[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

本發明涉及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：本發明中控制器的設計結合三種控制方式，綜合控制效果最佳；采用前饋控制提前給定修正量，彌補了以往車道保持控制器不能通過曲率較大彎道的缺陷；采用下層聯級反饋控制，解決駕駛員因轉向過程中產生頓挫感的舒適性問題；本發明中預瞄控制選取的目標點是一個動態的點，能適應不同的工況和道路環境。

技術領域

本發明涉及車道保持控制設計技術領域，尤其涉及一種汽車車道保持控制系統的控制策略。

背景技術

高級駕駛輔助系統（ADAS）自20世紀90年代以來一直是個熱門的話題。ADAS系統不僅在車輛偏離當前車道或者有撞車的危險時未駕駛員提供警告信號，也可以在底盤線控系統的支持下，通過控制轉向、制動和油門來主觀地干預車輛的操控。

車道保持控制系統（LKA）是ADAS系統各大功能中的子功能之一。LKA是一種基于視覺識別技術而誕生的智能航向控制，目的是通過車輛橫向運動進行自動控制，以減輕駕駛員的長時間帶來的疲勞感，保障行車安全，并通過簡單的方式為駕駛員提供輔助駕駛支持。當與車道線的距離過小或車輛方向偏離車道時，LKA控制單元可以通過與轉向執行機構系統協調動作，使車輪適當轉向，以使車輛始終跟隨車道中心線行駛。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種汽車車道保持控制系統的控制策略，能夠解決一般的車道保持控制策略中控制方式少，導致綜合控制效果差的問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種汽車車道保持控制系統的控制策略，其創新點在于：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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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。