CN113291323A - 一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法、***及车辆 - Google Patents

一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法、***及车辆 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法、***及车辆，确定菱形车辆的几何参数和动力学参数，设置控制参数；获取车辆纵向速度，判断车辆纵向速度与设置的速度控制阈值关系，如果车辆纵向速度小于速度控制阈值，利用基于几何学的预瞄控制方法进行路径跟踪控制，否则利用基于动力学的预瞄控制方法进行路径跟踪控制；本公开针对菱形车辆特有的转向几何关系以及横向动力学特性，在高速和低速工况利用不同的控制策略，真正适用于菱形车辆，同时保证菱形车辆在各个工况下都能够有较好的运动控制性能。

Description

一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法、***及车辆
技术领域
本公开属于车辆自动驾驶技术领域，具体涉及一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法、***及车辆。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
菱形车辆是具有三轴四轮新型底盘架构的车辆。其前后轴具有独立转向功能，中轴提供驱动力。菱形车辆具有优良的侧碰和正面碰撞安全性，优异的转向性能。同时，其菱形底盘构型使得其整车造型设计更具流线型特点，能有效减小行驶风阻，节省油耗。菱形车辆的结构、动力学响应等已得到广泛研究，但是其自动驾驶技术尚未得到重视。
据发明人了解，目前的车辆自动驾驶控制中的路径跟踪控制技术方案并不适合菱形车辆，没有考虑到其几何结构的特点，以及动力学性能不同，并不能实现菱形车辆在全速度区间内的跟踪性能，容易造成菱形车辆低速工况下车辆运动控制精度不够，而高速工况下，车辆控制不及时，出现侧滑等风险。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法、***及车辆，本公开针对菱形车辆特有的转向几何关系以及横向动力学特性，在高速和低速工况利用不同的控制策略，真正适用于菱形车辆，同时保证菱形车辆在各个工况下都能够有较好的运动控制性能。
根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
本公开的第一目的是提供一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法，包括以下步骤：
确定菱形车辆的几何参数和动力学参数，设置控制参数；
获取车辆纵向速度，判断车辆纵向速度与设置的速度控制阈值关系，如果车辆纵向速度小于速度控制阈值，利用基于几何学的预瞄控制方法进行路径跟踪控制，否则利用基于动力学的预瞄控制方法进行路径跟踪控制。
作为可选择的实施方式，所述菱形车辆的几何参数包括但不限于车辆后轴距离车辆质心的距离lr、车辆中轴距离车辆质心的距离lm、车辆前轴距离车辆质心的距离lf、车辆后轴距中轴的距离lrm和车辆前轴距车辆中轴的距离lfm。
作为可选择的实施方式，所述菱形车辆的动力学参数包括但不限于整车质量M、车辆绕重心垂直于水平面方向的转动惯量IZ、后轮侧偏刚度kr、中轮侧偏刚度km和前轮侧偏刚度kf。
作为可选择的实施方式，所述控制参数包括模式切换阈值vM、预瞄距离DL、参数矩阵R和参数矩阵Q。
作为可选择的实施方式，利用基于几何学的预瞄控制方法进行路径跟踪控制的具体过程包括：
获取车辆中轴中心到预瞄点连线与车辆x轴夹角，并据此计算车辆的期望转弯半径；
根据期望转弯半径以及车辆后轴距中轴的距离和车辆前轴距车辆中轴的距离，根据菱形车辆的阿克曼转向几何关系，计算得到车辆前后轮的转向角控制量，以此进行车辆控制。
作为进一步的限定，期望转弯半径R的计算方法为：
Figure BDA0003121892570000031
其中，DL为预瞄距离，lm为车辆中轴距离车辆质心的距，α为车辆中轴中心到预瞄点连线与车辆x轴夹角，当预瞄点在车辆坐标系的第四象限，α符号为负，反之为正。
作为进一步的限定，车辆前轮的转向角控制量δf以及车辆后轮的转向角控制量δr的计算方法为：
Figure BDA0003121892570000032
Figure BDA0003121892570000033
