CN115384490A - 车辆横向控制方法、装置、电子设备及计算机程序产品 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种车辆横向控制方法、装置、电子设备及计算机程序产品,属于自动驾驶技术领域。该方法包括:基于初始纵向速度值、初始方向盘转角值、不同历史时刻的横向加速度值、不同历史时刻的纵向速度值及不同历史时刻的实际方向盘转角值中至少一项,确定当前时刻实际横向位移;基于在不同历史时刻的理论方向盘转角值和初始纵向速度值,确定当前时刻理论横向位移;基于实际横向位移和理论横向位移,确定当前时刻横向位移累积误差;基于横向位移累积误差,对车辆在当前时刻的理论方向盘转角值进行修正;基于修正后的理论方向盘转角值,对车辆进行横向控制。本申请通过对当前时刻的理论方向盘转角值进行修正,克服了车辆横向控制过程中的偏差。
Description
技术领域
本申请涉及自动驾驶技术领域,特别涉及一种车辆横向控制方法、装置、电子设备及计算机程序产品。
背景技术
在自动驾驶领域,为防止自动驾驶主***失效后,驾驶员无法立即接管车辆,导致车辆失控发生危险,通常会设计一套自动驾驶备份***,以保证车辆在主***失效后仍处于安全可控状态。
通常横向控制主要是指通过对车辆的方向盘转角进行控制,使得车辆按照既定路线行驶,同时符合一定的舒适性和平顺性要求。当自动驾驶主***失效时,自动驾驶备份***将理论方向盘转角值发送至用于实现车辆转向的EPS(Electric Power Steering,电子助力转向)***,由ESP***执行横向控制操作。
然而,ESP***存在响应延迟、超调等问题,这使得在实际横向控制过程中,方向盘无法按照理论方向盘转角进行转动,导致车辆横向控制过程存在偏差。
发明内容
本申请实施例提供了一种车辆横向控制方法、装置、电子设备及计算机程序产品,能够确保方向盘按照理论方向盘转角进行转动,以克服车辆横向控制过程中的偏差。所述技术方案如下:
第一方面,提供了一种车辆横向控制方法,所述方法应用于自动驾驶主控制***失效、基于自动驾驶备份控制***的横向控制场景中,所述方法包括:
基于车辆的初始纵向速度值、初始方向盘转角值、不同历史时刻的横向加速度值、不同历史时刻的纵向速度值及不同历史时刻的实际方向盘转角值中至少一项,确定当前时刻所述车辆的实际横向位移,所述初始纵向速度值和所述初始方向盘转角值分别为初始时刻所述车辆的纵向速度值和方向盘转角值,所述初始时刻为所述自动驾驶备份***开始接管所述车辆的时刻;
基于所述车辆在不同历史时刻的理论方向盘转角值和所述初始纵向速度值,确定当前时刻所述车辆的理论横向位移,所述理论方向盘转角值为所述自动驾驶主控制***在失效之前基于预先规划的停车路径所计算的方向盘转角值;
基于所述实际横向位移和所述理论横向位移,确定当前时刻所述车辆的横向位移累积误差;
基于所述横向位移累积误差,对所述车辆在当前时刻的理论方向盘转角值进行修正;
基于当前时刻修正后的理论方向盘转角值,对所述车辆进行横向控制。
在本申请的另一个实施例中,所述基于车辆的初始纵向速度值、初始方向盘转角值、不同历史时刻的横向加速度值、不同历史时刻的纵向速度值及不同历史时刻的实际方向盘转角值中至少一项,确定当前时刻所述车辆的实际横向位移,包括:
基于所述初始纵向速度值、所述初始方向盘转角值及所述不同历史时刻的横向加速度值,确定当前时刻所述车辆的第一实际横向位移;
基于所述不同历史时刻的纵向速度值和所述不同历史时刻的实际方向盘转角值,确定当前时刻所述车辆的第二实际横向位移;
对所述第一实际横向位移和所述第二实际横向位移进行加权相加,得到所述实际横向位移。
在本申请的另一个实施例中,所述基于所述初始纵向速度值、所述初始方向盘转角值及所述不同历史时刻的横向加速度值,确定当前时刻所述车辆的第一实际横向位移,包括:
基于所述初始纵向速度值和所述初始方向盘转角值,计算初始横向速度值;
将所述不同历史时刻的横向加速度值和相应历史时刻相乘,得到不同历史时刻的横向速度增量;
基于不同历史时刻的横向速度增量和所述初始横向速度值,计算不同历史时刻的横向速度值;
对预设时间段内不同历史时刻的横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加,得到所述第一实际横向位移,所述预设时间段为所述初始时刻到当前时刻的时间段。
在本申请的另一个实施例中,所述基于所述不同历史时刻的纵向速度值和所述不同历史时刻的实际方向盘转角值,确定当前时刻所述车辆的第二实际横向位移,包括:
基于不同历史时刻的纵向速度值和相应历史时刻的实际方向盘转角值,计算不同历史时刻的横向速度值;
对预设时间段内不同历史时刻的横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加,得到所述第二实际横向位移,所述预设时间段为所述初始时刻到当前时刻的时间段。
在本申请的另一个实施例中,所述基于所述车辆在不同历史时刻的理论方向盘转角值和所述初始纵向速度值,确定当前时刻所述车辆的理论横向位移,包括:
基于所述初始纵向速度值和不同历史时刻的理论方向盘转角值,计算不同历史时刻的理论横向速度值;
对预设时间段内不同历史时刻的理论横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加,得到所述理论横向位移,所述预设时间段为所述初始时刻到当前时刻的时间段。
