CN111114536A - 一种车辆自动泊车控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆自动泊车控制方法及装置，通过获取泊车轨迹路径，基于车辆所处路径信息和车辆状态信息，对泊车轨迹路径进行更新，得到目标泊车轨迹路径，并基于目标泊车轨迹路基生成纵向控制参数和横向控制参数，使得汽车能够基于该纵向控制参数和横向控制参数完成自动泊车。由于在自动泊车过程中，根据车辆所处路径信息和状态信息对路径进行更新，保证泊车轨迹的精准追踪，并且可以适用于多种场景，同时可以生成纵向和横向控制参数，使得控制过程更加精准。
Description
技术领域
本发明涉及汽车控制技术领域，特别是涉及一种车辆自动泊车控制方法及装置。
背景技术
伴随着汽车辅助驾驶技术的发展，汽车智能化发展趋势迅猛。由于汽车数量的增长，而可利用的泊车区域有限，使得停车难度大大增加，因此，自动泊车***便随之出现。
自动泊车***(Automatic Parking System，APS)主要由感知单元、中央控制器、转向执行机构和人机交互模块组成。在现有的自动泊车***中，中央控制器是基于PID(Proportion Integration Differentiation，比例积分微分)状态反馈的轨迹追踪和控制，但是基于PID状态反馈的轨迹追踪和控制过程，没有考虑车辆***动力学特征以及路径本身的动态变化特征，对外界干扰的鲁棒性较差，在特殊的应用场景中，会出现泊车路径的跟踪误差，从而使得自动泊车控制不准确。
发明内容
针对于上述问题，本发明提供一种车辆自动泊车控制方法及装置，实现了针对不同的路径场景实时更新泊车轨迹，保证轨迹的精准追踪，提升了自动泊车控制的准确性。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种车辆自动泊车控制方法，所述方法包括：
获取泊车轨迹路径；
基于车辆所处路径信息和车辆状态信息，对所述泊车轨迹路径进行更新，得到目标泊车轨迹路径；
基于所述目标泊车轨迹路径，生成纵向控制参数和横向控制参数；
输出所述纵向控制参数和横向控制参数值所述车辆，使得所述车辆基于所述纵向控制参数和横向控制参数完成自动泊车。
可选地，所述获取泊车轨迹路径，包括：
采集与当前车辆相匹配的车辆数据；
依据所述车辆数据，生成泊车轨迹路径。
可选地，所述基于所述目标泊车轨迹路径，生成纵向控制参数和横向控制参数，包括：
基于所述车辆的当前轨迹与所述目标泊车轨迹路径的误差值，生成纵向控制参数，所述纵向控制参数包括节气门开度、刹车压力和加速度中的一种或多种；
获取车辆当前的前轮转角参数，并基于所述前轮转角参数，生成横向控制参数，所述横向控制参数表征方向盘控制参数。
可选地，所述方法还包括：
在车辆进行自动泊车过程中，实时采集车辆位置信息，并基于所述车辆位置信息对所述目标泊车路径轨迹进行更新。
可选地，所述生成横向控制参数，包括：
基于预创建横向控制器，生成横向控制参数，所述横向控制器为根据LQR对动力学模型进行设计得到的。
一种车辆自动泊车控制装置，所述装置包括：
获取单元，用于获取泊车轨迹路径；
第一更新单元，用于基于车辆所处路径信息和车辆状态信息，对所述泊车轨迹路径进行更新，得到目标泊车轨迹路径；
参数生成单元，用于基于所述目标泊车轨迹路径，生成纵向控制参数和横向控制参数；
参数输出单元，用于输出所述纵向控制参数和横向控制参数值所述车辆，使得所述车辆基于所述纵向控制参数和横向控制参数完成自动泊车。
可选地，所述获取单元包括：
采集子单元，用于采集与当前车辆相匹配的车辆数据；
轨迹生成子单元，用于依据所述车辆数据，生成泊车轨迹路径。
可选地，所述参数生成单元包括：
第一生成子单元，用于基于所述车辆的当前轨迹与所述目标泊车轨迹路径的误差值，生成纵向控制参数，所述纵向控制参数包括节气门开度、刹车压力和加速度中的一种或多种；
第二生成子单元，用于获取车辆当前的前轮转角参数，并基于所述前轮转角参数，生成横向控制参数，所述横向控制参数表征方向盘控制参数。
可选地，所述装置还包括：
