CN107215334A - 车速控制方法、装置及无人驾驶汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种车速控制方法、装置及无人驾驶汽车，所述方法包括：获取与车辆当前行驶路段对应的目标车速和车辆当前时刻的实际车速；确定所述目标车速与所述实际车速之间的车速差值；根据所述车速差值和预设方式确定当前时刻的加速控制增量；根据上一时刻的加速控制增量和当前时刻的加速控制增量，确定车速控制量；根据所述车速控制量控制车辆行驶，解决现有技术中存在的车速跟随延时的技术问题，达到将目标车速和实际车速作为输入，即可得到车速控制量，并控制车辆行驶，运算速度快，无需长时间的参数整定，车速跟随性良好，提高车辆的舒适性、安全性和稳定性的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及无人驾驶汽车技术领域，尤其是涉及一种车速控制方法、装置及无人驾驶汽车。
背景技术
无人驾驶汽车是一种智能汽车，也可以称之为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机***为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。无人驾驶仪的速度控制为无人驾驶汽车控制技术的主要控制对象之一。良好的车速跟随性是无人车舒适性、安全性、稳定性的基本保证。不同的无人车速度控制不同，同一辆无人车不同电量时速度控制也不同。
由于车速与速度的非线性关系，现有技术中，采用线性比例方式来对速度进行控制无法得到好的控制效果。而利用传统的PID控制容易造成车速的反复震荡，而且在速度控制的过程中会耗费大量时间整定参数，所以一般的车速对加速量/减速量的反应时间是存在延时的，特别是在启动、加速、减速过程中，PID控制方式可能会导致车速跟随延时。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车速控制方法、装置及无人驾驶汽车，以缓解现有技术中存在的在启动、加速、减速过程中，车速存在跟随延时的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种车速控制方法，包括：
获取与车辆当前行驶路段对应的目标车速和车辆当前时刻的实际车速；
确定所述目标车速与所述实际车速之间的车速差值；
根据所述车速差值和预设方式确定当前时刻的加速控制增量；
根据上一时刻的加速控制增量和当前时刻的加速控制增量，确定车速控制量；
根据所述车速控制量控制车辆行驶。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述根据所述车速差值和预设方式确定当前时刻的加速控制增量，包括：
根据所述目标车速、所述实际车速、预设的油门调节因子和预设的车速调节松弛变量确定当前时刻的加速控制增量。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述根据上一时刻的加速控制增量和当前时刻的加速控制增量，得到车速控制量，包括：
判断所述车速差值是否大于或者等于预设阈值；
当所述车速差值大于或者等于预设阈值，确定车速控制量为上一时刻的加速控制量和所述加速控制增量的和；
当所述车速差值小于所述预设阈值，确定车锁控制量为预设的刹车比例系数与所述车速差值的积。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述获取与车辆当前行驶路段对应的目标车速，包括：
获取车辆中的定位模块采集的当前时刻车辆的位置信息；
在预设驾驶地图中确定与所述位置信息对应的行驶路段标识；
在预设对应关系集合中，确定与所述行驶路段标识对应的目标车速。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，获取车辆当前时刻的实际车速，包括：
获取车辆中的定位模块采集的当前时刻车辆的位置信息以及车辆在当前路段中的行驶时间；
在预设驾驶地图中根据所述位置信息确定所述对应的行驶路段标识以及与所述行驶路段标识对应的路段长度；
确定车辆在当前路段中的行驶时间；
根据所述路段长度及所述行驶时间确定所述实际车速。
第二方面，本发明实施例还提供一种车速控制装置，包括：
获取模块，用于获取与车辆当前行驶路段对应的目标车速和车辆当前时刻的实际车速；
第一确定模块，用于确定所述目标车速与所述实际车速之间的车速差值；
第二确定模块，用于根据所述车速差值和预设方式确定当前时刻的加速控制增量；
第三确定模块，用于根据上一时刻的加速控制增量和当前时刻的加速控制增量，确定车速控制量；
控制模块，用于根据所述车速控制量控制车辆行驶。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述第二确定模块，还用于：
根据所述目标车速、所述实际车速、预设的油门调节因子和预设的车速调节松弛变量确定当前时刻的加速控制增量。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述第三确定模块，包括：
判断单元，用于判断所述车速差值是否大于或者等于预设阈值；
第一确定单元，用于当所述车速差值大于或者等于预设阈值，确定车速控制量为上一时刻的加速控制量和所述加速控制增量的和；
第二确定单元，用于当所述车速差值小于所述预设阈值，确定车锁控制量为预设的刹车比例系数与所述车速差值的积。