式中，R为期望转弯半径，lrm为车辆后轴距中轴的距离，lfm为车辆前轴距车辆中轴的距离，sign(α)为关于α的符号函数，α≥0时，sign(α)＝1；α<0时，sign(α)＝-1。
作为可选择的实施方式，利用基于动力学的预瞄控制方法进行路径跟踪控制的具体过程包括：
根据车辆的横摆角速度、横向速度、车辆横摆角误差和车辆横向偏置，计算误差状态向量；
根据菱形车辆的横向动力学模型，计算车辆横向动力学参量；
根据车辆横向动力学参量以及菱形车路径跟踪误差动力学模型，计算误差动力学模型参量，得到菱形车路径跟踪误差动力学模型；
根据预设的参数矩阵、参数矩阵、以及误差动力学模型参量，计算控制参量，根据控制参量，参数矩阵，误差动力学模型参量，以及误差状态向量，计算控制向量。
作为进一步的限定，计算误差状态向量的方法为：根据车辆状态信息横摆角速度
Figure BDA0003121892570000041
横向速度vy、车辆横摆角误差
Figure BDA0003121892570000042
车辆横向偏置ey，计算误差状态向量
Figure BDA0003121892570000043
其中，
Figure BDA0003121892570000044
为车辆横向偏置一阶导，
Figure BDA0003121892570000045
为车辆横摆角误差一阶导，计算公式分别为：
Figure BDA0003121892570000046
Figure BDA0003121892570000047
其中，vx为车辆纵向速度，DL为预瞄距离，cR为期望路径上预瞄点处的曲率信息。
作为进一步的限定，计算车辆横向动力学参量的具体过程包括：
菱形车辆横向动力学计算公式为：
Figure BDA0003121892570000048
Figure BDA0003121892570000049
其中，车辆横向动力学参量a1～a8的计算公式分别为：
Figure BDA0003121892570000051
Figure BDA0003121892570000052
其中，lr为车辆后轴距离车辆质心的距离，lm为车辆中轴距离车辆质心的距离，lf为车辆前轴距离车辆质心的距离，M为整车质量，IZ为车辆绕重心垂直于水平面方向的转动惯量，kr为后轮侧偏刚度，km为中轮侧偏刚度，kf为前轮侧偏刚度。
作为进一步的限定，菱形车路径跟踪误差动力学模型为：
Figure BDA0003121892570000053
其中，U＝[δf，δr]为控制向量，A、B为模型参量，C为道路曲率相关参量，A、B、C的计算公式如下：
Figure BDA0003121892570000054
Figure BDA0003121892570000055
其中，cR为期望路径上的预瞄点处的曲率，DL为预瞄距离，vx为车辆纵向速度。
作为进一步的限定，计算控制参量的具体过程为：求解黎卡提方程实现：ATP+PA-2PBR-1BTP+Q＝0，其中，P为控制参量，Q为表征误差状态的权重的参数矩阵，A、B为误差动力学模型参量。
作为进一步的限定，控制向量U为：U＝-R-1BTPX，其中，R为表征控制成本权重的参数矩阵，B为误差动力学模型参量，P为控制参量，X为误差状态向量。
本公开的第二目的是提供一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制***，包括：
参数确定模块，被配置为确定菱形车辆的几何参数和动力学参数，设置控制参数；
速度采集模块，被配置为获取车辆纵向速度；
分工况控制模块，被配置为判断车辆纵向速度与设置的速度控制阈值关系，如果车辆纵向速度小于速度控制阈值，利用基于几何学的预瞄控制方法进行路径跟踪控制，否则利用基于动力学的预瞄控制方法进行路径跟踪控制。
本公开的第三目的是提供一种菱形车辆，采用第一目的提供的方法或包括第二目的提供的***。
作为可选择的实施方式，所述菱形车辆还包括：
定位模块，用于获取菱形车辆位置信息；
感知模块，用于获取菱形车辆的运动状态信息；
规划模块，用于生成期望路径。
根据定位模块和感知模块，能够获取包括车辆自身速度vx、横摆角速度
Figure BDA0003121892570000061
横向速度vy，车辆横向偏置ey、车辆横摆角误差
Figure BDA0003121892570000062
以及车辆中轴中心到预瞄点连线与x轴夹角α的状态信息。
本公开的第四目的是提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述方法中的步骤。
本公开的第五目的是提供一种终端设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述方法中的步骤。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