第二更新单元，用于在车辆进行自动泊车过程中，实时采集车辆位置信息，并基于所述车辆位置信息对所述目标泊车路径轨迹进行更新。
可选地，所述第二生成子单元具体用于：
基于预创建横向控制器，生成横向控制参数，所述横向控制器为根据LQR对动力学模型进行设计得到的。
相较于现有技术，本发明提供了一种车辆自动泊车控制方法及装置，通过获取泊车轨迹路径，基于车辆所处路径信息和车辆状态信息，对泊车轨迹路径进行更新，得到目标泊车轨迹路径，并基于目标泊车轨迹路基生成纵向控制参数和横向控制参数，使得汽车能够基于该纵向控制参数和横向控制参数完成自动泊车。由于在自动泊车过程中，根据车辆所处路径信息和状态信息对路径进行更新，保证泊车轨迹的精准追踪，并且可以适用于多种场景，同时可以生成纵向和横向控制参数，使得控制过程更加精准。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种防止EEPROM存储区校验误判发生的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的第一模式下的防止误判发生的方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种防止EEPROM存储区校验误判发生的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
在本发明实施例中提供了一种车辆自动泊车控制方法，参见图1，该方法可以包括以下步骤：
S101、获取泊车轨迹路径。
在本发明实施例中获取泊车轨迹路径是通过采集与当前车辆相匹配的车辆数据；依据所述车辆数据，生成泊车轨迹路径。其中，采集与当前车辆相匹配的车辆数据，是指收集车辆上各种传感器数据，例如摄像头、超声波雷达、车辆数据等，通过其内部的轨迹规划算法，生成泊车轨迹路径。
S102、基于车辆所处路径信息和车辆状态信息，对所述泊车轨迹路径进行更新，得到目标泊车轨迹路径。
在本发明实施例中并不是直接将算法生成的泊车轨迹路径作为指导自动泊车的路径，而屙屎要基于车辆所处路径信息和车辆状态信息对路径信息进行更新，得到目标泊车轨迹路径。
S103、基于所述目标泊车轨迹路径，生成纵向控制参数和横向控制参数；
S104、输出所述纵向控制参数和横向控制参数值所述车辆，使得所述车辆基于所述纵向控制参数和横向控制参数完成自动泊车。
在本发明中将车辆运动控制分解为纵向控制和横向控制，简化处理。纵向使用PID控制算法，控制车辆速度和加速度。横向控制***使用LQR算法，引入车辆动力学模式，具有很好的跟踪效果。
具体的，所述基于所述目标泊车轨迹路径，生成纵向控制参数和横向控制参数，包括：
基于所述车辆的当前轨迹与所述目标泊车轨迹路径的误差值，生成纵向控制参数，所述纵向控制参数包括节气门开度、刹车压力和加速度中的一种或多种；
获取车辆当前的前轮转角参数，并基于所述前轮转角参数，生成横向控制参数，所述横向控制参数表征方向盘控制参数。基于预创建横向控制器，生成横向控制参数，所述横向控制器为根据LQR对动力学模型进行设计得到的。
对应的，所述方法还包括：
在车辆进行自动泊车过程中，实时采集车辆位置信息，并基于所述车辆位置信息对所述目标泊车路径轨迹进行更新。
本发明提供了一种车辆自动泊车控制方法，通过获取泊车轨迹路径，基于车辆所处路径信息和车辆状态信息，对泊车轨迹路径进行更新，得到目标泊车轨迹路径，并基于目标泊车轨迹路基生成纵向控制参数和横向控制参数，使得汽车能够基于该纵向控制参数和横向控制参数完成自动泊车。由于在自动泊车过程中，根据车辆所处路径信息和状态信息对路径进行更新，保证泊车轨迹的精准追踪，并且可以适用于多种场景，同时可以生成纵向和横向控制参数，使得控制过程更加精准。
下面对本申请实施了的具体特征进行说明。参见图2，其示出了本发明实施例提供的一种轨迹跟踪与控制流程图。在该流程中包括：
决策模块：收集各种传感器数据，例如摄像头、超声波雷达、车辆数据等，通过其内部的轨迹规划算法，生成最优的泊车轨迹，下发给轨迹追踪模块，并根据车辆实时的状态和周围的环境，实时更新路径。
