[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

本發明涉及車輛智能駕駛技術領域，特別涉及一種對無人駕駛車輛制動進行控制的系統及方法。一種基于PID控制的無人駕駛車輛制動系統包括：PID控制器、伺服電機、電動推桿、測速器以及慣性測量傳感器；PID控制器包括：輸入單元、運算單元、制動動作控制單元。制動方法為：輸入單元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；運算單元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，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；運算單元將需要的制動力發送至制動動作控制單元，后者根據所需要的制動力做出制動動作決策；伺服電機、車輛牽引電機執行制動動作決策；本發明能夠取得良好的車速控制和制動效果。

技術領域

本發明涉及車輛智能駕駛技術領域，特別涉及一種對無人駕駛車輛制動進行控制的系統及方法。

背景技術

無人駕駛車輛是智能汽車的一種，也稱為輪式移動機器人，主要依靠車內的以計算機系統和傳感器為主的智能駕駛系統來實現無人駕駛的目標。電動汽車(BEV)以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，構造更加適合自動駕駛技術，其前景被廣泛看好。

無人駕駛車輛上路測試時，需對其速度進行控制，速度控制系統是無人駕駛智能車的最基本的控制系統之一，是實現無人駕駛智能車穩定、安全行駛最重要的部分。PID控制器是最早發展起來的應用經典控制理論的控制策略之一，作為實用化的控制器已有近百年歷史，現在仍然是應用最廣泛的工業控制器。PID控制器由于算法簡單、魯棒性好和可靠性高，使用中不需精確的系統模型等先決條件，因而成為應用最為廣泛的控制器。PID控制器由比例單元P、積分單元I和微分單元D組成，它的基礎是比例控制；積分控制可消除穩態誤差，但可能增加超調；微分控制可加快大慣性系統響應速度以及減弱超調趨勢。

發明內容

本發明的目的是：提供一種基于PID控制的無人駕駛車輛制動系統及方法。

本發明的一個技術方案是：一種基于PID控制的無人駕駛車輛制動系統，制動系統包括：PID控制器、伺服電機、電動推桿、測速器以及慣性測量傳感器；

PID控制器包括：輸入單元、運算單元以及制動動作控制單元；輸入單元與運算單元連接，運算單元與制動動作控制單元連接；制動動作控制單元與伺服電機以及車輛牽引電機連接。

測速器與輸入單元連接，用于測量得到車輛實際速度；

慣性測量傳感器與輸入單元連接，用于測量車輛行駛道路的坡度；

伺服電機與電動推桿連接，電動推桿的伸縮端用于向車輛剎車盤提供制動力。

本發明的另一個技術方案是：一種基于PID控制的無人駕駛車輛制動方法，它基于如上所述的車輛制動系統，并包括以下步驟：

A.PID控制器的輸入單元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，并將其發送至運算單元；

B.運算單元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.運算單元將需要的制動力發送至制動動作控制單元，制動動作控制單元根據所需要的制動力做出制動動作決策；

D.伺服電機、車輛牽引電機執行制動動作決策；

E.重復步驟A-D。

進一步的，上述步驟B中，計算所需要的制動力Br(k)的方法為：