在本申请的另一个实施例中,所述基于所述实际横向位移和所述理论横向位移,确定当前时刻所述车辆的横向位移累积误差,包括:
计算所述理论横向位移与所述实际横向位移之差,得到所述横向位移累积误差。
在本申请的另一个实施例中,所述基于所述横向位移累积误差,对所述车辆在当前时刻的理论方向盘转角值进行修正,包括:
计算所述横向位移累积误差与补偿系数的乘积,得到方向盘转角补偿值;
将所述当前时刻的理论方向盘转角值与所述方向盘转角补偿值相加,得到所述当前时刻修正后的理论方向盘转角值。
第二方面,提供了一种车辆横向控制装置,所述装置应用于自动驾驶主控制***失效、基于自动驾驶备份控制***的横向控制场景中,所述装置包括:
第一确定模块,用于基于车辆的初始纵向速度值、初始方向盘转角值、不同历史时刻的横向加速度值、不同历史时刻的纵向速度值及不同历史时刻的实际方向盘转角值中至少一项,确定当前时刻所述车辆的实际横向位移,所述初始纵向速度值和所述初始方向盘转角值分别为初始时刻所述车辆的纵向速度值和方向盘转角值,所述初始时刻为所述自动驾驶备份***开始接管所述车辆的时刻;
第二确定模块,用于基于所述车辆在不同历史时刻的理论方向盘转角值和所述初始纵向速度值,确定当前时刻所述车辆的理论横向位移,所述理论方向盘转角值为所述自动驾驶主控制***在失效之前基于预先规划的停车路径所计算的方向盘转角值;
第三确定模块,用于基于所述实际横向位移和所述理论横向位移,确定当前时刻所述车辆的横向位移累积误差;
修正模块,用于基于所述横向位移累积误差,对所述车辆在当前时刻的理论方向盘转角值进行修正;
控制模块,用于基于当前时刻修正后的理论方向盘转角值,对所述车辆进行横向控制。
在本申请的另一个实施例中,所述第一确定模块,用于基于所述初始纵向速度值、所述初始方向盘转角值及所述不同历史时刻的横向加速度值,确定当前时刻所述车辆的第一实际横向位移;基于所述不同历史时刻的纵向速度值和所述不同历史时刻的实际方向盘转角值,确定当前时刻所述车辆的第二实际横向位移;对所述第一实际横向位移和所述第二实际横向位移进行加权相加,得到所述实际横向位移。
在本申请的另一个实施例中,所述第一确定模块,用于基于所述初始纵向速度值和所述初始方向盘转角值,计算初始横向速度值;将所述不同历史时刻的横向加速度值和相应历史时刻相乘,得到不同历史时刻的横向速度增量;将不同历史时刻的横向速度增量和所述初始横向速度值相加,得到不同历史时刻的横向速度值;对预设时间段内不同历史时刻的横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加,得到所述第一实际横向位移,所述预设时间段为所述初始时刻到当前时刻的时间段。
在本申请的另一个实施例中,所述第一确定模块,用于基于不同历史时刻的纵向速度值和相应历史时刻的实际方向盘转角值,计算不同历史时刻的横向速度值;对预设时间段内不同历史时刻的横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加,得到所述第二实际横向位移,所述预设时间段为所述初始时刻到当前时刻的时间段。
在本申请的另一个实施例中,所述第二确定模块,用于基于所述初始纵向速度值和不同历史时刻的理论方向盘转角值,计算不同历史时刻的理论横向速度值;对预设时间段内不同历史时刻的理论横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加,得到所述理论横向位移,所述预设时间段为所述初始时刻到当前时刻的时间段。
在本申请的另一个实施例中,所述第三确定模块,用于计算所述理论横向位移与所述实际横向位移之差,得到所述横向位移累积误差。
在本申请的另一个实施例中,所述修正模块,用于计算所述横向位移累积误差与补偿系数的乘积,得到方向盘转角补偿值;将所述当前时刻的理论方向盘转角值与所述方向盘转角补偿值相加,得到所述当前时刻修正后的理论方向盘转角值。
第三方面,提供了一种电子设备,所述电子设备包括存储器及处理器,所述存储器中存储有至少一条计算机程序,所述至少一条计算机程序由所述处理器加载并执行,以实现如第一方面所述的车辆横向控制方法。
第四方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有至少一条计算机程序,所述至少一条计算机程序被处理器执行时能够实现如第一方面所述的车辆横向控制方法。
第五方面,提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时能够实现如第一方面所述的车辆横向控制方法。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
在自动驾驶主控制***失效、基于自动驾驶备份控制***对车辆进行横向控制场景中,基于自动驾驶备份控制***开始接管车辆时车辆的初始纵向速度值、初始方向盘转角值及不同历史时刻的横向加速度值,从横向加速度的角度,计算出当前时刻车辆的实际横向位移,并基于不同历史时刻的纵向速度值和不同历史时刻的实际方向盘转角值,从实际方向盘转角的角度,计算出当前时刻车辆的实际横向位移,然后结合两个角度计算的实际横向位移,确定出准确性较高的实际横向位移,进而通过计算实际横向位移和理论横向位移的差值,得出从初始时刻到当前时刻车辆的横向位移累积误差,该横向位移累积误差为***响应延迟等导致的误差,基于该横向位移累积误差,对车辆在当前时刻的理论方向盘转角值进行修正,能够消除***响应延迟等导致的误差。进一步地,基于当前时刻修正后的理论方向盘转角值进行横向控制,能够使得方向盘按照当前时刻理论方向盘转角进行转动,消除了车辆横向控制过程中的偏差,确保车辆按照既定的轨迹行驶,提高了行车安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例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申请的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是相关技术提供的一种车辆横向控制过程所涉及的各个部件及指令流走向的示意图;
