所屬的技術人員能夠理解,本技術的各個方面可以實現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或程序產(chǎn)品。因此,本技術的各個方面可以具體實現(xiàn)為以下形式,即:完全的硬件實施方式、完全的軟件實施方式(包括固件、微代碼等),或硬件和軟件方面結(jié)合的實施方式,這里可以統(tǒng)稱為“電路”、“模塊”或“平臺”。下面參照圖5來描述根據(jù)本技術的這種實施方式的電子設備600。圖5顯示的電子設備600僅僅是一個示例,不應對本技術實施例的功能和使用范圍帶來任何限制。如圖5所示,電子設備600以通用計算設備的形式表現(xiàn)。電子設備600的組件可以包括但不限于:至少一個處理單元610、至少一個存儲單元620、連接不同系統(tǒng)組件(包括存儲單元620和處理單元610)的總線630、顯示單元640等。其中,所述存儲單元存儲有程序代碼,所述程序代碼可以被所述處理單元610執(zhí)行,使得所述處理單元610執(zhí)行本說明書上述轉(zhuǎn)向參數(shù)在線辨識方法部分中描述的根據(jù)本技術各種示例性實施方式的步驟。例如,所述處理單元610可以執(zhí)行如圖1中所示的步驟。所述存儲單元620可以包括易失性存儲單元形式的可讀介質(zhì),例如隨機存取存儲單元(ram)6201和/或高速緩存存儲單元6202,還可以進一步包括只讀存儲單元(rom)6203。所述存儲單元620還可以包括具有一組(至少一個)程序模塊6205的程序/實用工具6204,這樣的程序模塊6205包括但不限于:操作系統(tǒng)、一個或者多個應用程序、其它程序模塊以及程序數(shù)據(jù),這些示例中的每一個或某種組合中可能包括網(wǎng)絡環(huán)境的實現(xiàn)。總線630可以為表示幾類總線結(jié)構中的一種或多種,包括存儲單元總線或者存儲單元控制器、外圍總線、圖形加速端口、處理單元或者使用多種總線結(jié)構中的任意總線結(jié)構的局域總線。電子設備600也可以與一個或多個外部設備700(例如鍵盤、指向設備、藍牙設備等)通信,還可與一個或者多個使得用戶能與該電子設備600交互的設備通信,和/或與使得該電子設備600能與一個或多個其它計算設備進行通信的任何設備(例如路由器、調(diào)制解調(diào)器等等)通信。這種通信可以通過輸入/輸出(i/o)接口650進行。并且,電子設備600還可以通過網(wǎng)絡適配器660與一個或者多個網(wǎng)絡(例如局域網(wǎng)(lan),廣域網(wǎng)(wan)和/或公共網(wǎng)絡,例如因特網(wǎng))通信。網(wǎng)絡適配器660可以通過總線630與電子設備600的其它模塊通信。應當明白,盡管圖中未示出,可以結(jié)合電子設備600使用其它硬件和/或軟件模塊,包括但不限于:微代碼、設備驅(qū)動器、冗余處理單元、外部磁盤驅(qū)動陣列、raid系統(tǒng)、磁帶驅(qū)動器以及數(shù)據(jù)備份存儲系統(tǒng)等。所述轉(zhuǎn)向參數(shù)辨識設備中,所述存儲器中的程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述的轉(zhuǎn)向參數(shù)在線辨識方法的步驟,因此,所述設備也可以獲得上述轉(zhuǎn)向參數(shù)在線辨識方法的技術效果。本技術實施例還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì),用于存儲程序,所述程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述的轉(zhuǎn)向參數(shù)在線辨識方法的步驟。在一些可能的實施方式中,本技術的各個方面還可以實現(xiàn)為一種程序產(chǎn)品的形式,其包括程序代碼,當所述程序產(chǎn)品在終端設備上執(zhí)行時,所述程序代碼用于使所述終端設備執(zhí)行本說明書上述轉(zhuǎn)向參數(shù)在線辨識方法部分中描述的根據(jù)本技術各種示例性實施方式的步驟。