本申請(qǐng)涉及無(wú)人駕駛，特別是涉及自動(dòng)泊車的路徑跟蹤控制方法、裝置和計(jì)算機(jī)設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、無(wú)人駕駛在近年來(lái)發(fā)展迅速，其中無(wú)人駕駛車的實(shí)際控制關(guān)乎車輛的安全性，穩(wěn)定性以及舒適性，是無(wú)人駕駛技術(shù)落地的關(guān)鍵性技術(shù)?，F(xiàn)有的無(wú)人駕駛控制技術(shù)分為橫向控制技術(shù)以及縱向控制技術(shù)。橫向控制關(guān)乎車輛的穩(wěn)定性，現(xiàn)有的橫向控制技術(shù)包括純跟蹤算法，stanley算法，lqr算法，mpc算法等等。動(dòng)力學(xué)lqr算法對(duì)車輛進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模，從而在中高速運(yùn)動(dòng)中更能符合車輛的運(yùn)動(dòng)特性，在橫向控制效果中表現(xiàn)較好。

2、目前的路徑跟蹤算法是，通過預(yù)瞄前饋算法來(lái)保障車輛跟蹤總體趨勢(shì)的正確性，然后通過pid等常規(guī)算法進(jìn)行補(bǔ)償，達(dá)到對(duì)控制變量的實(shí)時(shí)修正。但類似算法僅僅適用對(duì)應(yīng)參數(shù)不具有一般性，導(dǎo)致泊車的路徑跟蹤精度較低，影響駕駛體驗(yàn)。

3、針對(duì)相關(guān)技術(shù)中存在，泊車的路徑跟蹤精度較低，影響駕駛體驗(yàn)的問題，目前還沒有提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在本實(shí)施例中提供了一種自動(dòng)泊車的路徑跟蹤控制方法、裝置和計(jì)算機(jī)設(shè)備，以解決相關(guān)技術(shù)中泊車的路徑跟蹤精度較低，影響駕駛體驗(yàn)的問題。

2、第一個(gè)方面，在本實(shí)施例中提供了一種自動(dòng)泊車的路徑跟蹤控制方法，包括：

3、獲取預(yù)瞄前饋控制器的前饋方向盤轉(zhuǎn)角和偏差距離，并基于所述偏差距離確定所述預(yù)瞄前饋控制器的第一比例因子；

4、獲取lqr反饋控制器的反饋方向盤轉(zhuǎn)角，并預(yù)設(shè)所述lqr反饋控制器的第二比例因子；所述第一比例因子和第二比例因子滿足關(guān)系條件；

5、根據(jù)所述前饋方向盤轉(zhuǎn)角、所述第一比例因子、所述反饋方向盤轉(zhuǎn)角以及第二比例因子，確定方向盤轉(zhuǎn)角；

6、基于所述方向盤轉(zhuǎn)角對(duì)自動(dòng)泊車的期望路徑軌跡進(jìn)行跟蹤控制。

7、在其中的一些實(shí)施例中，所述方法還包括：

8、基于當(dāng)前的所述方向盤轉(zhuǎn)角與上次的所述方向盤轉(zhuǎn)角的比較，確定所述方向盤轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角變化量；

9、將所述方向盤轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角變化量與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)角閾值進(jìn)行比較，確定是否工況異常；

10、在所述方向盤轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角變化量不滿足預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)角閾值時(shí)，確定工況異常；更新所述第一比例因子和所述第二比例因子，并根據(jù)所述前饋方向盤轉(zhuǎn)角、所述反饋方向盤轉(zhuǎn)角以及更新后的第一比例因子和第二比例因子，重新確定所述方向盤轉(zhuǎn)角。

11、在其中的一些實(shí)施例中，所述第一比例因子的表達(dá)式為：

12、

13、式中，a表示第一比例因子；表示偏差距離；為常量。

14、在其中的一些實(shí)施例中，所述關(guān)系條件為：

15、a+b＝1；

16、式中，a表示第一比例因子；b表示第二比例因子。

17、在其中的一些實(shí)施例中，所述獲取預(yù)瞄前饋控制器的前饋方向盤轉(zhuǎn)角和偏差距離，包括：

18、獲取泊車的期望路徑軌跡和車輛當(dāng)前定位信息，并根據(jù)所述期望路徑軌跡和所述車輛當(dāng)前定位信息，基于航向偏差進(jìn)行插值計(jì)算，得到理論泊車點(diǎn)；