第三方面，本发明实施例还提供一种无人驾驶汽车，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述的方法的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行上述第一方面所述的方法。
本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例通过首先获取与车辆当前行驶路段对应的目标车速和车辆当前时刻的实际车速，确定所述目标车速与所述实际车速之间的车速差值，再根据所述车速差值和预设方式确定当前时刻的加速控制增量，再根据上一时刻的加速控制增量和当前时刻的加速控制增量，确定车速控制量，最后可以根据所述车速控制量控制车辆行驶。
本发明实施例能够将目标车速和实际车速作为输入，即可得到车速控制量，并控制车辆行驶，运算速度快，无需长时间的参数整定，车速跟随性良好，提高车辆的舒适性、安全性和稳定性。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的车速控制方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种应用场景示意图；
图3为图1中步骤S104的流程图；
图4为本发明实施例提供的车速控制装置的结构图。
图标：11-获取模块；12-第一确定模块；13-第二确定模块；14-第三确定模块；15-控制模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，一般的车速对加速量/减速量的反应时间是存在延时的，特别是在启动、加速、减速过程中，PID控制方式可能会导致车速跟随延时。基于此，本发明实施例提供的一种车速控制方法、装置及无人驾驶汽车，可以将目标车速和实际车速作为输入，即可得到车速控制量，并控制车辆行驶，运算速度快，无需长时间的参数整定，车速跟随性良好，提高车辆的舒适性、安全性和稳定性。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种车速控制方法进行详细介绍，所述车速控制方法，可以应用于无人驾驶汽车中的处理器中，如图1所示，所述车速控制方法包括以下步骤。
在步骤S101中，获取与车辆当前行驶路段对应的目标车速和车辆当前时刻的实际车速。
在本发明实施例中，所述获取与车辆当前行驶路段对应的目标车速，包括：获取车辆中的定位模块采集的当前时刻车辆的位置信息；在预设驾驶地图中确定与所述位置信息对应的行驶路段标识；以及，在预设对应关系集合中，确定与所述行驶路段标识对应的目标车速。
行驶路段标识与目标车速之间的对应关系可以如下表1所示，在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
表1
在本发明实施例中，获取车辆当前时刻的实际车速，包括：获取车辆中的定位模块采集的当前时刻车辆的位置信息以及车辆在当前路段中的行驶时间；在预设驾驶地图中根据所述位置信息确定所述对应的行驶路段标识以及与所述行驶路段标识对应的路段长度；确定车辆在当前路段中的行驶时间；以及，根据所述路段长度及所述行驶时间确定所述实际车速。
例如，如图2所示，假设环形公路上包括八个路段，分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7和S8，其中，由于S1、S3、S5和S7为直角弯道，根据表1，则行驶路段标识为8，对应的目标车速为15，S2、S4、S6和S8为直道，则行驶路段标识为0，对应的目标车速为30。
在步骤S102中，确定所述目标车速与所述实际车速之间的车速差值。
在该步骤中，车速差值计算如公式1所示：
Δv＝vpre-vtrue (1)
其中vpre表示目标车速，vtrue表示实际车速，Δv表示目标车速与实际车速的差值。
在步骤S103中，根据所述车速差值和预设方式确定当前时刻的加速控制增量。
在该步骤中，可以根据所述目标车速、所述实际车速、预设的油门调节因子和预设的车速调节松弛变量确定当前时刻的加速控制增量，
在本发明实施例中，加速控制增量的计算公式如公式(2)所示：
其中，sgn(x)为符号函数；γ为预设的油门调节因子；由于在加减速控制中由于运动车的惯性影响通常情况下不能让当前车速达到目标车速才开始调节电门量，而是应该在车速接近预设值时就应该反向调节或者停止调节电门量，所以引入车速调节松弛变量λ，车速调节松弛变量λ为预置值；β为加速控制增量。
在步骤S104中，根据上一时刻的加速控制增量和当前时刻的加速控制增量，确定车速控制量。
如图3所示，在该步骤中，步骤S104可以包括以下步骤。
在步骤S201中，判断所述车速差值是否大于或者等于预设阈值；
当所述车速差值大于或者等于预设阈值，在步骤S202中，确定车速控制量为上一时刻的加速控制量和所述加速控制增量的和。
当所述车速差值大于或者等于预设阈值，也即加减速状态无需刹车干预时如公式(3)：
其中f(t)表示当前时刻加速信息控制量，f(t-1)表示上一时刻的加速控制信息，g(t)表示当前时刻刹车信号控制信息，μ表示刹车干预时车速差值临界点。
当所述车速差值小于所述预设阈值，在步骤S203中，确定车锁控制量为预设的刹车比例系数与所述车速差值的积。
当所述车速差值小于所述预设阈值，也即减速状态需要刹车介入条件如公式4，其中α表示刹车比例系数：