參考圖6所示,描述了根據(jù)本技術的實施方式的用于實現(xiàn)上述方法的程序產(chǎn)品800,其可以采用便攜式緊湊盤只讀存儲器(cd-rom)并包括程序代碼,并可以在終端設備,例如個人電腦上執(zhí)行。然而,本技術的程序產(chǎn)品不限于此,在本文件中,可讀存儲介質(zhì)可以是任何包含或存儲程序的有形介質(zhì),該程序可以被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用。所述程序產(chǎn)品可以采用一個或多個可讀介質(zhì)的任意組合。可讀介質(zhì)可以是可讀信號介質(zhì)或者可讀存儲介質(zhì)??勺x存儲介質(zhì)例如可以為但不限于電、磁、光、電磁、紅外線、或半導體的系統(tǒng)、裝置或器件,或者任意以上的組合??勺x存儲介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表)包括:具有一個或多個導線的電連接、便攜式盤、硬盤、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、可擦式可編程只讀存儲器(eprom或閃存)、光纖、便攜式緊湊盤只讀存儲器(cd-rom)、光存儲器件、磁存儲器件、或者上述的任意合適的組合。所述計算機可讀存儲介質(zhì)可以包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數(shù)據(jù)信號,其中承載了可讀程序代碼。這種傳播的數(shù)據(jù)信號可以采用多種形式,包括但不限于電磁信號、光信號或上述的任意合適的組合??勺x存儲介質(zhì)還可以是可讀存儲介質(zhì)以外的任何可讀介質(zhì),該可讀介質(zhì)可以發(fā)送、傳播或者傳輸用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用的程序??勺x存儲介質(zhì)上包含的程序代碼可以用任何適當?shù)慕橘|(zhì)傳輸,包括但不限于無線、有線、光纜、rf等等,或者上述的任意合適的組合??梢砸砸环N或多種程序設計語言的任意組合來編寫用于執(zhí)行本技術操作的程序代碼,所述程序設計語言包括面向?qū)ο蟮某绦蛟O計語言—諸如java、c++等,還包括常規(guī)的過程式程序設計語言—諸如“c”語言或類似的程序設計語言。程序代碼可以完全地在用戶計算設備上執(zhí)行、部分地在用戶設備上執(zhí)行、作為一個獨立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶計算設備上部分在遠程計算設備上執(zhí)行、或者完全在遠程計算設備或服務器上執(zhí)行。在涉及遠程計算設備的情形中,遠程計算設備可以通過任意種類的網(wǎng)絡,包括局域網(wǎng)(lan)或廣域網(wǎng)(wan),連接到用戶計算設備,或者,可以連接到外部計算設備(例如利用因特網(wǎng)服務提供商來通過因特網(wǎng)連接)。所述計算機存儲介質(zhì)中的程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述的轉(zhuǎn)向參數(shù)在線辨識方法的步驟,因此,所述計算機存儲介質(zhì)也可以獲得上述轉(zhuǎn)向參數(shù)在線辨識方法的技術效果。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本技術所作的進一步詳細說明,不能認定本技術的具體實施只局限于這些說明。對于本技術所屬的普通技術人員來說,在不脫離本技術構思的前提下,還可以做出若干簡單推演或替換,都應當視為屬于本技術的保護范圍。
背景技術:
1、轉(zhuǎn)向零位偏移量(steering?wheel?angle?offset),即轉(zhuǎn)向零偏,定義為車輛執(zhí)行0度轉(zhuǎn)向指令時實際輪偏角相較0度位置偏移的角度。其產(chǎn)生的原因在于:由于機械老化或維修后沒有校準等原因,車輪和方向盤之間不能保持一致。由于轉(zhuǎn)向零偏的存在,在方向盤沒有任何轉(zhuǎn)向時,車輪無法沿直線行駛,而是有一個轉(zhuǎn)向角,導致實際行駛路線可能是一個半徑很大的圓弧,嚴重影響自動駕駛控制表現(xiàn)。
2、轉(zhuǎn)向零偏可能以兩種方式出現(xiàn),分為固定的和臨時的:固定的偏移量通常來自于底盤的某些軸或支柱的變形、輪胎的磨損、胎壓不均、剎車拖帶等原因,這些偏移量會一直存在,到維修或校準后被清除;臨時的偏移量有多種來源,例如負載分布不均影響轉(zhuǎn)向,或者橫風、橫坡導致車輛需要持續(xù)打一個小的轉(zhuǎn)向以保持在直線上。
3、轉(zhuǎn)向傳動比定義為方向盤轉(zhuǎn)角和車輪轉(zhuǎn)角之間的比值。對于自動駕駛系統(tǒng)來說,一般會將轉(zhuǎn)向傳動比設置為一個固定的轉(zhuǎn)向傳動比參數(shù),這個參數(shù)值與底盤的結(jié)構相對應,自動駕駛的控制器會根據(jù)轉(zhuǎn)向傳動比參數(shù)和期望的車輪轉(zhuǎn)角來輸出方向盤轉(zhuǎn)角。但在實際中很多時候車輛的方向盤轉(zhuǎn)角和車輪轉(zhuǎn)角是非線性關系,實際轉(zhuǎn)向傳動比和固定的轉(zhuǎn)向傳動比參數(shù)并不吻合,導致實際車輪沒有按照控制器期望的角度轉(zhuǎn)向,因此會有轉(zhuǎn)向不足或轉(zhuǎn)向過量等問題,嚴重時甚至會影響車輛運行的穩(wěn)定性和舒適性。
4、轉(zhuǎn)向零偏和轉(zhuǎn)向傳動比的誤差都會導致車輛轉(zhuǎn)向效果不理想,例如轉(zhuǎn)彎時控制誤差過大,或車輛直線行駛時有偏移等。
5、目前常用的處理車輛轉(zhuǎn)向零偏和轉(zhuǎn)向傳動比誤差的一種方法為校準,通過對機械的維修消除這種轉(zhuǎn)向零偏,需要經(jīng)常維護。這種方式對自動駕駛車隊來說成本比較高,且如果不能識別出需要校準的時機,可能導致車輛在有轉(zhuǎn)向零偏的狀態(tài)下行駛,導致自動駕駛的控制效果降低。另外一種方法為對轉(zhuǎn)向零偏和轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動比進行離線辨識。然而,由于產(chǎn)生轉(zhuǎn)向零偏和傳動比誤差的因素較多且不穩(wěn)定,離線辨識并不能滿足對轉(zhuǎn)向零偏和轉(zhuǎn)向傳動比誤差的及時反應。
6、現(xiàn)有技術中還出現(xiàn)了如下幾種處理方式。(1)采用統(tǒng)計的方法對方向盤角度傳感器進行實時校準的方式。通過統(tǒng)計一段時間的運動狀態(tài)的眾數(shù)得到零位偏移量,并對每一時刻選出的零偏眾數(shù)進行加權統(tǒng)計。這種方式主要使用了兩點假設:1.車輛最常出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向狀態(tài)就是直行;2.方向盤轉(zhuǎn)角的眾數(shù)就是正確的零位偏移量。這種方法主要針對的是人工駕駛的車輛,對自動駕駛來說這種假設和統(tǒng)計的方法不夠可靠。(2)使用卡爾曼濾波的方法??柭鼮V波被用于處理車身角速度及陀螺儀測得的前輪轉(zhuǎn)角的零偏,主要是對傳感器數(shù)據(jù)的處理。這種方法需要測量前輪轉(zhuǎn)角,對于很多沒有測量前輪轉(zhuǎn)角傳感器的車輛并不適用。(3)使用比較常見的傳感器數(shù)據(jù),通過辨識的普通最小二乘法(ols,ordinary?leastsquares)得到轉(zhuǎn)向零偏,同時考慮了側(cè)滑角的影響,但沒有考慮轉(zhuǎn)向傳動比誤差導致的偏差,且ols沒有考慮數(shù)據(jù)點的比重,每個點對輸出的辨識結(jié)果的影響都是一樣的。(4)方向盤轉(zhuǎn)向零偏在線辨識方法。使用迭代的普通最小二乘法,把轉(zhuǎn)向傳動比作為一個確定的參數(shù),這種方法沒有考慮數(shù)據(jù)點的比重,也沒有說明收斂狀態(tài)的識別方法。(5)采用最小二乘法迭代辨識車輛轉(zhuǎn)向零偏,考慮了迭代權重參數(shù)。這種方法把轉(zhuǎn)向零偏作為已知測量數(shù)據(jù),迭代辨識轉(zhuǎn)向傳動比。上述第(3)、(4)、(5)三種方法都不能同時處理轉(zhuǎn)向零偏和轉(zhuǎn)向傳動比誤差,同時迭代過程都需要累加,收斂速度和準確率不高。