轨迹管理模块：对决策层下发的轨迹进行统一的管理和更新，实时更新跟踪路径以及轨迹跟踪状态，并把当前状态和跟踪误差信息通知给决策模块。当整个泊车路径跟踪完成时，回正方向盘。同时轨迹管理模块也会实时监控车辆反馈的档位信息，与当前追踪的路径中的档位信息进行对比，决定是否需要更换档位。
纵向控制：借助PID控制方法，调节跟踪泊车路径产生的误差，最终输出车控指令(例如节气门开度、刹车压力、加减速度等)到车辆，该方法通过闭环控制环节保证了路径跟踪的精度。
横向控制：
横向控制模块主要负责方向盘的控制，该模块采用简化后的两轮模型进行车辆动力学模型建模，对车辆的侧向和垂直方向进行受力平衡分析。自动泊车场景中，车速较低，此时轮胎的侧偏角较小，根据魔术公式在小角度偏角的情况下有轮胎的侧向力与轮胎的偏离角成正比，可以进一步简化动力学模型的受力分析，最终得到***的跟踪偏差状态方程。
LQR算法使用该动力学模型来设计横向控制器，LQR求解的核心是设计一个能量函数，最优的控制轨迹应该使得该能量函数最小。能量函数的一般形式如下：
其中Q是半正定矩阵，R为正定矩阵，需要根据具体车辆和场景调节LQR目标函数的Q和R矩阵，以获得较优的跟踪性能。通过LQR得到最优前轮转角，经过转换得到最优的方向盘控制量，对横向进行控制。
定位模块：使用车辆数据和IMU数据进行自车位置更新，定位模块内部使用kalman滤波进行位置预测和更新，向其他模块提供高精度的自车位置信息。
如果当前轨迹追踪状态为跟踪中，启动横向和纵向控制，实时获取自车位置，计算出当前车辆控制指令(方向盘转角、刹车压力、节气门开度等)，发送给被控车辆执行。
在本发明实施例中决策层可以一次把整个泊车轨迹下发，也可以分段下发，轨迹管理模块会对收到的轨迹进行统一的管理，并实时判断当前轨迹追踪的最新状态，决定是否切换轨迹继续跟踪。轨迹追踪过程中，会实时向外通知轨迹追踪的实时状态和相关信息，供决策层使用；将车辆运动控制进行解耦，简化处理，易于控制；PID能够较好的控制车速和加速度。LQR能够很好的解决曲线行驶时的稳态跟踪误差，在中等速度曲线行驶时其稳态误差趋近于零，从而极大提升跟踪性能。LQR非常适用于路径平滑的高速公路及城市驾驶场景，具有较好的车辆高速控制性能。
参见图3，在本发明实施例中提供了一种车辆自动泊车控制装置，该装置包括：
获取单元10，用于获取泊车轨迹路径；
第一更新单元20，用于基于车辆所处路径信息和车辆状态信息，对所述泊车轨迹路径进行更新，得到目标泊车轨迹路径；
参数生成单元30，用于基于所述目标泊车轨迹路径，生成纵向控制参数和横向控制参数；
参数输出单元40，用于输出所述纵向控制参数和横向控制参数值所述车辆，使得所述车辆基于所述纵向控制参数和横向控制参数完成自动泊车。
在上述实施例的基础上，所述获取单元包括：
采集子单元，用于采集与当前车辆相匹配的车辆数据；
轨迹生成子单元，用于依据所述车辆数据，生成泊车轨迹路径。
在上述实施例的基础上，所述参数生成单元包括：
第一生成子单元，用于基于所述车辆的当前轨迹与所述目标泊车轨迹路径的误差值，生成纵向控制参数，所述纵向控制参数包括节气门开度、刹车压力和加速度中的一种或多种；
第二生成子单元，用于获取车辆当前的前轮转角参数，并基于所述前轮转角参数，生成横向控制参数，所述横向控制参数表征方向盘控制参数。
在上述实施例的基础上，所述装置还包括：
第二更新单元，用于在车辆进行自动泊车过程中，实时采集车辆位置信息，并基于所述车辆位置信息对所述目标泊车路径轨迹进行更新。
在上述实施例的基础上，所述第二生成子单元具体用于：
基于预创建横向控制器，生成横向控制参数，所述横向控制器为根据LQR对动力学模型进行设计得到的。
