一种纯跟踪智能车路径跟随控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115489594A(43)申请公布日2022.12.20(21)申请号202211006547.3(22)申请日2022.08.22(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)发明人潘世举朱愿徐友春李子先赵凯李建市(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.B62D6/00(2006.01)B62D137/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种纯跟踪智能车路径跟随控制方法(57)摘要本发明涉及一种纯跟踪智能车路径跟随控制方法，包括根据预瞄距离、期望路径、车辆状态，计算期望前轮转角；计算车辆与期望路径的横向偏差、航向偏差；根据上述横向偏差、航向偏差，计算转角补偿；将上述期望前轮转角、转角补偿相加，得到前轮转角控制量。有益效果：本发明在传统纯跟踪算法的基础上，考虑到智能车辆与期望路径的实时航向偏差，加快消除初始偏差，减小振荡，提高路径跟随精度，满足智能车的要求达到应用的要求。CN115489594ACN115489594A权利要求书1/2页1.一种纯跟踪智能车路径跟随控制方法，其特征是：以纯跟踪方法为基础，根据横向偏差、航向偏差确定权重，以航向偏差为反馈得到动态转角补偿，提高对初始偏差的消除速度，具体步骤如下：步骤1)根据预瞄距离、期望路径、车辆状态，计算期望前轮转角；步骤2)计算车辆与期望路径的横向偏差、航向偏差；步骤3)根据上述横向偏差、航向偏差，计算转角补偿；步骤4)将期望前轮转角、转角补偿相加，得到前轮转角控制量。2.根据权利要求1所述的纯跟踪智能车路径跟随控制方法，其特征是：步骤1)所述计算期望前轮转角，具体为：S21：以当前车辆位置为圆心、预瞄距离为半径做圆，与前方期望路径的交点即为目标点，车辆位置和目标点之间的连线与车辆行驶方向之间的夹角大小α，则期望前轮转角为：其中，δP表示期望前轮转角，l表示车辆轴距，Ld表示预瞄距离。3.根据权利要求1所述的纯跟踪智能车路径跟随控制方法，其特征是：步骤2)所述计算车辆与期望路径的横向偏差、航向偏差，具体为：S31：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；S32：所述单个路径点如下：pj＝[xjyjθj]其中，xj表示横坐标、yj表示纵坐标，θj表示曲率；S33：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S32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；S34：车辆与期望路径的最小距离计算如下：ln＝min{l1l2...lj...lm}其中，公式中参数代表含义与S33公式中所代表含义一致，n表示最近路径点的序号；S35：横向偏差的ln＝min{l1l2…lj…lm}计算如下：其中，公式中参数代表含义与S32、S33公式中所代表含义一致，θ表示车辆的航向角；S36：航向偏差的计算如下：其中，公式中参数代表含义与S32、S35公式中所代表含义一致。4.根据权利要求1所述的纯跟踪智能车路径跟随控制方法，其特征是：步骤3)所述计算2CN115489594A权利要求书2/2页转角补偿，具体为：S41：根据横向偏差上限dmax、航向偏差上限hmax、权重上限Qmax确定权重变化函数：其中，公式中参数代表含义与S35、S36公式中所代表含义一致；S42：根据航向偏差和权重计算转角补偿：δf＝qeh其中，公式中参数代表含义与S36、S41公式中所代表含义一致。5.根据权利要求1所述的纯跟踪智能车路径跟随控制方法，其特征是：步骤4)所述得到前轮转角控制量，具体为：S51：前轮转角控制量计算如下：δc＝δp+δf其中，公式中参数代表含义与S21、S42公式中所代表含义一致。3CN115489594A说明书1/5页一种纯跟踪智能车路径跟随控制方法技术领域[0001]本发明属于智能驾驶技术领域，尤其涉及一种纯跟踪智能车路径跟随控制方法。背景技术[0002]路径跟随控制技术是指在惯性坐标系中，智能车从初始位置出发，通过控制转向系统使车辆按照期望路径行驶，从而实现车道保持、换道超车、躲避障碍等功能，而车辆的初始位置可以在期望路径上，也可以不在期望路径上。纯跟踪算法是一种被广泛采用的路径跟随方法，以阿克曼转向模型为基础，通过预瞄距离选定目标点，计算前轮转角，使得车辆后轴中心沿平滑圆弧靠近目标点，具有参数少、鲁棒性好、计算量少等优点。[0003]纯跟踪算法本质上是前馈控制方法，通过预瞄距离确定远处的目标点，从而计算控制量，并未考虑车辆与期望路径之间的实时偏差，导致车辆