7、需要說明的是,上述背景技術部分公開的信息僅用于加強對本技術的背景的理解,因此可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現(xiàn)有技術的信息。
技術實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術中的問題,本技術的目的在于提供一種轉(zhuǎn)向參數(shù)在線辨識方法、系統(tǒng)、設備及存儲介質(zhì),實現(xiàn)同時對轉(zhuǎn)向零偏和轉(zhuǎn)向傳動比進行準確的在線辨識,提高自動駕駛系統(tǒng)轉(zhuǎn)向控制的準確性和穩(wěn)定性。
2、本技術實施例提供一種轉(zhuǎn)向參數(shù)在線辨識方法,包括如下步驟:
3、獲取當前時刻的前輪轉(zhuǎn)角計算值;
4、獲取當前時刻的方向盤轉(zhuǎn)角;
5、基于所述當前時刻的前輪轉(zhuǎn)角計算值和所述當前時刻的方向盤轉(zhuǎn)角,采用遞歸最小二乘法在線辨識當前時刻的轉(zhuǎn)向參數(shù),其中,所述轉(zhuǎn)向參數(shù)包括轉(zhuǎn)向零位偏移量和轉(zhuǎn)向傳動比;
6、輸出所述當前時刻的轉(zhuǎn)向參數(shù)。
7、在一些實施例中,所述獲取當前時刻的前輪轉(zhuǎn)角計算值,包括如下步驟:
8、獲取當前時刻的車輛橫擺角速度和車輛縱向加速度;
9、基于所述車輛橫擺角速度和車輛縱向加速度,采用車輛運動學模型計算當前時刻的前輪轉(zhuǎn)角計算值。
10、在一些實施例中,采用具有遺忘因子的遞歸最小二乘法在線辨識所述轉(zhuǎn)向參數(shù)。
11、在一些實施例中,采用遞歸最小二乘法在線辨識當前時刻的轉(zhuǎn)向參數(shù)時,基于前輪轉(zhuǎn)角、方向盤轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)向參數(shù)的函數(shù)關系進行辨識,其中,方向盤轉(zhuǎn)角為輸入量,前輪轉(zhuǎn)角為輸出量,轉(zhuǎn)向參數(shù)為辨識量。
12、在一些實施例中,基于所述當前時刻的前輪轉(zhuǎn)角計算值和所述當前時刻的方向盤轉(zhuǎn)角,采用遞歸最小二乘法在線辨識轉(zhuǎn)向參數(shù),包括如下步驟:
13、基于前一時刻的轉(zhuǎn)向參數(shù)和當前時刻的方向盤轉(zhuǎn)角得到當前時刻的前輪轉(zhuǎn)角估計值;
14、基于所述當前時刻的前輪轉(zhuǎn)角計算值和前輪轉(zhuǎn)角估計值計算殘差;
15、基于所述殘差和濾波器增益更新所述前一時刻的轉(zhuǎn)向參數(shù),得到當前時刻的轉(zhuǎn)向參數(shù)。
16、在一些實施例中,基于所述當前時刻的前輪轉(zhuǎn)角計算值和所述當前時刻的方向盤轉(zhuǎn)角,采用遞歸最小二乘法在線辨識當前時刻的轉(zhuǎn)向參數(shù)之后,還包括如下步驟:
17、基于預設數(shù)量的歷史時刻的殘差,計算辨識置信度;
18、根據(jù)所述辨識置信度判斷是否輸出當前時刻的轉(zhuǎn)向參數(shù)。
19、在一些實施例中,所述基于預設數(shù)量的歷史時刻的殘差,計算辨識置信度,包括如下步驟:
20、基于預設數(shù)量的歷史時刻的殘差,計算殘差的標準化均方根誤差和標準化均值;
21、基于所述殘差的標準化均方根誤差和標準化均值,計算辨識置信度。
