[發明專利]帶環境自適應能力的自動駕駛車輛縱向控制方法及系統有效

申請號：	202011297948.X	申請日：	2020-11-19
公開（公告）號：	CN112319473B	公開（公告）日：	2022-04-08
發明（設計）人：	茍祖濤;戴一凡;盧賢票;李敏	申請（專利權）人：	清華大學蘇州汽車研究院（吳江）;清華大學
主分類號：	B60W30/165	分類號：	B60W30/165;B60W30/09;B60W40/13;B60W40/076
代理公司：	蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103	代理人：	范晴;丁浩秋
地址：	215200 江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	環境自適應能力自動駕駛車輛縱向控制方法系統
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【說明書】：

本發明公開了一種帶環境自適應能力的自動駕駛車輛縱向控制方法，包括：獲取車輛軌跡信息、車輛位置信息和狀態信息；采集車輛俯仰角度信息，建立聚類分析模型，對采集到的數據進行聚類分析，擬合感興趣區域道路內的坡度信息；獲取車輛的載荷信息；確定驅動和制動的切換機制；根據坡度信息和載荷信息，計算縱向控制的前饋控制量；根據軌跡信息、車輛位置和狀態信息，計算縱向控制的反饋控制量；通過前饋控制量和反饋控制量加權計算總的控制輸出量。本發明綜合考慮了道路坡道信息、車輛載荷信息和車輛自身狀態信息，通過前饋控制部分和反饋控制部分加以權重予以實現，大大提高了縱向控制精度。

技術領域

本發明涉及一種自動駕駛車輛的縱向控制方法，具體地涉及一種帶環境自適應能力的自動駕駛車輛縱向控制方法及系統。

背景技術

自動駕駛技術在最近十年得到了突飛猛進的發展，自動駕駛汽車依靠人工智能、視覺計算、雷達、全球定位系統等的協同合作，讓車輛在沒有駕駛員主動操作的情況下，自主安全的在道路上行駛。自動駕駛系統一般分為三個模塊：感知模塊、決策規劃模塊和控制模塊。感知模塊通過攝像頭、雷達等傳感器，實時感知車輛周邊環境信息，通過融合算法告知車輛感興趣區域的信息。決策規劃模塊是根據感知信息和車輛實時狀態信息，計算出最優的駕駛決策規劃。控制模塊是根據規劃出來的軌跡信息，控制車輛跟隨軌跡在道路上行駛。控制模塊按照轉向和車速控制分為橫向控制和縱向控制。在控制算法上面，自動駕駛領域通常是將橫縱向解耦來予以實現。

目前在縱向控制算法方面，應用最多的是PID控制算法。對于載荷無明顯變化的自動駕駛車輛，在坡道變化不大的道路上，通過調試相關參數，跟蹤誤差也能控制的很理想。但是對于車輛載荷和道路坡道變化的情況下，縱向的跟隨性能受影響較大。目前所有的自動駕駛縱向控制方法中，都沒有將車輛載荷因素和道路坡道因素考慮進去。基于此，特提出本發明。

發明內容

為了解決自動駕駛車輛在縱向控制中受車輛載荷和道路坡道變化影響，導致縱向跟隨誤差較大的技術問題，本發明提供了一種帶環境自適應能力的自動駕駛車輛縱向控制方法及系統，綜合考慮了道路坡道信息、車輛載荷信息和車輛自身狀態信息，通過前饋控制部分和反饋控制部分加以權重予以實現，大大提高了縱向控制精度。

本發明的技術方案是：

一種帶環境自適應能力的自動駕駛車輛縱向控制方法，包括以下步驟：

S01：獲取車輛軌跡信息、車輛位置信息和狀態信息；

S02：采集車輛俯仰角度信息，建立聚類分析模型，對采集到的數據進行聚類分析，擬合感興趣區域道路內的坡度信息；

S03：獲取車輛的載荷信息；

S04：確定驅動和制動的切換機制；

S05：根據坡度信息和載荷信息，計算縱向控制的前饋控制量；根據軌跡信息、車輛位置和狀態信息，計算縱向控制的反饋控制量；通過前饋控制量和反饋控制量加權計算總的控制輸出量。

優選的技術方案中，所述步驟S01中軌跡信息包括軌跡點的道路曲率，車輛狀態信息包括車速信息。

優選的技術方案中，所述步驟S02中建立聚類分析模型，將采集到的數據進行分析，擬合感興趣區域道路內的坡度信息，包括：

S21：將處理后的車輛俯仰角度數據進行整合處理后，進行回歸分析，建立聚類分析模型；