19、將所述理論泊車點(diǎn)中的前輪轉(zhuǎn)角作為預(yù)瞄前饋控制器的前饋方向盤轉(zhuǎn)角；

20、根據(jù)所述理論泊車點(diǎn)和所述車輛當(dāng)前定位信息，確定所述偏差距離。

21、在其中的一些實(shí)施例中，所述獲取泊車的期望路徑軌跡和車輛當(dāng)前定位信息，并根據(jù)所述期望路徑軌跡和所述車輛當(dāng)前定位信息，基于航向偏差進(jìn)行插值計(jì)算，得到理論泊車點(diǎn)，包括：

22、基于泊車的車輛當(dāng)前定位信息和目標(biāo)泊車車位信息，利用泊車路徑規(guī)劃算法，得到泊車的期望路徑軌跡；

23、遍歷期望路徑軌跡與車輛當(dāng)前定位信息的距離，確定兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)；

24、將兩個(gè)所述目標(biāo)點(diǎn)和縱向偏差進(jìn)行插值匹配，得到理論泊車點(diǎn)。

25、在其中的一些實(shí)施例中，所述獲取lqr反饋控制器的反饋方向盤轉(zhuǎn)角，包括：

26、獲取車輛位姿的橫向偏差和航向偏差，利用預(yù)設(shè)的車輛阿克曼運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，根據(jù)所述橫向偏差和所述航向偏差，構(gòu)建二自由度的車輛阿克曼運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的離散狀態(tài)空間方程；

27、根據(jù)所述橫向偏差和航向偏差，確定累計(jì)偏差；并根據(jù)所述累計(jì)偏差和預(yù)設(shè)的控制輸入加權(quán)，設(shè)置目標(biāo)函數(shù)；

28、基于車輛參數(shù)和所述目標(biāo)函數(shù)，對(duì)所述離散狀態(tài)空間方程進(jìn)行l(wèi)qr最優(yōu)化求解，得到lqr反饋控制器的反饋方向盤轉(zhuǎn)角。

29、第二個(gè)方面，在本實(shí)施例中提供了一種自動(dòng)泊車的路徑跟蹤控制裝置，包括：預(yù)瞄前饋控制模塊、lqr反饋控制模塊、計(jì)算模塊以及跟蹤控制模塊；

30、所述預(yù)瞄前饋控制模塊，用于獲取預(yù)瞄前饋控制器的前饋方向盤轉(zhuǎn)角，并基于偏差距離確定所述預(yù)瞄前饋控制器的第一比例因子；

31、所述lqr反饋控制模塊，用于獲取lqr反饋控制器的反饋方向盤轉(zhuǎn)角，并預(yù)設(shè)所述lqr反饋控制器的第二比例因子；所述第一比例因子和第二比例因子滿足關(guān)系條件；

32、所述計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述前饋方向盤轉(zhuǎn)角、所述第一比例因子、所述反饋方向盤轉(zhuǎn)角以及第二比例因子，確定方向盤轉(zhuǎn)角；

33、所述跟蹤控制模塊，用于基于所述方向盤轉(zhuǎn)角對(duì)自動(dòng)泊車的期望路徑軌跡進(jìn)行跟蹤控制。

34、第三個(gè)方面，在本實(shí)施例中提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)方面所述的自動(dòng)泊車的路徑跟蹤控制方法。

35、第四個(gè)方面，在本實(shí)施例中提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)方面所述的自動(dòng)泊車的路徑跟蹤控制方法。

