一种车辆自动驾驶横向控制方法及系统.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CN111487971A(43)申请公布日2020.08.04(21)申请号202010328070.5(22)申请日2020.04.23(71)申请人重庆长安汽车股份有限公司地址400023重庆市江北区建新东路260号(72)发明人王建强(74)专利代理机构重庆华科专利事务所50123代理人谭小琴(51)Int.Cl.G05D1/02(2020.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种车辆自动驾驶横向控制方法及系统(57)摘要本发明提供了一种车辆自动驾驶横向控制方法及系统，涉及自动驾驶技术领域，包括：通过摄像头识别出车道中心线，拟合出车道中心线三阶曲线方程；同时读取车辆行驶信息，车辆行驶信息包括车速V、横摆加速度yawrate以及方向盘角度；根据读取的所述车辆行驶信息与拟合的所述三阶曲线方程，计算得到车辆的前轮转角α；最后基于前轮转角α与方向盘角度呈线性关系，转换得到方向盘转角度β，通过EPS控制器执行所述方向盘转角度β，车辆进入自动驾驶状态。通过本发明简化了车辆自动驾驶横向控制算法，不再需要过多标定参数，使用较小计算内存，便能完成复杂的计算，降低了成产成本，同时还能快速保定适配多个车型，提升了适应范围。CN111487971ACN111487971A权利要求书1/2页1.一种车辆自动驾驶横向控制方法，其特征在于，包括：通过摄像头识别车道中心线，并基于所识别的车道中心线拟合出车道中心线的三阶曲线方程；同时读取车辆行驶信息，所述车辆行驶信息包括车速V、横摆加速度yawrate以及方向盘角度；根据读取的所述车辆行驶信息与拟合出的所述三阶曲线方程，计算出车辆的前轮转角α；基于前轮转角α与方向盘角度呈线性关系，将前轮转角α转换得到方向盘转角度β，并将方向盘转角度β发送给EPS控制器，由所述EPS控制器执行所述方向盘转角度β，以实现自动对车辆的横向控制。2.根据权利要求1所述的车辆自动驾驶横向控制方法，其特征在于，所述三阶曲线方程为：23A＝A0+A1·x+A2·x+A3·x；其中：A表示三阶曲线方程，A0表示车辆与车道中心线的横向位置误差，A1表示车辆与车道中心线的航向角误差，A2表示车道中心线曲率的1/2，A3表示车道中心线曲率变化率的1/6。3.根据权利要求2所述的车辆自动驾驶横向控制方法，其特征在于，所述前轮转角α包括前馈角度δFF与反馈角度；所述前馈角度δFF＝δarcman+Kug*alat；其中：δarcman为阿克曼转向角，Kug*alat为转向不足补偿角，Kug表示为补偿系数，alat为横向加速度alat，Kug与alat呈比例相关；所述δarcman的计算公式如下：δarcman＝arctan(L*2*A2)，其中，L表示车辆轴距；所述alat的计算公式如下：2alat＝v*C；其中，表示车辆横向加速度，v表示车速,C表示道路曲率。4.根据权利要求3所述的车辆自动驾驶横向控制方法，其特征在于，所述反馈角度包括横向位置误差A0的PID反馈控制角θLO与航向角误差A1的PD反馈控制角θHD，所述横向位置误差A0的PID反馈控制角θLO表示为：其中，θLOP为比例算法，即，θLOP＝KPLO*A0；θLOI为积分算法，表示激活所述三阶曲线方程后在计算周期t上的累加，即，为上个计算周期输出的θLOI，dt为运算周期；θLOD为微分算法，即，θLOD＝KDLO*v′*sinA1，其中，KPLO，KILO，KDLO为标定量，v′为在此计算中的车速限制值。2CN111487971A权利要求书2/2页5.根据权利要求4所述的车辆自动驾驶横向控制方法，其特征在于,所述限制车速值v′包括最小限制车速值与最大限速车速值，其中，最小限制车速值为5m/s,最大限制车速值为20m/s；若读取实际车速小于5m/s,则所述限制车速值v′为5m/s；若读取实际车速大于20m/s，则所述限制车速值v′为20m/s。6.根据权利要求2或4所述的车辆自动驾驶横向控制方法，其特征在于，所述车辆与车道中心线的航向角误差A1的PD反馈控制角θHD表示为:θHD＝θHDP+θHDD其中,θHDP为比例算法，即，θHDP＝KPHD*A1；θHDD为微分算法，即，θHDD＝KDHD*(v*2*A2-yawrate)，v为所述车速，yawrate为所述横摆加速度，KPHD，KDHD为标定量，所述前轮转角α＝δFF+θLO+θHD。7.根据权利要求1或6所述的车辆自动驾驶横向控制方法，其特征在于，得到所述前轮转角α后，基于前轮转角α与方向盘角度呈线性关系，转换得到方向盘转角度β，其中，转换比测试的范围在10-20之间，通过所述EPS控制器执行所述方向盘转角度β，车辆进入自动驾驶状