[發明專利]一種基于兩點預瞄的路徑跟蹤控制方法

在審

• 申請號: 202210533627.8
• 申請日: 2022-05-17
• 公開（公告）號: CN114896694A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 李衛華;王艷桃;李國慶;白宇;徐榮嶸;王劍鋒
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）;國網智慧能源交通技術創新中心（蘇州）有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F119/14
• 代理公司: 黑龍江立超同創知識產權代理有限責任公司 23217
• 代理人: 張妍飛

1.一種基于兩點預瞄的路徑跟蹤控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、基于駕駛員角度建立具有兩個預瞄點的橫向跟蹤控制模型，以控制車輛的方向盤轉角；其中，預瞄點包括遠點和近點；

步驟二、建立縱向跟蹤控制模型，以控制車輛行駛速度；

步驟三、將橫向跟蹤控制模型和縱向跟蹤控制模型進行耦合，以對無人駕駛的車輛進行路徑跟蹤。

2.根據權利要求1所述的一種基于兩點預瞄的路徑跟蹤控制方法，其特征在于，步驟一中所述近點位于車輛前軸中心，所述遠點由當前車速v和預設預瞄時間T_p確定：以車輛質心為起點，沿車輛直線行駛方向的預瞄距離l_d處，預瞄距離l_d定義為：

式中，v_m表示最低車速。

3.根據權利要求2所述的一種基于兩點預瞄的路徑跟蹤控制方法，其特征在于，步驟一的具體步驟包括：

步驟一一、對于遠點，采用最優曲率模型，設車輛通過弧形路徑軌跡到達遠點，且軌跡存在最優曲率1/R；根據遠點橫向距離偏差y_e、預瞄距離l_d和坐標變換方程計算獲得曲率半徑R；根據曲率半徑R計算獲得第一方向盤轉角δ₁；所述遠點橫向距離偏差y_e為起始位置車輛坐標系原點與車輛到達遠點時的質心之間的距離在起始位置車輛坐標系y軸上的投影；

根據遠點航向角誤差和預設預瞄時間T_p計算獲得第二方向盤轉角δ₂；

步驟一二、對于近點，采用滑模控制方法，計算獲得橫擺角加速度α₃；在時間上對橫擺角加速度α₃進行積分，獲得第三方向盤轉角δ₃；

步驟一三、對第一方向盤轉角δ₁、第二方向盤轉角δ₂、第三方向盤轉角δ₃進行加權，即：

δ＝w₁·δ₁+w₂·δ₂+w₃·δ₃

式中，w₁、w₂和w₃分別為δ₁，δ₂和δ₃的權重；即獲得最終的方向盤轉角δ。

4.根據權利要求3所述的一種基于兩點預瞄的路徑跟蹤控制方法，其特征在于，步驟一一的具體過程為：車輛通過弧形路徑軌跡到達遠點，其車輛坐標系旋轉了質心側滑角β，根據幾何關系和坐標變換方程，獲得曲率半徑R，其計算公式為：

式中，l′_d＝cosβ·l_d+sinβ·y_e，y′_e＝-sinβ·l_d+cosβ·y_e；

根據穩態轉向運動公式，計算獲得遠點的第一橫擺角速度ω₁：

則第一方向盤轉角δ₁為：

δ₁＝ω₁·Y(S)

式中，Y(S)表示方向盤轉角對橫擺角速度的傳遞函數；

δ₂＝ω₂·Y(S)

式中，ω₂表示第二橫擺角速度，