在步骤S105中，根据所述车速控制量控制车辆行驶。
在本发明实施例中，可以根据车速控制量控制动力驱动***以相应的动力驱动车辆行驶。
在本发明的又一实施例中，如图4所示，还提供一种车速控制装置，本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容，所述装置包括：获取模块11、第一确定模块12、第二确定模块13、第三确定模块14和控制模块15。
获取模块11，用于获取与车辆当前行驶路段对应的目标车速和车辆当前时刻的实际车速。
第一确定模块12，用于确定所述目标车速与所述实际车速之间的车速差值。
第二确定模块13，用于根据所述车速差值和预设方式确定当前时刻的加速控制增量。
在本发明实施例中，所述第二确定模块，还用于：根据所述目标车速、所述实际车速、预设的油门调节因子和预设的车速调节松弛变量确定当前时刻的加速控制增量。
第三确定模块14，用于根据上一时刻的加速控制增量和当前时刻的加速控制增量，确定车速控制量。
在本发明实施例中，所述第三确定模块14，包括：
判断单元，用于判断所述车速差值是否大于或者等于预设阈值；
第一确定单元，用于当所述车速差值大于或者等于预设阈值，确定车速控制量为上一时刻的加速控制量和所述加速控制增量的和；
第二确定单元，用于当所述车速差值小于所述预设阈值，确定车锁控制量为预设的刹车比例系数与所述车速差值的积。
控制模块15，用于根据所述车速控制量控制车辆行驶。
在本发明的又一实施例中，还提供一种无人驾驶汽车，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法实施例所述的方法的步骤。
在本发明的又一实施例中，还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行上述方法实施例所述的方法。
本发明实施例所提供的车速控制方法、装置及无人驾驶汽车的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种车速控制方法，其特征在于，包括：
获取与车辆当前行驶路段对应的目标车速和车辆当前时刻的实际车速；
确定所述目标车速与所述实际车速之间的车速差值；
根据所述车速差值和预设方式确定当前时刻的加速控制增量；
根据上一时刻的加速控制增量和当前时刻的加速控制增量，确定车速控制量；
根据所述车速控制量控制车辆行驶。
2.根据权利要求1所述的车速控制方法，其特征在于，所述根据所述车速差值和预设方式确定当前时刻的加速控制增量，包括：
根据所述目标车速、所述实际车速、预设的油门调节因子和预设的车速调节松弛变量确定当前时刻的加速控制增量。
3.根据权利要求2所述的车速控制方法，其特征在于，所述根据上一时刻的加速控制增量和当前时刻的加速控制增量，得到车速控制量，包括：
判断所述车速差值是否大于或者等于预设阈值；
当所述车速差值大于或者等于预设阈值，确定车速控制量为上一时刻的加速控制量和所述加速控制增量的和；
当所述车速差值小于所述预设阈值，确定车锁控制量为预设的刹车比例系数与所述车速差值的积。
4.根据权利要求3所述的车速控制方法，其特征在于，所述获取与车辆当前行驶路段对应的目标车速，包括：
获取车辆中的定位模块采集的当前时刻车辆的位置信息；
在预设驾驶地图中确定与所述位置信息对应的行驶路段标识；
在预设对应关系集合中，确定与所述行驶路段标识对应的目标车速。
5.根据权利要求4所述的车速控制方法，其特征在于，获取车辆当前时刻的实际车速，包括：
获取车辆中的定位模块采集的当前时刻车辆的位置信息以及车辆在当前路段中的行驶时间；
在预设驾驶地图中根据所述位置信息确定所述对应的行驶路段标识以及与所述行驶路段标识对应的路段长度；
确定车辆在当前路段中的行驶时间；
根据所述路段长度及所述行驶时间确定所述实际车速。
6.一种车速控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取与车辆当前行驶路段对应的目标车速和车辆当前时刻的实际车速；
第一确定模块，用于确定所述目标车速与所述实际车速之间的车速差值；
第二确定模块，用于根据所述车速差值和预设方式确定当前时刻的加速控制增量；
第三确定模块，用于根据上一时刻的加速控制增量和当前时刻的加速控制增量，确定车速控制量；
控制模块，用于根据所述车速控制量控制车辆行驶。
7.根据权利要求6所述的车速控制装置，其特征在于，所述第二确定模块，还用于：
根据所述目标车速、所述实际车速、预设的油门调节因子和预设的车速调节松弛变量确定当前时刻的加速控制增量。
8.根据权利要求7所述的车速控制装置，其特征在于，所述第三确定模块，包括：
判断单元，用于判断所述车速差值是否大于或者等于预设阈值；
第一确定单元，用于当所述车速差值大于或者等于预设阈值，确定车速控制量为上一时刻的加速控制量和所述加速控制增量的和；
第二确定单元，用于当所述车速差值小于所述预设阈值，确定车锁控制量为预设的刹车比例系数与所述车速差值的积。
9.一种无人驾驶汽车，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至5任一项所述的方法的步骤。
10.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行所述权利要求1-5任一所述的方法。
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