基于反馈纯跟踪的智能车辆路径跟随控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115042818A(43)申请公布日2022.09.13(21)申请号202210778015.5(22)申请日2022.06.28(71)申请人中国人民解放军陆军军事交通学院军事交通运输研究所地址300361天津市河东区万东路８４号院(72)发明人潘世举徐友春朱愿李建市李子先(74)专利代理机构天津市三利专利商标代理有限公司12107专利代理师闫俊芬(51)Int.Cl.B60W60/00(2020.01)B60W30/10(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称基于反馈纯跟踪的智能车辆路径跟随控制方法(57)摘要本发明涉及一种基于反馈纯跟踪的智能车辆路径跟随控制方法，具体步骤如下：根据车辆状态和期望路径确定最近路径点，并计算反馈横向偏差；根据车速和最近路径点的曲率确定前视距离；根据车辆状态、前视距离和期望路径确定目标点，并计算前馈横向偏差；根据上述前视距离和前馈横向偏差计算前馈控制量；根据上述车速和最近路径点的曲率确定系数，并根据上述前视距离和反馈横向偏差计算反馈控制量；上述前馈控制量和反馈控制量相加，得到前轮转角控制量。有益效果：本发明考虑到智能车辆与期望路径的实时横向偏差，在不同工况下保持良好的路径跟随精度，具有较强的鲁棒性，能够提高路径跟随精度和行驶稳定性。CN115042818ACN115042818A权利要求书1/2页1.一种基于反馈纯跟踪的智能车辆路径跟随控制方法，其特征是：具体步骤如下：步骤1)：根据车辆状态和期望路径确定最近路径点，并计算反馈横向偏差；步骤2)：根据车速和最近路径点的曲率确定前视距离；步骤3)：根据车辆状态、前视距离和期望路径确定目标点，并计算前馈横向偏差；步骤4)：根据所述的前视距离和前馈横向偏差计算前馈控制量；步骤5)：根据所述的车速和最近路径点的曲率确定系数，并根据所述前视距离和反馈横向偏差计算反馈控制量；步骤6)：所述前馈控制量和反馈控制量相加，得到前轮转角控制量。2.根据权利要求1所述的基于反馈纯跟踪的智能车辆路径跟随控制方法，其特征是：步骤1)所述根据车辆位置和期望路径确定最近路径点，并计算反馈横向偏差，具体为：S21：期望路径以序列形式存储，编号从1开始，数量为m，所述期望路径由如下：T＝[p1p2…pj…pm]其中，pj表示第j个路径点；S22：所述单个路径点如下：pj＝[xjyjcj]其中，xj表示横坐标、yj表示纵坐标，cj表示曲率；S23：车辆与各路径点的距离计算如下：其中，公式中参数代表含义与S22公式中所代表含义一致，X表示车辆的横坐标，Y表示车辆的纵坐标；S24：车辆与期望路径的最小距离计算如下：lmin＝min{l1l2...lj...lm}其中，公式中参数代表含义与S23公式中所代表含义一致，min表示最近路径点的序号；S25：反馈横向偏差的计算如下：el＝(Y‑ymin)cosθ‑(X‑xmin)sinθ其中，公式中参数代表含义与S22、S23公式中所代表含义一致，θ表示车辆的航向角。3.根据权利要求1所述的基于反馈纯跟踪的智能车辆路径跟随控制方法，其特征是：步骤2)中，所述根据车速和最近路径点的曲率确定前视距离，具体为：S31：前视距离的计算如下：Ld＝L0+k1v+k2|cmin|其中，公式中参数代表含义与S22公式中所代表含义一致，L0表示前视距离基值，v表示车速，k1和k2表示控制参数。4.根据权利要求1所述的基于反馈纯跟踪的智能车辆路径跟随控制方法，其特征是：步骤3)中，所述根据车辆状态、前视距离和期望路径确定目标点，并计算前馈横向偏差，具体为：S41：前视位置计算如下：2CN115042818A权利要求书2/2页其中，公式中参数代表含义与S23、S25、S31公式中所代表含义一致；S42：前视位置与各路径点的距离计算如下：其中，公式中参数代表含义与S22、S41公式中所代表含义一致；S43：前视位置与期望路径的最小距离计算如下：Lmin_d＝min{L1L2...Lj...Lm}其中，公式中参数代表含义与S42公式中所代表含义一致，min_d表示目标路径点的序号；S44：前馈横向偏差的计算如下：ed＝(Yd‑ymin_d)cosθ‑(Xd‑xmin_d)sinθ其中，公式中参数代表含义与S22、S25、S41、S43公式中所代表含义一致。5.根据权利要求1所述的基于反馈纯跟踪的智能车辆路径跟随控制方法，其特征是：步骤4)中，所述根据上述前视距离和前馈横向偏差计算前馈控制量，具体为：S51：前馈控制量计算如下：其中，公式中参数代表含义与S44、S31公式中所代表含义一致，l表示车辆的轴距。6.根据权利要求1所述的基于反馈纯跟踪的智能车辆路径跟随控制方法，其特