本公开考虑了菱形车独特的转向几何关系以及横向动力学响应模型，在路径跟踪自动控制上，能够保证真正适用于菱形车辆，能发挥菱形车的优异转向性能，实现对更大曲率期望路径的跟随。
本公开根据菱形车辆在不同工况下的特性，采用分区域/分工况控制，在低速区间使用基于几何学的预瞄控制策略，在高速区间使用基于动力学的预瞄控制策略，实现了全速度区间的优良路径跟踪性能。
为使本公开的上述目的、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
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1是本公开的菱形车辆三轴四轮底盘示意图；
图2是本公开的菱形车辆阿克曼转向几何关系和预瞄几何关系示意图；
图3是本公开的基于动力学的控制策略中路径跟踪误差示意图；
图4是本公开的控制流程示意图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。
本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。
正如背景技术中所述的，菱形车辆是具有三轴四轮新型底盘架构的车辆。其前后轴具有独立转向功能，中轴提供驱动力。现有的路径跟踪控制方法并不适用于菱形车辆。
本公开提出一种针对于菱形车辆的无人驾驶路径跟踪控制方法，针对于菱形车辆特有的转向几何关系以及横向动力学特性，采用分段式、分工况式的控制策略。本公开根据车辆纵向速度进行切换，当纵向速度高于预设阈值时，采用基于动力学的预瞄控制策略；当纵向速度低于预设阈值时，采用基于几何学的预瞄控制策略。
实施例一：
一种针对于菱形车辆的无人驾驶路径跟踪控制方法，如图4所示，具体步骤如下：
步骤S001，确定相关参数。
具体包括：设定控制参数：模式切换阈值vM、预瞄距离DL、参数矩阵R、参数矩阵Q；
确定车辆的几何参数：车辆后轴距离车辆质心的距离lr、车辆中轴距离车辆质心的距离lm、车辆前轴距离车辆质心的距离lf、车辆后轴距中轴的距离lrm、车辆前轴距车辆中轴的距离lfm；
确定车辆的动力学参数：整车质量M、车辆绕重心垂直于水平面方向的转动惯量IZ、后轮侧偏刚度kr、中轮侧偏刚度km、前轮侧偏刚度kf。
当然，如图1所示，菱形车辆为三轴四轮构型，CoG为车辆重心，xoy为以车辆坐标系，其以车辆重心为原点，以车身长度方向为x轴，以水平面上垂直于车身长度的轴为y轴。
菱形车辆的前后轴具有独立转向功能，提供轮胎转角控制接口。该车中轴两个车轮为驱动车轮。
智能菱形车辆上具有定位模块(如全球定位***(GPS))、感知模块(运动组合传感器、激光雷达)、决策模块、规划模块、控制模块。其中的控制模块用于执行本公开提出的路径跟踪控制策略。期望路径由规划模块生成。期望路径上预瞄点处的曲率信息cR已知。
通过定位模块和感知模块，车辆能够获取自身速度vx、横摆角速度
Figure BDA0003121892570000101
横向速度vy，车辆横向偏置ey(车辆与期望路径上预瞄点的y向距离)、车辆横摆角误差
Figure BDA0003121892570000102
(车辆横摆角与期望路径上预瞄点处斜率确定的期望横摆角的差值)、车辆中轴中心到预瞄点连线与x轴夹角α等状态信息。
当然，在其他实施例中，菱形车辆上还可以包括其他模块，如摄像头、照明灯等。同样的，车辆的状态信息也可以由其他检测模块获取，在此不再赘述。
步骤S002，判断车辆所属工况状态。
获取车辆纵向速度vx，若vx<vM，则执行基于几何学的预瞄控制策略，进入步骤S003，反之执行基于动力学的预瞄控制策略，vM为预设的控制模式切换阈值，进入步骤S004。
步骤S003，基于几何学的预瞄控制策略：
当车辆纵向速度较低时，轮胎侧滑现象不明显，车辆运动基本符合阿克曼转向几何关系。基于该关系设计的菱形车转向控制策略在低速工况下能实现较为理想的控制效果。
步骤S003-1，获取车辆中轴中心到预瞄点连线与车辆x轴夹角α(若预瞄点在车辆坐标系的第四象限，α符号为负；反之为正)，并据此计算车辆的期望转弯半径R。若车辆沿着期望的转弯半径行驶，车辆会趋向于靠近期望路径。如图2所示，期望转弯半径的计算公式为：
Figure BDA0003121892570000111
步骤S003-2，根据期望转弯半径以及车辆的几何参数lfm和lrm，可由菱形车阿克曼转向几何关系，如图3所示，计算得到车辆前后轮的转向角控制量和，具体计算公式为
Figure BDA0003121892570000112
