一种无人驾驶车辆的路径跟踪控制方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113934200A(43)申请公布日2022.01.14(21)申请号202010597370.3(22)申请日2020.06.28(71)申请人上海汽车集团股份有限公司地址201203上海市张江高科技园区松涛路563号1号楼509室(72)发明人陈必成张显宏王俊林洪良孔凡敏杨莹莹梁伟铭(74)专利代理机构北京信远达知识产权代理有限公司11304代理人赵兴华(51)Int.Cl.G05D1/02(2020.01)权利要求书3页说明书10页附图5页(54)发明名称一种无人驾驶车辆的路径跟踪控制方法及装置(57)摘要本发明提供一种无人驾驶车辆的路径跟踪控制方法及装置，在获取到车辆的目标路径后，能够基于目标路径的路径信息、车辆的姿态信息、以及目标路径的预测信息分别计算不同维度下的方向盘转角，并基于此控制车辆的方向盘转角，完成对车辆的横向控制。基于本发明，能够应对无人驾驶任务的全工况、多场景，在无人驾驶车辆行车过程中提高路径跟踪的稳定性和精准性，从而保证无人驾驶车辆的安全性能。CN113934200ACN113934200A权利要求书1/3页1.一种无人驾驶车辆的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取车辆的目标路径；基于所述目标路径的路径信息计算所述车辆的第一方向盘转角；以及，基于所述车辆的姿态信息计算所述车辆的第二方向盘转角；以及，基于所述目标路径的预测信息计算所述车辆的第三方向盘转角；根据所述第一方向盘转角、所述第二方向盘转角和所述第三方向盘转角控制所述车辆的方向盘，以对所述车辆进行横向控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标路径的路径信息计算所述车辆的第一方向盘转角，包括：利用所述车辆的车速在所述目标路径上选取第一目标点，并获取所述第一目标点的第一曲线曲率；通过三角函数变化将所述第一曲线曲率转换为车辆轮端转角；根据预设的映射关系，将所述车辆轮端转角所映射的方向盘转角作为所述第一方向盘转角。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述第一曲线曲率的方向特征进行校正。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述车辆的姿态信息计算所述车辆的第二方向盘转角，包括：将所述目标路径上、距离所述车辆坐标系原点最近的一点作为第二目标点；确定所述车辆在所述第二目标点的横向偏移和第一横向角；获取所述第二目标点的第二曲线曲率，并利用所述第二曲线曲率和所述车辆的车速计算所述车辆的第一侧向加速度；确定所述第一侧向加速度在横向偏移维度下所对应的第一比例控制系数、以及在横向角维度下所对应的第二比例控制系数；根据所述第一比例控制系数和所述横向偏移计算所述横向偏移维度下的方向盘转角；以及根据所述第二比例控制系数和所述第一横向角计算所述横向角维度下的方向盘转角；将所述横向偏移维度下的方向盘转角和所述横向角维度下的方向盘转角的迭加和作为所述第二方向盘转角。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述车辆的运行状态符合预设的动态积分补偿条件的情况下，根据所述第一侧向加速度确定补偿的积分步长；按照所述积分步长对所述横向偏移维度下的方向盘转角进行补偿；相应的，所述将所述横向偏移维度下的方向盘转角和所述横向角维度下的方向盘转角的迭加和作为所述第二方向盘转角，包括：将所述横向偏移维度下补偿后的方向盘转角和所述横向角维度下的方向盘转角的迭加和作为所述第二方向盘转角。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标路径的预测信息计算所述车辆的第三方向盘转角，包括：将所述目标路径上、距离所述车辆坐标系原点最近的一点作为第三目标点，并在所述2CN113934200A权利要求书2/3页目标路径上选取预测点；根据所述车辆的车速计算所述车辆从所述第三目标点到所述预测点的时间间隔；分别确定所述车辆在所述第三目标点的第二横向角、以及所述预测点的第三横向角，并根据所述第二横向角、所述第三横向角和所述时间间隔计算所述车辆的预测横摆角速度；获取所述第三目标点的第三曲线曲率，并利用所述第三曲线曲率和所述车速计算所述车辆的第二侧向加速度；确定所述第二侧向加速度在横摆角速度维度下所对应的第三比例控制系数；获取所述车辆的实际横摆角速度，并根据所述实际横摆角速度、所述第三比例控制系数和所述预测横摆角速度计算所述第三方向盘转角。7.一种无人驾驶车辆的路径跟踪控制装置，其特征在于，所述装置包括：路径获取模块，用于获取车辆的目标路径；方向盘转角计算模块，用于基于所述目标路径的路径信息计算所述车辆的第一方向盘转角；以及，基于所述车辆的姿态信息计算所述车辆的第二方向盘转角；以及，基于所述目标路径的预测信息计算所述车辆的第三方向盘转角；横向控制模块，