[發明專利]一種汽車車道保持控制系統的控制策略

在審

• 申請號: 201910994940.X
• 申請日: 2019-10-18
• 公開（公告）號: CN110733505A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 姜赟程;沈繼偉;金曉峰;劉兆勇
• 申請（專利權）人: 上海格陸博實業有限公司
• 主分類號: B60W30/12
• 分類號: B60W30/12;B60W10/20;B60W50/00;B62D15/02
• 代理公司: 11316 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 鐘廷良

1.一種汽車車道保持控制系統的控制策略，其特征在于：具體控制策略如下：

S1：根據視覺傳感器捕獲的交通數據，實時計算出車輛前方一段距離的車道線坐標，從而繪制出車輛坐標系下的車道線軌跡；

S2：根據軌跡信息，車道保持控制器計算出車輛能夠保持車道中心線行駛的合理方向盤轉角，使車輛保持在正常車道內行駛；

S3：采用前饋控制，反饋控制和車道線預瞄控制的三種控制輸出疊加控制，綜合以上不同控制器計算結果，在不同情況下給予不同權重，得出控制器的最終輸出；

S4：控制器結構實行并行布置，在實現期望轉角過程中使用聯級PID快速響應期望轉角，采用回路穩定器監控反饋回路信號。

2.根據權利要求1所述的一種汽車車道保持控制系統的控制策略，其特征在于：所述S1中交通數據包括左右車道線曲率，左右車道線曲率導數，車輛偏航角，車輛距離左右車道線相對位置。

3.根據權利要求1所述的一種汽車車道保持控制系統的控制策略，其特征在于：所述S3中前饋控制器的輸入是左右車道線的曲率及本車車速，通過前饋控制提前響應車道線曲率變化，減少道路變化對車道保持控制效果的影響，使車輛順利通過彎道。

4.根據權利要求1所述的一種汽車車道保持控制系統的控制策略，其特征在于：所述S3中車道線預瞄控制，根據檢測到的車道線信息，得出本車與車道線的相對位置信息，再結合本車當時的車速，設定預瞄點，通過預瞄的方式能得到車輛未來一段時間內的基礎轉角值，通過預瞄距離的設置有來減少反饋控制帶來的控制命令震蕩。

5.根據權利要求1所述的一種汽車車道保持控制系統的控制策略，其特征在于：所述S3中反饋控制的PID調節采用模糊PID參數自整定方案，使PID的三個參數可以根據車輛當前狀態適時調節，保證PID反饋控制器可以適用于任意車速；實現解決由于車輛轉向傳動機構建模精度有限，并不能達到期望的轉角值及轉向執行器角度響應延遲問題。

6.根據權利要求1所述的一種汽車車道保持控制系統的控制策略，其特征在于：所述S4中控制器被分為了上下兩層，上層反饋控制的輸入是期望轉角和車輛真實轉角，以及這兩個參數的導數；通過實時計算期望值、監測真實反饋值，對車輛方向進行實時修正，及通過模糊PID控制調節，最終輸出給轉向執行機構一個修正后的轉角值；下層反饋控制的輸入是期望轉角和車輛真實轉角；所述下層反饋控制器與上層反饋控制器不同的是：上層反饋控制器的輸出只是上層控制器輸出的組成部分，而下層反饋控制器的輸入是上層控制器的輸出總和；下層反饋控制器再次使用PID控制器進行控制，使真實輸出快速跟隨期望輸出；上、下層反饋控制的反饋回路形成了串聯的聯級PID控制器，單獨的反饋回路穩定器被設計用以監控反饋回路信號，確保聯級PID的穩定性。