[發明專利]一種用于車輛的橫向控制方法、系統及車輛

有效

• 申請號: 202010044102.9
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111158377B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 王慧茹;夏文卿;史凱琪;高超;種浩;王盼盼
• 申請（專利權）人: 浙江吉利汽車研究院有限公司;浙江吉利控股集團有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 薛峰

本發明提供了一種用于車輛的橫向控制方法、系統及車輛，涉及車輛電子電器領域。控制方法包括采集車輛當前的信息、根據當前速度信息和預設的期望路徑曲率計算前視距離、根據前視距離確定前視點坐標和期望路徑、根據期望路徑計算得到車輛的側向位移偏差和方向偏差、根據位姿計算Kp0、Ki0和Kd0、根據位姿及其變化率查找模糊規則表獲得修正參數△Kp、△Ki和△Kd、根據△Kp、△Ki和△Kd修正Kp0、Ki0和Kd0得到Kp、Ki和Kd、根據位姿e及其變化率de、Kp、Ki和Kd計算獲得車輛的方向盤轉角及根據方向盤轉角控制車輛轉向。本發明提供的用于車輛的橫向控制方法的魯棒性高。

技術領域

本發明涉及車輛電子電器領域，特別是涉及一種用于車輛的橫向控制方法、系統及車輛。

背景技術

智能車輛控制中，橫向控制是指控制車輛在不同的車速、載荷、路況以及風阻等條件下自動跟蹤行車路線并保持一定的舒適性和平穩性要求，實際上也就是車輛轉向控制。

智能車輛與一般的室外輪式移動機器人相比，由于縱向速度較高，速度、載荷以及輪胎側偏剛度等因素的波動范圍較大橫向控制的難度因此更大。

目前的橫向控制的基本設計思路為：基于車輛數學模型運用自動控制原理設計控制器的方法。即一般從車輛的動力學和運動學兩個角度分別建立車輛橫向控制模型。

目前最新的相關技術為：根據車輛的位姿通過傳統的PID或模型預測MPC等的控制算法來實現車輛的橫向控制。基于傳統的PID算法其優點在于不需要精確的被控對象，但是在Kp、Ki、Kd參數調節時相當繁瑣，并且受到速度，道路曲率等因素的影響特別明顯，魯棒性不高；而基于模型預測的控制算法控制精度較精確，但是對于一般的車輛模型，由于車輛實際載荷、路況等因素的千變萬化該模型中諸如車體轉動慣量、輪胎側偏剛度等參數很難被準確確定，因此，預測模型搭建的準確性不高，導致該控制算法準確性不夠，很難適用于實車的應用中。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種魯棒性高的用于車輛的橫向控制方法。

本發明的一個進一步的目的是提供一種精度高且標定工作量少的用于車輛的橫向控制方法。

特別地，本發明提供了一種用于車輛的橫向控制方法，包括：

采集所述車輛的當前速度信息和當前位置信息；

根據所述當前速度信息和預設的期望路徑曲率模擬駕駛員實際駕駛的動態過程并計算前視距離，進而根據所述前視距離確定前視點坐標和期望路徑；

根據所述期望路徑計算得到所述車輛的當前位置與所述期望路徑之間的側向位移偏差和方向偏差；

根據所述車輛的位姿e計算Kp0、Ki0和Kd0，所述位姿e包括所述側向位移偏差和所述方向偏差，Kp0為初始比例系數，Ki0為初始積分系數，Kd0為初始微分系數；

根據所述位姿e及其變化率de查找模糊規則表獲得修正參數ΔKp、ΔKi和ΔKd；

根據ΔKp、ΔKi和ΔKd修正Kp0、Ki0和Kd0得到Kp、Ki和Kd，Kp為最終比例系數，Ki為最終積分系數，Kd為最終微分系數；

根據所述位姿e及其變化率de、Kp、Ki和Kd計算獲得所述車輛的方向盤轉角；

根據所述方向盤轉角控制所述車輛轉向。

可選地，按照以下公式計算所述前視距離：

S＝t*t_pre*v_speed-f(C_urvature)

其中，S為前視距離，v_speed為所述當前速度信息，t_pre為預估時間，t為時間系數，f(C_urvature)為曲率補償函數。