Figure BDA0003121892570000113
式中，sign(α)为关于α的符号函数，α≥0时，sign(α)＝1；α<0时，sign(α)＝-1。
步骤S004，基于动力学的预瞄控制策略：
当车辆纵向速度较高时，若忽略车辆动力学特性进行路径跟踪控制，无法得到优良的控制效果。在高速工况下，采用基于动力学模型进行路径跟踪控制。
步骤S004-1，获取车辆状态信息横摆角速度
Figure BDA0003121892570000114
横向速度vy、车辆横摆角误差
Figure BDA0003121892570000115
车辆横向偏置ey，当然，在本实施例中，是通过定位模块、感知模块获知上述参数的。计算误差状态向量
Figure BDA0003121892570000121
其中，
Figure BDA0003121892570000122
为车辆横向偏置一阶导，
Figure BDA0003121892570000123
为车辆横摆角误差一阶导，计算公式分别为：
Figure BDA0003121892570000124
Figure BDA0003121892570000125
其中，DL为预瞄距离。
步骤S004-2，根据菱形车辆的横向动力学模型，计算车辆横向动力学参量a1～a8，菱形车辆横向动力学计算公式如下：
Figure BDA0003121892570000126
Figure BDA0003121892570000127
其中，车辆横向动力学参量a1～a8的计算公式分别为
Figure BDA0003121892570000128
Figure BDA0003121892570000129
其中，lr为车辆后轴距离车辆质心的距离，lm为车辆中轴距离车辆质心的距离，lf为车辆前轴距离车辆质心的距离，M为整车质量，IZ为车辆绕重心垂直于水平面方向的转动惯量，kr为后轮侧偏刚度，km为中轮侧偏刚度，kf为前轮侧偏刚度。
步骤S004-3，根据车辆横向动力学参量a1～a8，及菱形车路径跟踪误差动力学模型，计算误差动力学模型参量A、B。根据步骤S004-1，及步骤S004-2，，可得到菱形车路径跟踪误差动力学模型如下：
Figure BDA00031218925700001210
其中，U＝[δf，δr]为控制向量，A、B为模型参量，C为道路曲率相关参量。A、B、C的计算公式如下：
Figure BDA0003121892570000131
Figure BDA0003121892570000132
其中，cR为期望路径上的预瞄点处的曲率。
步骤S004-4，根据预设的参数矩阵Q>0，Q∈R4×4(表示误差状态的权重)、参数矩阵R>0，R∈R2×2(表示控制成本的权重)，误差动力学模型参量A、B，计算控制参量P。具体计算过程可通过求解以下黎卡提方程实现：
ATP+PA-2PBR-1BTP+Q＝0
步骤S004-5，根据控制参量P，参数矩阵R，误差动力学模型参量B，以及误差状态向量X，计算控制向量U。具体计算公式为：
U＝-R-1BTPX
步骤S005，按照控制策略结果实施控制。
将求得的前后轮转角控制量δf和δr输入前后轮转向***，实现对期望路径的稳定跟随。
或依据控制向量U进行前后轮转向***控制，实现对期望路径的稳定跟随。
综上，实施例一提供了基于菱形车纵向速度的路径跟踪分段控制策略，速度低于设定阈值时，车辆转向几何学关系能实现对车辆运动的精确描述，基于转向几何关系设计路径跟踪控制策略；速度高于设定阈值时，菱形车动力学特性不能忽略，基于动力学模型设计路径跟踪控制策略，实现了全速度区间的优良路径跟踪性能。
实施例二
一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制***，包括：
参数确定模块，被配置为确定菱形车辆的几何参数和动力学参数，设置控制参数；
速度采集模块，被配置为获取车辆纵向速度；
分工况控制模块，被配置为判断车辆纵向速度与设置的速度控制阈值关系，如果车辆纵向速度小于速度控制阈值，利用基于几何学的预瞄控制方法进行路径跟踪控制，否则利用基于动力学的预瞄控制方法进行路径跟踪控制。
实施例三
一种菱形车辆，采用实施例一提供的方法或包括实施例一或实施例二提供的***。
菱形车辆还包括：
定位模块，用于获取菱形车辆位置信息；
感知模块，用于获取菱形车辆的运动状态信息；
规划模块，用于生成期望路径。
根据定位模块和感知模块，能够获取包括车辆自身速度vx、横摆角速度
Figure BDA0003121892570000151
横向速度vy，车辆横向偏置ey、车辆横摆角误差
Figure BDA0003121892570000152