本发明提供了一种车辆自动泊车控制装置，通过获取单元获取泊车轨迹路径，第一更新单元基于车辆所处路径信息和车辆状态信息，对泊车轨迹路径进行更新，得到目标泊车轨迹路径，参数生成单元和参数输出单元基于目标泊车轨迹路基生成纵向控制参数和横向控制参数，使得汽车能够基于该纵向控制参数和横向控制参数完成自动泊车。由于在自动泊车过程中，根据车辆所处路径信息和状态信息对路径进行更新，保证泊车轨迹的精准追踪，并且可以适用于多种场景，同时可以生成纵向和横向控制参数，使得控制过程更加精准。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种车辆自动泊车控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取泊车轨迹路径；
基于车辆所处路径信息和车辆状态信息，对所述泊车轨迹路径进行更新，得到目标泊车轨迹路径；
基于所述目标泊车轨迹路径，生成纵向控制参数和横向控制参数；
输出所述纵向控制参数和横向控制参数值所述车辆，使得所述车辆基于所述纵向控制参数和横向控制参数完成自动泊车。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取泊车轨迹路径，包括：
采集与当前车辆相匹配的车辆数据；
依据所述车辆数据，生成泊车轨迹路径。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标泊车轨迹路径，生成纵向控制参数和横向控制参数，包括：
基于所述车辆的当前轨迹与所述目标泊车轨迹路径的误差值，生成纵向控制参数，所述纵向控制参数包括节气门开度、刹车压力和加速度中的一种或多种；
获取车辆当前的前轮转角参数，并基于所述前轮转角参数，生成横向控制参数，所述横向控制参数表征方向盘控制参数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在车辆进行自动泊车过程中，实时采集车辆位置信息，并基于所述车辆位置信息对所述目标泊车路径轨迹进行更新。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述生成横向控制参数，包括：
基于预创建横向控制器，生成横向控制参数，所述横向控制器为根据LQR对动力学模型进行设计得到的。
6.一种车辆自动泊车控制装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于获取泊车轨迹路径；
第一更新单元，用于基于车辆所处路径信息和车辆状态信息，对所述泊车轨迹路径进行更新，得到目标泊车轨迹路径；
参数生成单元，用于基于所述目标泊车轨迹路径，生成纵向控制参数和横向控制参数；
参数输出单元，用于输出所述纵向控制参数和横向控制参数值所述车辆，使得所述车辆基于所述纵向控制参数和横向控制参数完成自动泊车。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取单元包括：
采集子单元，用于采集与当前车辆相匹配的车辆数据；
轨迹生成子单元，用于依据所述车辆数据，生成泊车轨迹路径。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述参数生成单元包括：
第一生成子单元，用于基于所述车辆的当前轨迹与所述目标泊车轨迹路径的误差值，生成纵向控制参数，所述纵向控制参数包括节气门开度、刹车压力和加速度中的一种或多种；
第二生成子单元，用于获取车辆当前的前轮转角参数，并基于所述前轮转角参数，生成横向控制参数，所述横向控制参数表征方向盘控制参数。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二更新单元，用于在车辆进行自动泊车过程中，实时采集车辆位置信息，并基于所述车辆位置信息对所述目标泊车路径轨迹进行更新。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二生成子单元具体用于：
基于预创建横向控制器，生成横向控制参数，所述横向控制器为根据LQR对动力学模型进行设计得到的。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200508 |
|
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