图2是本申请实施例提供的自动驾驶主***实时规划的安全停车路径的示意图;
图3是本申请实施例提供的一种车辆横向控制过程所涉及的各个部件及指令流走向的示意图;
图4是本申请实施例提供的一种车辆横向控制方法的流程图;
图5是本申请实施例提供的一种车辆横向控制方法的流程图;
图6是本申请实施例提供的一种车辆横向控制装置的结构示意图;
图7示出了本申请一个示例性实施例提供的一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
可以理解,本申请实施例所使用的术语“每个”、“多个”及“任一”等,多个包括两个或两个以上,每个是指对应的多个中的每一个,任一是指对应的多个中的任意一个。举例来说,多个词语包括10个词语,而每个词语是指这10个词语中的每一个词语,任一词语是指10个词语中的任意一个词语。
本申请所涉及的信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)、数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)以及信号,均为经用户授权或者经过各方充分授权的,且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。
在执行本申请实施例之前,首先对本申请实施例涉及的名词进行解释。
ADC(Autonomous Driving Controller,自动驾驶***主控制器):作为自动驾驶车辆的中枢,承担了自动驾驶所需要的数据处理运算力,包括但不限于毫米波雷达、摄像头、激光雷达、GPS(Global Positioning System,全球定位***)、惯导等设备的数据处理,也承担了自动驾驶底层核心数据、联网数据的安全。
B-ADC(Backup Autonomous Driving Controller,自动驾驶***备份控制***):作为一种备份控制器,用于在ADC失效后、驾驶员无法立即接管自动驾驶车辆时,对自动驾驶车辆进行控制,以确保自动驾驶车辆处于安全可控状态,避免自动驾驶车辆发生危险。
IMU(Inertial Measurement Unit,惯性测量单元):用于测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度。
横向:为与自动驾驶车辆转向相关的方向,通常为自动驾驶车辆行驶过程中的左右方向。横向控制主要是对自动驾驶车辆的方向盘转角进行控制,
纵向:为与自动驾驶车辆前进相关的方向,通常为自动驾驶车辆行驶过程中的前后方向。纵向控制主要是在自动驾驶车辆行驶方向上控制油门和刹车,使得自动驾驶车辆按照预期的车速行驶,以保证与前后车的车距、紧急避障等。
当前在自动驾驶领域,无论是在自动驾驶主***正常运行过程中,还是自动驾驶备份***的运行过程中,为实现自动驾驶车辆横向的闭环控制,大多需要配备独立的感知传感器(如摄像头和毫米波雷达等)以及较高算力的控制器,以保证自动驾驶车辆不偏离预期的行驶路径。
图1示出了相关技术提供的车辆横向控制过程所涉及各个部件的结构图,参见图1,BADC包括定位模块、感知模块、规划模块及控制模块等,该定位模块用于获取自动驾驶车辆的位置信息,该感知模块用于采集道路的道路信息,该规划模块用于基于感知模块采集到的道路信息和定位模块获取到的位置信息实时规划出一条安全停车所需的行驶路径,并基于该行驶路径生成一系列随时间变化的指令流,该指令流中携带理论方向盘转角值,进而将所生成的指令流发送至ESP***,响应于该指令流,ESP将指令流中所携带的实际方向盘转角值发送至车辆,从而实现对自动驾驶车辆的横向控制。
然而,一方面该种横向控制方法需要额外配置一个感知模块和高算力的控制器,导致横向控制成本较高。另一方面,受限于ESP本身的缺陷,ESP存在响应延迟等问题,使得自动驾驶车辆无法按照既定的行驶路径行驶,横向控制过程存在偏差。
为了解决相关技术中存在的问题,本申请实施例提供的ADC会在正常执行自动驾驶任务时,根据当前环境信息和车辆自身的信息,实施规划一条安全停车路径,该安全停车路径为假定ADC此时失效,为确保车辆能够达到安全停车状态所需要的行驶路径。例如,图2所示的两条路径,一条为自动驾驶正常行驶规划路径,另一条为紧急安全停车规划路径。基于规划出的安全停车路径,ADC会计算出一系列随时间变化的指令流,对于横向控制来说,则是一组随时间变化的方向盘转角值,然后通过总线发送给B-ADC。
图3示出了本申请提供的车辆横向控制过程所涉及各个部件的结构图,参见图3,该BADC并未包括额外的感知模块和控制模块。当ADC失效时,BADC根据低成本IMU采集的横向加速度、方向盘转角以及车速,采用补偿算法对来自ADC的方向盘转角值实时进行修正,并将修正后的方向盘转角值发给EPS,由ESP执行横向控制操作。
