[發明專利]一種無人駕駛車輛的路徑跟蹤控制方法及裝置

在審

• 申請號: 202010597370.3
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN113934200A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 陳必成;張顯宏;王俊;林洪良;孔凡敏;楊瑩瑩;梁偉銘
• 申請（專利權）人: 上海汽車集團股份有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京信遠達知識產權代理有限公司 11304
• 代理人: 趙興華

1.一種無人駕駛車輛的路徑跟蹤控制方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取車輛的目標路徑；

基于所述目標路徑的路徑信息計算所述車輛的第一方向盤轉角；以及，基于所述車輛的姿態信息計算所述車輛的第二方向盤轉角；以及，基于所述目標路徑的預測信息計算所述車輛的第三方向盤轉角；

根據所述第一方向盤轉角、所述第二方向盤轉角和所述第三方向盤轉角控制所述車輛的方向盤，以對所述車輛進行橫向控制。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目標路徑的路徑信息計算所述車輛的第一方向盤轉角，包括：

利用所述車輛的車速在所述目標路徑上選取第一目標點，并獲取所述第一目標點的第一曲線曲率；

通過三角函數變化將所述第一曲線曲率轉換為車輛輪端轉角；

根據預設的映射關系，將所述車輛輪端轉角所映射的方向盤轉角作為所述第一方向盤轉角。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

對所述第一曲線曲率的方向特征進行校正。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述車輛的姿態信息計算所述車輛的第二方向盤轉角，包括：

將所述目標路徑上、距離所述車輛坐標系原點最近的一點作為第二目標點；

確定所述車輛在所述第二目標點的橫向偏移和第一橫向角；

獲取所述第二目標點的第二曲線曲率，并利用所述第二曲線曲率和所述車輛的車速計算所述車輛的第一側向加速度；

確定所述第一側向加速度在橫向偏移維度下所對應的第一比例控制系數、以及在橫向角維度下所對應的第二比例控制系數；

根據所述第一比例控制系數和所述橫向偏移計算所述橫向偏移維度下的方向盤轉角；以及根據所述第二比例控制系數和所述第一橫向角計算所述橫向角維度下的方向盤轉角；

將所述橫向偏移維度下的方向盤轉角和所述橫向角維度下的方向盤轉角的迭加和作為所述第二方向盤轉角。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

在所述車輛的運行狀態符合預設的動態積分補償條件的情況下，根據所述第一側向加速度確定補償的積分步長；

按照所述積分步長對所述橫向偏移維度下的方向盤轉角進行補償；

相應的，所述將所述橫向偏移維度下的方向盤轉角和所述橫向角維度下的方向盤轉角的迭加和作為所述第二方向盤轉角，包括：

將所述橫向偏移維度下補償后的方向盤轉角和所述橫向角維度下的方向盤轉角的迭加和作為所述第二方向盤轉角。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目標路徑的預測信息計算所述車輛的第三方向盤轉角，包括：

將所述目標路徑上、距離所述車輛坐標系原點最近的一點作為第三目標點，并在所述目標路徑上選取預測點；

根據所述車輛的車速計算所述車輛從所述第三目標點到所述預測點的時間間隔；

分別確定所述車輛在所述第三目標點的第二橫向角、以及所述預測點的第三橫向角，并根據所述第二橫向角、所述第三橫向角和所述時間間隔計算所述車輛的預測橫擺角速度；

獲取所述第三目標點的第三曲線曲率，并利用所述第三曲線曲率和所述車速計算所述車輛的第二側向加速度；

確定所述第二側向加速度在橫擺角速度維度下所對應的第三比例控制系數；

獲取所述車輛的實際橫擺角速度，并根據所述實際橫擺角速度、所述第三比例控制系數和所述預測橫擺角速度計算所述第三方向盤轉角。

7.一種無人駕駛車輛的路徑跟蹤控制裝置，其特征在于，所述裝置包括：

路徑獲取模塊，用于獲取車輛的目標路徑；

方向盤轉角計算模塊，用于基于所述目標路徑的路徑信息計算所述車輛的第一方向盤轉角；以及，基于所述車輛的姿態信息計算所述車輛的第二方向盤轉角；以及，基于所述目標路徑的預測信息計算所述車輛的第三方向盤轉角；

橫向控制模塊，用于根據所述第一方向盤轉角、所述第二方向盤轉角和所述第三方向盤轉角控制所述車輛的方向盤，以對所述車輛進行橫向控制。