36、與相關(guān)技術(shù)相比，在本實(shí)施例中提供的自動(dòng)泊車的路徑跟蹤控制方法、裝置和計(jì)算機(jī)設(shè)備，通過獲取預(yù)瞄前饋控制器的前饋方向盤轉(zhuǎn)角和偏差距離，并基于偏差距離確定預(yù)瞄前饋控制器的第一比例因子；獲取lqr反饋控制器的反饋方向盤轉(zhuǎn)角，并預(yù)設(shè)lqr反饋控制器的第二比例因子；第一比例因子和第二比例因子滿足關(guān)系條件；根據(jù)前饋方向盤轉(zhuǎn)角、第一比例因子、反饋方向盤轉(zhuǎn)角以及第二比例因子，確定方向盤轉(zhuǎn)角；基于方向盤轉(zhuǎn)角對(duì)自動(dòng)泊車的期望路徑軌跡進(jìn)行跟蹤控制。預(yù)瞄前饋控制器中采用改進(jìn)的預(yù)瞄前饋算法來(lái)保障車輛跟蹤總體趨勢(shì)的正確性，再后通過第一比例因子和第二比例因子，結(jié)合lqr反饋算法對(duì)車輛的方向盤轉(zhuǎn)角進(jìn)行l(wèi)qr反饋控制，繼而控制車輛的前輪轉(zhuǎn)角和位姿，提高路徑跟蹤精度，從而優(yōu)化駕駛體驗(yàn)；解決了相關(guān)技術(shù)中泊車的路徑跟蹤精度較低，影響駕駛體驗(yàn)的問題。

37、本申請(qǐng)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)在以下附圖和描述中提出，以使本申請(qǐng)的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)更加簡(jiǎn)明易懂。

技術(shù)特征：

1.一種自動(dòng)泊車的路徑跟蹤控制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)泊車的路徑跟蹤控制方法，其特征在于，所述方法還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)泊車的路徑跟蹤控制方法，其特征在于，所述第一比例因子的表達(dá)式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)泊車的路徑跟蹤控制方法，其特征在于，所述關(guān)系條件為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的自動(dòng)泊車的路徑跟蹤控制方法，其特征在于，所述獲取預(yù)瞄前饋控制器的前饋方向盤轉(zhuǎn)角和偏差距離，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)泊車的路徑跟蹤控制方法，其特征在于，所述獲取泊車的期望路徑軌跡和車輛當(dāng)前定位信息，并根據(jù)所述期望路徑軌跡和所述車輛當(dāng)前定位信息，基于航向偏差進(jìn)行插值計(jì)算，得到理論泊車點(diǎn)，包括：

7.一種自動(dòng)泊車的路徑跟蹤控制裝置，其特征在于，包括：預(yù)瞄前饋控制模塊、lqr反饋控制模塊、計(jì)算模塊以及跟蹤控制模塊；

8.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，其特征在于，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器被設(shè)置為運(yùn)行所述計(jì)算機(jī)程序以執(zhí)行權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的自動(dòng)泊車的路徑跟蹤控制方法的步驟。

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的自動(dòng)泊車的路徑跟蹤控制方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種自動(dòng)泊車的路徑跟蹤控制方法、裝置和計(jì)算機(jī)設(shè)備，其中，該方法包括：獲取預(yù)瞄前饋控制器的前饋方向盤轉(zhuǎn)角和偏差距離，并基于偏差距離確定預(yù)瞄前饋控制器的第一比例因子；獲取LQR反饋控制器的反饋方向盤轉(zhuǎn)角，并預(yù)設(shè)LQR反饋控制器的第二比例因子；第一比例因子和第二比例因子滿足關(guān)系條件；根據(jù)前饋方向盤轉(zhuǎn)角、第一比例因子、反饋方向盤轉(zhuǎn)角以及第二比例因子，確定方向盤轉(zhuǎn)角；基于方向盤轉(zhuǎn)角對(duì)自動(dòng)泊車的期望路徑軌跡進(jìn)行跟蹤控制。通過本申請(qǐng)，解決了相關(guān)技術(shù)中泊車的路徑跟蹤精度較低，影響駕駛體驗(yàn)的問題，實(shí)現(xiàn)了提高路徑跟蹤精度，優(yōu)化駕駛體驗(yàn)。

技術(shù)研發(fā)人員：秦振振
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江零跑科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9