[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

本發明提供一種無人駕駛車輛的路徑跟蹤控制方法及裝置，在獲取到車輛的目標路徑后，能夠基于目標路徑的路徑信息、車輛的姿態信息、以及目標路徑的預測信息分別計算不同維度下的方向盤轉角，并基于此控制車輛的方向盤轉角，完成對車輛的橫向控制。基于本發明，能夠應對無人駕駛任務的全工況、多場景，在無人駕駛車輛行車過程中提高路徑跟蹤的穩定性和精準性，從而保證無人駕駛車輛的安全性能。

技術領域

本發明涉及無人駕駛車輛整車控制技術領域，更具體地說，涉及一種無人駕駛車輛的路徑跟蹤控制方法及裝置。

背景技術

無人駕駛技術作為目前汽車技術開發的熱點方向，對于汽車行業的發展乃至國計民生都有著深遠的影響。無人駕駛技術在未來可能會對人類的出行方式、對工業化生產的生產方式產生革命性的變革，但當前無人駕駛技術仍處于快速發展時期，仍有眾多技術問題等待解決。

目前的無人駕駛各技術路線大同小異，無人駕駛系統基本上由各類傳感器組成的感知融合層、規劃決策層、車輛控制層及橫縱向相關的執行器層幾個部分組成，其中車輛控制層連接上層指令與執行器，對于無人駕駛車輛的性能表現起到重要作用。而在車輛控制層中，路徑跟蹤控制技術直接影響車輛在無人駕駛時跟蹤目標路徑的性能，它通過一定的控制方法去跟蹤目標路徑，是實現車輛穩定行駛的關鍵性技術。

當前由于環境感知、規劃決策等技術均存在一定的穩定性問題，車輛控制層接收的路徑信息存在一定的穩定性問題，同時在與執行器層交互過程中還存在交互延遲的現象。因此，開發穩定的路徑跟蹤控制方法，保證無人駕駛車輛在復雜的道路交通環境中能夠穩定的跟蹤目標路徑，對于無人駕駛車輛的行車性能及安全性至關重要。

發明內容

有鑒于此，為解決上述問題，本發明提供一種無人駕駛車輛的路徑跟蹤控制方法及裝置，技術方案如下：

一種無人駕駛車輛的路徑跟蹤控制方法，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。

優選的，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。

優選的，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。

優選的，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；