7)提供制動力；

所述PID控制器(1)的輸入單元(11)獲取車輛當前時刻的實際速度、期望速度以及行駛道路的坡度，并將其發送至所述運算單元(12)；

所述運算單元(12)根據車輛當前時刻的實際速度、期望速度計算得到車速誤差值，并根據車速誤差值以及行駛道路的坡度計算得到需要的制動力；

所述需要的制動力Br(k)的方法為：

其中：Ev(k)為k時刻的車速誤差，由k時刻的實際速度減期望速度獲得，當Ev(k)≤0時，Br(k)＝0；Ev(k-1)為上一時刻的車速誤差；Kp為比例系數，Kd為微分系數，Ki為積分系數；s為道路坡度系數，與車輛行駛道路的坡度相關。

2.一種基于PID控制的無人駕駛車輛制動方法，它基于如權利要求1所述的一種基于PID控制的無人駕駛車輛制動系統，其特征在于，它包括以下步驟：

A.所述PID控制器(1)的輸入單元(11)獲取車輛當前時刻的實際速度、期望速度以及行駛道路的坡度，并將其發送至所述運算單元(12)；

B.所述運算單元(12)根據車輛當前時刻的實際速度、期望速度計算得到車速誤差值，并根據車速誤差值以及行駛道路的坡度計算得到需要的制動力；

C.所述運算單元(12)將需要的制動力發送至所述制動動作控制單元(13)，所述制動動作控制單元(13)根據所需要的制動力做出制動動作決策；

D.所述伺服電機(2)、所述車輛牽引電機(6)執行制動動作決策；

E.重復步驟A-D。

3.如權利要求2 所述的一種基于PID控制的無人駕駛車輛制動方法，其特征在于，步驟C中，制動動作決策包括：斷開油門、輕微制動、中等制動以及緊急制動；所述制動動作控制單元(13)中設定有四個常量Baccoff、Bsb、Bmb以及Beb；

當Br(k)Baccoff時，所述伺服電機(2)與所述車輛牽引電機(6)仍按原方式動作；

當Baccoff≤Br(k)Bsb時，所述車輛牽引電機(6)停止驅動車輪；

當Bsb≤Br(k)Bmb時，所述車輛牽引電機(6)停止驅動車輪，同時所述伺服電機(2)控制所述電動推桿(3)對車輛剎車盤(7)進行輕微制動；

當Bmb≤Br(k)Beb時，所述車輛牽引電機(6)停止驅動車輪，同時所述伺服電機(2)控制所述電動推桿(3)對車輛剎車盤(7)進行中等強度制動；

當Br(k)≥Beb時，所述車輛牽引電機(6)停止驅動車輪，同時所述伺服電機(2)控制所述電動推桿(3)對車輛剎車盤(7)進行最大強度制動。