本申请实施例无需额外配置感知传感器和高算力的控制器,基于***内原有的低成本的传感器,如方向盘转角、轮速传感器和低精度IMU传感器,即可实现横向控制,由于不需要额外的硬件成本,因而控制成本较低。在横向控制过程中,通过对发送至EPS的方向盘转角值进行修正,使得方向盘能够按照既定的理论方向盘转角值进行转动,消除了横向控制过程中存在的偏差。
本申请实施例提供了一种车辆横向控制方法,该方法应用于自动驾驶主控制***失效、基于自动驾驶备份控制***的横向控制场景中,以电子设备执行申请实施例为例,该电子设备可以为自动驾驶车辆等,在本申请实施例中自动驾驶车辆可简称为车辆。参见图4,本申请实施例提供的方法流程包括:
401、基于车辆的初始纵向速度值、初始方向盘转角值、不同历史时刻的横向加速度值、不同历史时刻的纵向速度值及不同历史时刻的实际方向盘转角值中至少一项,确定当前时刻车辆的实际横向位移。
其中,历史时刻为当前时刻之前的某一时刻。当前时刻是指本次横向控制指令的发送时刻。自动驾驶备份***在向ESP发送横向控制指令时,可以实时发送,也可以间隔一段时长发送一次,该一段时长可以是固定的,例如每隔20毫秒发送一次,也可以是不固定的,而是在车辆行驶过程中,根据车辆控制情况不断调整横向指令的发送间隔。
其中,初始纵向速度值为初始时刻车辆的纵向速度值。该初始方向盘转角值为初始时刻车辆的方向盘转角值。该初始时刻为自动驾驶主控制***失效、自动驾驶备份***开始接管车辆的时刻。横向加速度值为车辆在实际行驶过程中在横向(例如,左右方向)上的加速度值,该横向加速值可由车辆内低成本的传感器(例如,IMU)采集。纵向速度值为车辆在实际行驶过程中在纵向上的速度值,该纵向速度值可由车辆内低成本传感器(例如,速度传感器)采集。实际方向盘转角值为车辆在实际行驶过程中方向盘的转角值,该实际方向盘转角值可在ESP***执行完横向控制后发送至自动驾驶备份***。实际横向位移为车辆实际行驶过程中当前时刻在横向上的位移。该实际横向位移的大小能够体现出方向盘实际转动的角度值,因而可用于对当前时刻的理论方向盘转角值进行修正。
402、基于车辆在不同历史时刻的理论方向盘转角值和初始纵向速度值,确定当前时刻车辆的理论横向位移。
其中,理论方向盘转角值为自动驾驶主控制***在失效之前基于预先规划的停车路径所计算的方向盘转角值,该停车路径为假定自动驾驶主控制***此时失效、为确保车辆能够达到安全停车状态所需要的行驶路径。该理论横向位移为预先为车辆计算的、理论上当前时刻在横向上的位移。该理论横向位移的大小能够体现出方向盘理论上转动的角度值,因而可用于对当前时刻的理论方向盘转角值进行修正。
403、基于实际横向位移和理论横向位移,确定当前时刻车辆的横向位移累积误差。
其中,当前时刻车辆的横向位移累积误差为从初始时刻到当前时刻横向位移上累积的误差。
404、基于横向位移累积误差,对车辆在当前时刻的理论方向盘转角值进行修正。
通常横向位移累积误差由ESP***响应延迟等导致的,基于该横向位移累积误差,对车辆当前时刻的理论方向盘转角值进行修正,能够消除ESP***响应延迟等导致的误差,从而确保方向盘按照当前时刻理论方向盘转角进行转动。
405、基于当前时刻修正后的理论方向盘转角值,对车辆进行横向控制。
本申请实施例提供的方法,在自动驾驶主控制***失效、基于自动驾驶备份控制***对车辆进行横向控制场景中,基于自动驾驶备份控制***开始接管车辆时车辆的初始纵向速度值、初始方向盘转角值及不同历史时刻的横向加速度值,从横向加速度的角度,计算出当前时刻车辆的实际横向位移,并基于不同历史时刻的纵向速度值和不同历史时刻的实际方向盘转角值,从实际方向盘转角的角度,计算出当前时刻车辆的实际横向位移,然后结合两个角度计算的实际横向位移,确定出准确性较高的实际横向位移,进而通过计算实际横向位移和理论横向位移的差值,得出从初始时刻到当前时刻车辆的横向位移累积误差,该横向位移累积误差为***响应延迟等导致的误差,基于该横向位移累积误差,对车辆在当前时刻的理论方向盘转角值进行修正,能够消除***响应延迟等导致的误差。进一步地,基于当前时刻修正后的理论方向盘转角值进行横向控制,能够使得方向盘按照当前时刻理论方向盘转角进行转动,消除了车辆横向控制过程中的偏差,确保车辆按照既定的轨迹行驶,提高了行车安全性。
本申请实施例提供了一种车辆横向控制方法,该方法应用于自动驾驶主控制***失效、基于自动驾驶备份控制***的横向控制场景中,以电子设备执行申请实施例为例,该电子设备可以为自动驾驶车辆,在本申请实施例中自动驾驶车辆可简称为车辆。参见图5,本申请实施例提供的方法流程包括:
501、基于车辆的初始纵向速度值、初始方向盘转角值、不同历史时刻的横向加速度值,确定当前时刻车辆的第一实际横向位移。
电子设备在基于初始纵向速度值、初始方向盘转角值及不同历史时刻的横向加速度值,确定当前时刻车辆的第一实际横向位移时,可采用如下方法:
5011、基于初始纵向速度值和初始方向盘转角值,计算初始横向速度值。
车辆在沿着导航路径行驶过程中,随着方向盘的转动,横向也会具有一定的横向速度值,通常车辆的纵向速度值、方向盘转角值及横向速度值符合一定的三角函数关系。当自动驾驶备份***开始接管车辆,电子设备获取到车辆的初始纵向速度值和初始方向盘转角值,基于初始纵向速度值、初始方向盘转角值及初始横向速度值所满足的三角函数关系,可以计算出初始横向速度值。该初始横向速度值为自动驾驶备份***开始接管车辆时车辆在横向的速度值。
其中,初始纵向速度值、初始方向盘转角值及初始横向速度值所满足的三角函数