以及车辆中轴中心到预瞄点连线与x轴夹角α的状态信息。
实施例四
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例一提供的方法中的步骤。
实施例五
一种终端设备，在本实施例中为一种控制器，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成实施例一提供的方法中的步骤。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (18)

1.一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法，其特征是：包括以下步骤：
确定菱形车辆的几何参数和动力学参数，设置控制参数；
获取车辆纵向速度，判断车辆纵向速度与设置的速度控制阈值关系，如果车辆纵向速度小于速度控制阈值，利用基于几何学的预瞄控制方法进行路径跟踪控制，否则利用基于动力学的预瞄控制方法进行路径跟踪控制。
2.如权利要求1所述的一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法，其特征是：所述菱形车辆的几何参数包括但不限于车辆后轴距离车辆质心的距离lr、车辆中轴距离车辆质心的距离lm、车辆前轴距离车辆质心的距离lf、车辆后轴距中轴的距离lrm和车辆前轴距车辆中轴的距离lfm。
3.如权利要求1所述的一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法，其特征是：所述菱形车辆的动力学参数包括但不限于整车质量M、车辆绕重心垂直于水平面方向的转动惯量IZ、后轮侧偏刚度kr、中轮侧偏刚度km和前轮侧偏刚度kf。
4.如权利要求1所述的一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法，其特征是：所述控制参数包括模式切换阈值vM、预瞄距离D1、参数矩阵R和参数矩阵Q。
5.如权利要求1所述的一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法，其特征是：利用基于几何学的预瞄控制方法进行路径跟踪控制的具体过程包括：
获取车辆中轴中心到预瞄点连线与车辆x轴夹角，并据此计算车辆的期望转弯半径；
根据期望转弯半径以及车辆后轴距中轴的距离和车辆前轴距车辆中轴的距离，根据菱形车辆的阿克曼转向几何关系，计算得到车辆前后轮的转向角控制量，以此进行车辆控制。
6.如权利要求5所述的一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法，其特征是：期望转弯半径R的计算方法为：
Figure FDA0003121892560000021
其中，DL为预瞄距离，lm为车辆中轴距离车辆质心的距，α为车辆中轴中心到预瞄点连线与车辆x轴夹角，当预瞄点在车辆坐标系的第四象限，α符号为负，反之为正。
7.如权利要求5所述的一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法，其特征是：车辆前轮的转向角控制量δf以及车辆后轮的转向角控制量δr的计算方法为：
Figure FDA0003121892560000022
Figure FDA0003121892560000023
式中，R为期望转弯半径，lrm为车辆后轴距中轴的距离，lfm为车辆前轴距车辆中轴的距离，sign(α)为关于α的符号函数，α≥0时，sign(α)＝1；α＜0时，sign(α)＝-1。
8.如权利要求1所述的一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法，其特征是：利用基于动力学的预瞄控制方法进行路径跟踪控制的具体过程包括：
根据车辆的横摆角速度、横向速度、车辆横摆角误差和车辆横向偏置，计算误差状态向量；
根据菱形车辆的横向动力学模型，计算车辆横向动力学参量；
根据车辆横向动力学参量以及菱形车路径跟踪误差动力学模型，计算误差动力学模型参量，得到菱形车路径跟踪误差动力学模型；
根据预设的参数矩阵、参数矩阵、以及误差动力学模型参量，计算控制参量，根据控制参量，参数矩阵，误差动力学模型参量，以及误差状态向量，计算控制向量。
9.如权利要求8所述的一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法，其特征是：计算误差状态向量的方法为：根据车辆状态信息横摆角速度
Figure FDA0003121892560000031
横向速vy、车辆横摆角误差
