[發(fā)明專利]預(yù)瞄路徑跟蹤計(jì)算方法及跟蹤計(jì)算模塊

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010174649.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN111284478A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鵬娜;謝駕宇;栗工;田賀;馬曉煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聯(lián)創(chuàng)汽車電子有限公司
• 主分類號(hào): B60W10/20
• 分類號(hào): B60W10/20;B60W40/00;B60W50/00;B60W60/00
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 焦天雷

本發(fā)明公開了一種用于自動(dòng)駕駛車輛路徑跟蹤預(yù)瞄模型的預(yù)瞄路徑跟蹤計(jì)算方法，包括獲取自動(dòng)駕駛車輛系統(tǒng)延時(shí)；在全局路徑中基于勻加速模型外推計(jì)算系統(tǒng)延時(shí)后車輛位置；計(jì)算預(yù)瞄誤差；根據(jù)預(yù)瞄誤差與輪胎轉(zhuǎn)角關(guān)系計(jì)算得到輪胎轉(zhuǎn)角，根據(jù)輪胎轉(zhuǎn)角計(jì)算得到方向盤轉(zhuǎn)角，將所述方向盤轉(zhuǎn)角發(fā)送給底盤CAN執(zhí)行方向盤轉(zhuǎn)角控制。本發(fā)明還公開了一種用于自動(dòng)駕駛車輛的預(yù)瞄路徑跟蹤計(jì)算模塊。本發(fā)明能降低(甚至克服)系統(tǒng)延時(shí)造成的預(yù)瞄路徑跟蹤計(jì)算誤差，為車輛安全可靠行駛提供了基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，特別是涉及一種用于自動(dòng)駕駛車輛路徑跟蹤預(yù)瞄模型的預(yù)瞄路徑跟蹤計(jì)算方法。本發(fā)明還涉及一種用于自動(dòng)駕駛車輛的預(yù)瞄路徑跟蹤計(jì)算模塊。

背景技術(shù)

作為未來汽車工業(yè)的發(fā)展方向，自動(dòng)駕駛近年來的發(fā)展十分迅速。路徑跟蹤作為自動(dòng)駕駛底層控制的核心之一，其性能的好壞決定了車輛的安全性和穩(wěn)定性。在路徑跟蹤研究領(lǐng)域，較常用的方法有：PID、駕駛員預(yù)瞄模型、模型預(yù)測(cè)控制(Model PredictiveControl,MPC)等。其中,PID算法結(jié)構(gòu)簡單，但參數(shù)較難調(diào)節(jié)，固定參數(shù)無法應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的行駛狀態(tài).模型預(yù)測(cè)控制能夠應(yīng)對(duì)不同工況，但對(duì)車輛模型要求較高，計(jì)算量較大。

駕駛員預(yù)瞄模型是由吉大的郭孔輝院士提出的，駕駛員預(yù)瞄模型的工作是基于轉(zhuǎn)向角輸入來實(shí)現(xiàn)。預(yù)瞄路徑指的是按車輛當(dāng)前車頭方向及航向角方向的前方路徑。駕駛員預(yù)瞄模型結(jié)構(gòu)簡單，計(jì)算量較小，能夠應(yīng)對(duì)較多工況，因此在路徑跟蹤領(lǐng)域被廣泛采用。現(xiàn)有駕駛員預(yù)瞄模型在預(yù)瞄路徑跟蹤計(jì)算時(shí)采用理想工況作為計(jì)算基礎(chǔ)，未考慮客觀存在系統(tǒng)延時(shí)造成預(yù)瞄路徑跟蹤計(jì)算存在誤差，為自動(dòng)駕駛車輛帶來了安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡化形式的概念,該簡化形式的概念均為本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)簡化，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于自動(dòng)駕駛車輛路徑跟蹤預(yù)瞄模型，能降低(甚至克服)系統(tǒng)延時(shí)造成預(yù)瞄路徑跟蹤計(jì)算誤差的預(yù)瞄路徑跟蹤計(jì)算方法。

本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供一種用于自動(dòng)駕駛車輛的路徑跟蹤預(yù)瞄模塊，能降低(甚至克服)系統(tǒng)延時(shí)造成預(yù)瞄路徑跟蹤計(jì)算誤差的預(yù)瞄路徑跟蹤計(jì)算模塊。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供用于自動(dòng)駕駛車輛路徑跟蹤預(yù)瞄模型的預(yù)瞄路徑跟蹤計(jì)算方法，包括以下步驟：

S1，獲取自動(dòng)駕駛車輛系統(tǒng)延時(shí)ΔT；

可選擇的，系統(tǒng)延時(shí)ΔT包括由控制程序發(fā)出方向盤轉(zhuǎn)角信息，測(cè)試底層執(zhí)行機(jī)構(gòu)響應(yīng)到相應(yīng)轉(zhuǎn)角時(shí)所需時(shí)間，系統(tǒng)延時(shí)ΔT能通過計(jì)算準(zhǔn)確獲得；

由控制中心發(fā)出期望方向盤轉(zhuǎn)角信息，發(fā)出時(shí)間記為t₁。從CAN上獲取實(shí)際方向盤轉(zhuǎn)角信息，記錄響應(yīng)到期望方向盤轉(zhuǎn)角時(shí)時(shí)間t₂。t₂-t₁為測(cè)得系統(tǒng)延時(shí)ΔT。

相應(yīng)的，系統(tǒng)延時(shí)ΔT也可通過系統(tǒng)工況估算設(shè)置，估算設(shè)置的系統(tǒng)延時(shí)ΔT雖然沒有計(jì)算獲得的準(zhǔn)確，但由于考慮到了系統(tǒng)延時(shí)ΔT對(duì)于預(yù)瞄路徑的影響，相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)來說仍具有更高的準(zhǔn)確性。

S2，獲取全局路徑，在全局路徑中基于勻加速模型外推計(jì)算系統(tǒng)延時(shí)ΔT后車輛位置；

在現(xiàn)有自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，通常由預(yù)存地圖提供全局路徑信息，路徑規(guī)劃根據(jù)車輛周圍狀態(tài)進(jìn)行局部路徑規(guī)劃，然后進(jìn)行路徑跟蹤。但為了便于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行單獨(dú)實(shí)現(xiàn)和性能驗(yàn)證，本發(fā)明可以直接利用全球定位系統(tǒng)(例如GPS)錄制全局路徑信息，然后利用本發(fā)明提供的預(yù)瞄路徑跟蹤計(jì)算方法對(duì)全局路徑進(jìn)行跟蹤；應(yīng)該清楚的是，相應(yīng)的本發(fā)明提供的預(yù)瞄路徑跟蹤計(jì)算方法仍可以利用預(yù)存地圖提供全局路徑信息。