22、在一些實施例中,基于所述當前時刻的前輪轉(zhuǎn)角計算值和所述當前時刻的方向盤轉(zhuǎn)角,采用遞歸最小二乘法在線辨識當前時刻的轉(zhuǎn)向參數(shù)之前,還包括如下步驟:
23、判斷當前時刻的車輛狀態(tài)量是否均滿足預設辨識條件,所述車輛狀態(tài)量包括車輛速度、橫擺角速度變化量和前輪轉(zhuǎn)角中的至少一個;
24、如果均滿足,則基于所述當前時刻的前輪轉(zhuǎn)角計算值和所述當前時刻的方向盤轉(zhuǎn)角,采用遞歸最小二乘法在線辨識當前時刻的轉(zhuǎn)向參數(shù)。
25、在一些實施例中,所述當前時刻的轉(zhuǎn)向參數(shù),包括如下步驟:
26、基于預設的轉(zhuǎn)向參數(shù)限值對辨識得到的轉(zhuǎn)向參數(shù)進行限幅處理;
27、采用指數(shù)加權移動平均法對辨識得到的轉(zhuǎn)向參數(shù)進行平滑處理,輸出平滑處理后的轉(zhuǎn)向參數(shù)。
28、本技術實施例還提供一種轉(zhuǎn)向參數(shù)辨識系統(tǒng),用于實現(xiàn)所述的轉(zhuǎn)向參數(shù)在線辨識方法,所述系統(tǒng)包括:
29、數(shù)據(jù)采集模塊,用于獲取當前時刻的前輪轉(zhuǎn)角計算值,以及獲取當前時刻的方向盤轉(zhuǎn)角;
30、參數(shù)辨識模塊,用于基于所述當前時刻的前輪轉(zhuǎn)角計算值和所述當前時刻的方向盤轉(zhuǎn)角,采用遞歸最小二乘法在線辨識當前時刻的轉(zhuǎn)向參數(shù),其中,所述轉(zhuǎn)向參數(shù)包括轉(zhuǎn)向零位偏移量和轉(zhuǎn)向傳動比;
31、參數(shù)輸出模塊,用于輸出所述當前時刻的轉(zhuǎn)向參數(shù)。
32、本技術實施例還提供一種轉(zhuǎn)向參數(shù)辨識設備,包括:
33、處理器;
34、存儲器,其中存儲有所述處理器的可執(zhí)行指令;
35、其中,所述處理器配置為經(jīng)由執(zhí)行所述可執(zhí)行指令來執(zhí)行所述的轉(zhuǎn)向參數(shù)在線辨識方法的步驟。
36、本技術實施例還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì),用于存儲程序,所述程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述的轉(zhuǎn)向參數(shù)在線辨識方法的步驟。
37、應當理解的是,以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的,并不能限制本公開。
38、本技術的轉(zhuǎn)向參數(shù)在線辨識方法、系統(tǒng)、設備及存儲介質(zhì)具有如下有益效果:
39、在本技術的轉(zhuǎn)向參數(shù)在線辨識方法中,首先獲取當前時刻的相關計算值,然后基于計算值,采用遞歸最小二乘法在線辨識轉(zhuǎn)向零位偏移量和轉(zhuǎn)向傳動比,從而實現(xiàn)了同時對轉(zhuǎn)向零偏和轉(zhuǎn)向傳動比進行準確的在線辨識,在線辨識的方法相較于現(xiàn)有的基于校準的方法和離線辨識的方法有更強的實時性,魯棒性更強;由于同時實時辨識轉(zhuǎn)向零位偏移量和轉(zhuǎn)向傳動比,可以對兩者的影響進行更準確、更獨立的估計,不會把誤差錯誤地歸因于其中某一個量,也不會產(chǎn)生針對其中一個量的過擬合。將辨識得到的轉(zhuǎn)向參數(shù)輸出到自動駕駛系統(tǒng)后,自動駕駛系統(tǒng)的控制模塊會使用該辨識得到的轉(zhuǎn)向零偏和轉(zhuǎn)向傳動比對輸出的轉(zhuǎn)向控制量進行補償,得到的轉(zhuǎn)向指令中會考慮轉(zhuǎn)向零偏補償和轉(zhuǎn)向傳動比補償,用來提高控制精度和控制穩(wěn)定性。因此,通過采用該轉(zhuǎn)向參數(shù)在線辨識方法,有助于自動駕駛系統(tǒng)生成更準確的轉(zhuǎn)向指令,提高車輛控制的穩(wěn)定性和準確性。