关系为:初始横向速度值等于初始纵向速度值乘以初始方向盘转角值的正切。设定初始纵
向速度值表示为,初始方向盘转角值表示为,则初始横向速度值采用公式表示为:。
5012、将不同历史时刻的横向加速度值和相应历史时刻相乘,得到不同历史时刻的横向速度增量。
电子设备获取不同时刻的横向加速度值,通过将不同时刻的横向速度值与相应历史时刻相乘,可得到不同时刻的横向速度值增量。
5013、基于不同历史时刻的横向速度增量和初始横向速度值,计算不同历史时刻的横向速度值。
对于任一历史时刻的横向速度增量,电子设备通过将该历史时刻及该开始时刻之前的其他历史时刻的横向速度值进行累加,得到从初始时刻到该历史时刻的横向速度累积增量,进而将初始横向速度值与该横向速度累积增量相加,得到该历史时刻的横向速度值。对于不同的历史时刻的横向速度值均采用该方法进行处理,最终可得到不同历史时刻的横向速度值。
5014、对预设时间段内不同历史时刻的横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加,得到第一实际横向位移。
其中,预设时间段为初始时刻到当前时刻的时间段。基于不同历史时刻的横向速度值和相应历史时刻的时长,电子设备通过对预设时间段内不同历史时刻的横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加,可得到第一实际横向位移。该过程具体实现时,可采用如下公式:
502、基于不同历史时刻的纵向速度值和不同历史时刻的实际方向盘转角值,确定当前时刻车辆的第二实际横向位移。
电子设备基于不同历史时刻的纵向速度值和不同历史时刻的实际方向盘转角值,确定当前时刻车辆的第二实际横向位移时,可采用如下方法:
5021、基于不同历史时刻的纵向速度值和相应历史时刻的实际方向盘转角值,计算不同历史时刻的横向速度值。
在车辆行驶过程中,不同历史时刻的纵向速度值、相应历史时刻的实际方向盘转
角值及相应历史时刻的横向速度值符合一定的三角函数关系。对于任一历史时刻,该历史
时刻的纵向速度值、方向盘转角值及横向速度值所满足的三角函数关系为:横向速度值等
于纵向速度值乘以方向盘转角值的正切。设定任一历史时刻的纵向速度值表示为,该历史
时刻的方向盘转角值表示为,则该历史时刻的横向速度值采用公式表示为:。
5022、对预设时间段内不同历史时刻的横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加,得到第二实际横向位移。
基于不同历史时刻的横向速度值和相应历史时刻的时长,电子设备对预设时间段内不同历史时刻的横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加,可得到第二实际横向位移。该过程具体实现时,可采用如下公式:
503、对第一实际横向位移和第二实际横向位移进行加权相加,得到实际横向位移。
本申请实施例中的第一实际横向位移为在横向加速值角度计算得到的实际横向位移,第二实际横向位移为在纵向速度值角度计算得到的实际横向位移,二者的计算角度及采用的计算方法不同。为了提高当前时刻实际横向位移的准确性,电子设备将对第一实际横向位移和第二实际横向位移进行加权相加,以得到实际横向位移。其中,第一实际横向位移对应的第一权重值以及第二实际横向位移对应的第二权重值可由车辆本身的性能决定,不同车辆的第一权重值和第二权重值是不同的。
504、基于车辆在不同历史时刻的理论方向盘转角值和初始纵向速度值,确定当前时刻车辆的理论横向位移。
电子设备基于车辆在不同历史时刻的理论方向盘转角值和初始纵向速度值,确定当前时刻车辆的理论横向位移时,可采用如下方法:
5041、基于初始纵向速度值和不同历史时刻的理论方向盘转角值,计算不同历史时刻的理论横向速度值。
5042、对预设时间段内不同历史时刻的理论横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加,得到理论横向位移。
电子设备在对预设时间段内不同历史时刻的理论横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加时,可采用如下公式实现:
需要说明的是,上述步骤501~503计算实际横向位移的过程与步骤504计算理论横向位移的过程可以先后执行,也可以同步执行,本申请实施例不对实际横向位移和理论横向位移的计算顺序进行限定。
505、基于实际横向位移和理论横向位移,确定当前时刻车辆的横向位移累积误差。
506、基于横向位移累积误差,对车辆在当前时刻的理论方向盘转角值进行修正。
电子设备基于横向位移累积误差,对车辆在当前时刻的理论方向盘转角值进行修正时,可采用如下方法:
5061、计算横向位移累积误差与补偿系数的乘积,得到方向盘转角补偿值。
其中,补偿系数为将横向累积误差转换为相应方向盘转角误差的系数,该补偿系数由车辆本身的性质决定,不同车辆的补偿系数是不同的。
5062、将当前时刻的理论方向盘转角值与方向盘转角补偿值相加,得到当前时刻修正后的理论方向盘转角值。
基于当前时刻的理论方向盘转角值与方向盘转角补偿值,电子设备通过将当前时刻的理论方向盘转角值与方向盘转角补偿值相加,实现了对当前时刻的理论方向盘转角值的修正,得到的当前时刻修正后的理论方向盘转角值能够消除ESP***响应延迟等产生的误差,提高了横向控制的准确性,避免在基于自动驾驶备份控制***的控制过程中,车辆偏离预先规划的停车路径。
上述步骤5061~步骤5062在具体实现时,可采用如下公式:
507、基于当前时刻修正后的理论方向盘转角值,对车辆进行横向控制。
基于当前时刻修正后的理论方向盘转角值,自动驾驶备份控制***将该修正后的理论方向盘转角值发送至ESP***,由ESP***基于该修正后的理论方向盘转角值对车辆进行横向控制。
本申请实施例提供的方法,在自动驾驶主控制***失效、基于自动驾驶备份控制***对车辆进行横向控制场景中,基于自动驾驶备份控制***开始接管车辆时车辆的初始纵向速度值、初始方向盘转角值及不同历史时刻的横向加速度值,从横向加速度的角度,计算出当前时刻车辆的实际横向位移,并基于不同历史时刻的纵向速度值和不同历史时刻的实际方向盘转角值,从实际方向盘转角的角度,计算出当前时刻车辆的实际横向位移,然后结合两个角度计算的实际横向位移,确定出准确性较高的实际横向位移,进而通过计算实际横向位移和理论横向位移的差值,得出从初始时刻到当前时刻车辆的横向位移累积误差,该横向位移累积误差为***响应延迟等导致的误差,基于该横向位移累积误差,对车辆在当前时刻的理论方向盘转角值进行修正,能够消除***响应延迟等导致的误差。进一步地,基于当前时刻修正后的理论方向盘转角值进行横向控制,能够使得方向盘按照当前时刻理论方向盘转角进行转动,消除了车辆横向控制过程中的偏差,确保车辆按照既定的轨迹行驶,提高了行车安全性。
参见图6,本申请实施例提供了一种车辆横向控制装置,该装置应用于自动驾驶主控制***失效、基于自动驾驶备份控制***的横向控制场景中,该装置可以通过软件、硬件或者两者结合实现,成为电子设备的全部或部分,该装置包括:
第一确定模块601,用于基于车辆的初始纵向速度值、初始方向盘转角值、不同历史时刻的横向加速度值、不同历史时刻的纵向速度值及不同历史时刻的实际方向盘转角值中至少一项,确定当前时刻车辆的实际横向位移,该初始纵向速度值和初始方向盘转角值分别为初始时刻车辆的纵向速度值和方向盘转角值,该初始时刻为自动驾驶备份***开始接管车辆的时刻;
第二确定模块602,用于基于车辆在不同历史时刻的理论方向盘转角值和初始纵向速度值,确定当前时刻车辆的理论横向位移,该理论方向盘转角值为自动驾驶主控制***在失效之前基于预先规划的停车路径所计算的方向盘转角值;
第三确定模块603,用于基于实际横向位移和理论横向位移,确定当前时刻车辆的横向位移累积误差;
修正模块604,用于基于横向位移累积误差,对车辆在当前时刻的理论方向盘转角值进行修正;
控制模块605,用于基于当前时刻修正后的理论方向盘转角值,对车辆进行横向控制。
在本申请的另一个实施例中,第一确定模块601,用于基于初始纵向速度值、初始方向盘转角值及不同历史时刻的横向加速度值,确定当前时刻车辆的第一实际横向位移;基于不同历史时刻的纵向速度值和不同历史时刻的实际方向盘转角值,确定当前时刻车辆的第二实际横向位移;对第一实际横向位移和第二实际横向位移进行加权相加,得到实际横向位移。
在本申请的另一个实施例中,第一确定模块601,用于基于初始纵向速度值和初始方向盘转角值,计算初始横向速度值;将不同历史时刻的横向加速度值和相应历史时刻相乘,得到不同历史时刻的横向速度增量;基于不同历史时刻的横向速度增量和初始横向速度值,计算不同历史时刻的横向速度值;对预设时间段内不同历史时刻的横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加,得到第一实际横向位移,预设时间段为初始时刻到当前时刻的时间段。
在本申请的另一个实施例中,第一确定模块601,用于基于不同历史时刻的纵向速度值和相应历史时刻的实际方向盘转角值,计算不同历史时刻的横向速度值;对预设时间段内不同历史时刻的横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加,得到第二实际横向位移,该预设时间段为初始时刻到当前时刻的时间段。
在本申请的另一个实施例中,第二确定模块602,用于基于初始纵向速度值和不同历史时刻的理论方向盘转角值,计算不同历史时刻的理论横向速度值;对预设时间段内不同历史时刻的理论横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加,得到理论横向位移,该预设时间段为所述初始时刻到当前时刻的时间段。
在本申请的另一个实施例中,第三确定模块603,用于计算理论横向位移与实际横向位移之差,得到横向位移累积误差。
在本申请的另一个实施例中,修正模块604,用于计算横向位移累积误差与补偿系数的乘积,得到方向盘转角补偿值;将当前时刻的理论方向盘转角值与方向盘转角补偿值相加,得到当前时刻修正后的理论方向盘转角值。
综上所述,本申请实施例提供的装置,在自动驾驶主控制***失效、基于自动驾驶备份控制***对车辆进行横向控制场景中,基于自动驾驶备份控制***开始接管车辆时车辆的初始纵向速度值、初始方向盘转角值及不同历史时刻的横向加速度值,从横向加速度的角度,计算出当前时刻车辆的实际横向位移,并基于不同历史时刻的纵向速度值和不同历史时刻的实际方向盘转角值,从实际方向盘转角的角度,计算出当前时刻车辆的实际横向位移,然后结合两个角度计算的实际横向位移,确定出准确性较高的实际横向位移,进而通过计算实际横向位移和理论横向位移的差值,得出从初始时刻到当前时刻车辆的横向位移累积误差,该横向位移累积误差为***响应延迟等导致的误差,基于该横向位移累积误差,对车辆在当前时刻的理论方向盘转角值进行修正,能够消除***响应延迟等导致的误差。进一步地,基于当前时刻修正后的理论方向盘转角值进行横向控制,能够使得方向盘按照当前时刻理论方向盘转角进行转动,消除了车辆横向控制过程中的偏差,确保车辆按照既定的轨迹行驶,提高了行车安全性。
