[發(fā)明專利]一種方向盤零偏自學(xué)習(xí)的無人車軌跡跟蹤方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010049152.6
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111158379B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉躍;江如海;丁驥;袁勝
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥中科智馳科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

1.一種方向盤零偏自學(xué)習(xí)的無人車軌跡跟蹤方法，其特征是應(yīng)用于前輪轉(zhuǎn)向的兩軸四輪無人駕駛汽車中，并按如下步驟進行：

步驟一、獲取車輛前方的一段期望路點序列和車輛當前時刻k的位置、航向、車速；

步驟二、道路線型擬合算法的實現(xiàn)；

步驟2.1、根據(jù)車輛當前時刻k的位置和航向，將所述車輛前方的一段期望路點序列變換到車輛坐標系中，得到所述車輛坐標系下的期望路點序列的各個坐標；車輛坐標系規(guī)定為，以車輛后軸中心為原點，x軸垂直于車輛后軸，指向車輛前進方向，y軸指向車輛左側(cè)，計算方法如式(1)：

式(1)中，lat是期望路點的緯度，lng是期望路點的經(jīng)度，R是地球半徑，lat₀是車輛當前時刻的緯度，lng₀是車輛當前時刻的經(jīng)度，azm₀是車輛當前時刻的航向，X_t、Y_t是中間變量；x、y是期望路點在車輛坐標系下的坐標；

步驟2.2、在所述車輛坐標系下，將所述車輛前方的一段期望路點序列的各個坐標擬合成二次曲線，記為：y＝ax²+bx+c，其中，a、b、c表示道路線型參數(shù)，并分別為道路彎曲程度參數(shù)、車輛當前時刻k的航向偏離道路切線方向的程度參數(shù)、車輛當前時刻k的位置偏離道路的程度參數(shù)；

步驟三、方向盤零偏估計算法的實現(xiàn)；

步驟3.1、計算所需記錄的幀數(shù)n，且n＝s/[v(k)T]后四舍五入并取整數(shù)得到，其中，s是所記錄的歷史時間內(nèi)車輛行駛的距離，v(k)是車輛當前時刻k的速度，T是采樣周期；

步驟3.2、記錄第k-n+1時刻到當前時刻k的道路線型參數(shù)a和c的歷史值，記為a(k-n+1)、a(k-n+2)、…a(k)，c(k-n+1)、c(k-n+2)、…c(k)；

步驟3.3、計算所述道路線型參數(shù)a的歷史值a(k-n+1)、a(k-n+2)、…a(k)中絕對值的最大值a_m；

步驟3.4、計算道路線型參數(shù)c的歷史值c(k-n+1)、c(k-n+2)、…c(k)的平均值c_m；

步驟3.5、利用式(2)計算車輛當前時刻k的方向盤零偏w₀(k)：

式(2)中，a_t為道路彎曲程度閾值，h為學(xué)習(xí)速率因子；

步驟四、車輛運動學(xué)模型控制算法的實現(xiàn)；

利用式(3)計算車輛當前時刻k的方向盤轉(zhuǎn)角控制量w(k)：

w(k)＝180iarctan[L(2a(k)+2ζωb(k)/v(k)+ω²c(k)/v(k)²)]/π+w₀(k) (3)

式(3)中，a(k)、b(k)、c(k)分別為車輛當前時刻k的道路線型參數(shù)；v(k)為車輛當前時刻k的車速，L是兩軸四輪無人駕駛汽車的軸距，i是車輛轉(zhuǎn)向系傳動比，π是圓周率，ζ和ω是軌跡跟蹤閉環(huán)系統(tǒng)的阻尼比和自然頻率。