Figure FDA0003121892560000032
车辆横向偏置ey，计算误差状态向量
Figure FDA0003121892560000033
其中，
Figure FDA0003121892560000034
为车辆横向偏置一阶导，
Figure FDA0003121892560000035
为车辆横摆角误差一阶导，计算公式分别为：
Figure FDA0003121892560000036
Figure FDA0003121892560000037
其中，vx为车辆纵向速度，DL为预瞄距离，cR为期望路径上预瞄点处的曲率信息。
10.如权利要求8所述的一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法，其特征是：计算车辆横向动力学参量的具体过程包括：
菱形车辆横向动力学计算公式为：
Figure FDA0003121892560000041
Figure FDA0003121892560000042
其中，车辆横向动力学参量a1～a8的计算公式分别为：
Figure FDA0003121892560000043
Figure FDA0003121892560000044
其中，lr为车辆后轴距离车辆质心的距离，lm为车辆中轴距离车辆质心的距离，lf为车辆前轴距离车辆质心的距离，M为整车质量，IZ为车辆绕重心垂直于水平面方向的转动惯量，kr为后轮侧偏刚度，km为中轮侧偏刚度，kf为前轮侧偏刚度。
11.如权利要求8所述的一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法，其特征是：菱形车路径跟踪误差动力学模型为：
Figure FDA0003121892560000047
其中，U＝[δf，δr]为控制向量，A、B为模型参量，C为道路曲率相关参量，A、B、C的计算公式如下：
Figure FDA0003121892560000045
Figure FDA0003121892560000046
其中，cR为期望路径上的预瞄点处的曲率，DL为预瞄距离，vx为车辆纵向速度。
12.如权利要求8所述的一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法，其特征是：计算控制参量的具体过程为：求解黎卡提方程实现：ATP+PA-2PBR-1BTP+Q＝0，其中，P为控制参量，Q为表征误差状态的权重的参数矩阵，A、B为误差动力学模型参量。
13.如权利要求8所述的一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法，其特征是：控制向量U为：U＝-R-1BTPX，其中，R为表征控制成本权重的参数矩阵，B为误差动力学模型参量，P为控制参量，X为误差状态向量。
14.一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制***，其特征是：包括：
参数确定模块，被配置为确定菱形车辆的几何参数和动力学参数，设置控制参数；
速度采集模块，被配置为获取车辆纵向速度；
分工况控制模块，被配置为判断车辆纵向速度与设置的速度控制阈值关系，如果车辆纵向速度小于速度控制阈值，利用基于几何学的预瞄控制方法进行路径跟踪控制，否则利用基于动力学的预瞄控制方法进行路径跟踪控制。
15.一种菱形车辆，其特征是：采用权利要求1-13中任一项所述的一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法或包括权利要求14所述的一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制***。
16.如权利要求15中所述的一种菱形车辆，其特征是：还包括：
定位模块，用于获取菱形车辆位置信息；
感知模块，用于获取菱形车辆的运动状态信息；
规划模块，用于生成期望路径。
17.一种计算机可读存储介质，其特征是：用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-13中任一项所述的一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法中的步骤。
18.一种终端设备，其特征是：包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-13中任一项所述的一种菱形车辆自动驾驶路径跟踪控制方法中的步骤。
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