图7示出了本申请一个示例性实施例提供的一种电子设备700的结构框图。该电子设备700可以为具有自动驾驶功能的车辆等。通常,电子设备700包括有:处理器701和存储器702。
处理器701可以采用DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)、FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)、PLA(Programmable LogicArray,可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器701也可以包括主处理器和协处理器,主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器,也称CPU(CentralProcessing Unit,中央处理器);协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中,处理器701可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit,图像处理器),GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中,处理器701还可以包括AI(Artificial Intelligence,人工智能)处理器,该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器702可以包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质可以是可以是非临时性计算机可读存储介质,例如,所述非临时性计算机可读存储介质可以是CD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory ,只读光盘)、ROM 、RAM(Random AccessMemory,随机存取存储器)、磁带、软盘和光数据存储设备等。该计算机可读存储介质中存储有至少一条计算机程序,该至少一条计算机程序被执行时能够实现上述车辆横向控制方法。
当然,上述电子设备必然还可以包括其他部件,例如输入/输出接口、通信组件等。输入/输出接口为处理器和***接口模块之间提供接口,上述***接口模块可以是输出设备、输入设备等。通信组件被配置为便于电子设备和其他设备之间有线或无线方式的通信等。
本领域技术人员可以理解,图7中示出的结构并不构成对电子设备700的限定,可以包括比图示更多或更少的组件,或者组合某些组件,或者采用不同的组件布置。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有至少一条计算机程序,该至少一条计算机程序被处理器执行时能够实现上述车辆横向控制方法。
本申请中的方法可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一条或多条计算机程序或指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序或指令时,全部或部分地执行本申请所述车辆横向控制方法的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、网络设备、用户设备、核心网设备、OAM或者其它可编程装置。所述计算机程序或指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机程序或指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是集成一个或多个可用介质的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,例如,软盘、硬盘、磁带;也可以是光介质,例如,数字视频光盘;还可以是半导体介质,例如,固态硬盘。该计算机可读存储介质可以是易失性或非易失性存储介质,或可包括易失性和非易失性两种类型的存储介质。
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***,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (11)
1.一种车辆横向控制方法,其特征在于,所述方法应用于自动驾驶主控制***失效、基于自动驾驶备份控制***的横向控制场景中,所述方法包括:
基于车辆的初始纵向速度值、初始方向盘转角值、不同历史时刻的横向加速度值、不同历史时刻的纵向速度值及不同历史时刻的实际方向盘转角值中至少一项,确定当前时刻所述车辆的实际横向位移,所述初始纵向速度值和所述初始方向盘转角值分别为初始时刻所述车辆的纵向速度值和方向盘转角值,所述初始时刻为所述自动驾驶备份***开始接管所述车辆的时刻;
基于所述车辆在不同历史时刻的理论方向盘转角值和所述初始纵向速度值,确定当前时刻所述车辆的理论横向位移,所述理论方向盘转角值为所述自动驾驶主控制***在失效之前基于预先规划的停车路径所计算的方向盘转角值;
基于所述实际横向位移和所述理论横向位移,确定当前时刻所述车辆的横向位移累积误差;
基于所述横向位移累积误差,对所述车辆在当前时刻的理论方向盘转角值进行修正;
基于当前时刻修正后的理论方向盘转角值,对所述车辆进行横向控制。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于车辆的初始纵向速度值、初始方向盘转角值、不同历史时刻的横向加速度值、不同历史时刻的纵向速度值及不同历史时刻的实际方向盘转角值中至少一项,确定当前时刻所述车辆的实际横向位移,包括:
基于所述初始纵向速度值、所述初始方向盘转角值及所述不同历史时刻的横向加速度值,确定当前时刻所述车辆的第一实际横向位移;
基于所述不同历史时刻的纵向速度值和所述不同历史时刻的实际方向盘转角值,确定当前时刻所述车辆的第二实际横向位移;
对所述第一实际横向位移和所述第二实际横向位移进行加权相加,得到所述实际横向位移。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述初始纵向速度值、所述初始方向盘转角值及所述不同历史时刻的横向加速度值,确定当前时刻所述车辆的第一实际横向位移,包括:
基于所述初始纵向速度值和所述初始方向盘转角值,计算初始横向速度值;
将所述不同历史时刻的横向加速度值和相应历史时刻相乘,得到不同历史时刻的横向速度增量;
基于不同历史时刻的横向速度增量和所述初始横向速度值,计算不同历史时刻的横向速度值;
对预设时间段内不同历史时刻的横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加,得到所述第一实际横向位移,所述预设时间段为所述初始时刻到当前时刻的时间段。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述不同历史时刻的纵向速度值和所述不同历史时刻的实际方向盘转角值,确定当前时刻所述车辆的第二实际横向位移,包括:
基于不同历史时刻的纵向速度值和相应历史时刻的实际方向盘转角值,计算不同历史时刻的横向速度值;
对预设时间段内不同历史时刻的横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加,得到所述第二实际横向位移,所述预设时间段为所述初始时刻到当前时刻的时间段。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述车辆在不同历史时刻的理论方向盘转角值和所述初始纵向速度值,确定当前时刻所述车辆的理论横向位移,包括:
基于所述初始纵向速度值和不同历史时刻的理论方向盘转角值,计算不同历史时刻的理论横向速度值;
对预设时间段内不同历史时刻的理论横向速度值和相应历史时刻的乘积进行累加,得到所述理论横向位移,所述预设时间段为所述初始时刻到当前时刻的时间段。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述实际横向位移和所述理论横向位移,确定当前时刻所述车辆的横向位移累积误差,包括:
计算所述理论横向位移与所述实际横向位移之差,得到所述横向位移累积误差。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述横向位移累积误差,对所述车辆在当前时刻的理论方向盘转角值进行修正,包括:
计算所述横向位移累积误差与补偿系数的乘积,得到方向盘转角补偿值;
将所述当前时刻的理论方向盘转角值与所述方向盘转角补偿值相加,得到所述当前时刻修正后的理论方向盘转角值。
8.一种车辆横向控制装置,其特征在于,所述装置应用于自动驾驶主控制***失效、基于自动驾驶备份控制***的横向控制场景中,所述装置包括:
第一确定模块,用于基于车辆的初始纵向速度值、初始方向盘转角值、不同历史时刻的横向加速度值、不同历史时刻的纵向速度值及不同历史时刻的实际方向盘转角值中至少一项,确定当前时刻所述车辆的实际横向位移,所述初始纵向速度值和所述初始方向盘转角值分别为初始时刻所述车辆的纵向速度值和方向盘转角值,所述初始时刻为所述自动驾驶备份***开始接管所述车辆的时刻;
第二确定模块,用于基于所述车辆在不同历史时刻的理论方向盘转角值和所述初始纵向速度值,确定当前时刻所述车辆的理论横向位移,所述理论方向盘转角值为所述自动驾驶主控制***在失效之前基于预先规划的停车路径所计算的方向盘转角值;
第三确定模块,用于基于所述实际横向位移和所述理论横向位移,确定当前时刻所述车辆的横向位移累积误差;
修正模块,用于基于所述横向位移累积误差,对所述车辆在当前时刻的理论方向盘转角值进行修正;
控制模块,用于基于当前时刻修正后的理论方向盘转角值,对所述车辆进行横向控制。
9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括存储器及处理器,所述存储器中存储有至少一条计算机程序,所述至少一条计算机程序由所述处理器加载并执行,以实现如权利要求1至7中任一项所述的车辆横向控制方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有至少一条计算机程序,所述至少一条计算机程序被处理器执行时能够实现如权利要求1至7中任一项所述的车辆横向控制方法。
11.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时能够实现如权利要求1至7中任一项所述的车辆横向控制方法。
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