CN115489543A - 车辆横向控制方法、装置、***、电子装置和存储介质 - Google Patents

车辆横向控制方法、装置、***、电子装置和存储介质 Download PDF

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CN115489543A CN202211037447.7A CN202211037447A CN115489543A CN 115489543 A CN115489543 A CN 115489543A CN 202211037447 A CN202211037447 A CN 202211037447A CN 115489543 A CN115489543 A CN 115489543A
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Abstract

本申请涉及一种车辆横向控制方法、装置、***、电子装置和存储介质，其中，该车辆横向控制方法包括：获取该车辆的车速信息、道路曲率信息，以及该车辆和预设轨迹参考点之间的第一横向位置偏差；基于该车速信息和该道路曲率信息之间的映射关系生成所述车辆的动态控制权重，并根据该第一横向位置偏差和该动态控制权重计算得到前轮转角结果；根据所述前轮转角结果生成该车辆的横向控制结果，并根据该横向控制结果对该车辆进行横向控制。通过本申请，解决了车辆横向控制的稳定性低的问题，实现了精确、稳定的车辆横向控制。

Description

车辆横向控制方法、装置、***、电子装置和存储介质
技术领域
本申请涉及自动驾驶技术领域，特别是涉及车辆横向控制方法、装置、***、电子装置和存储介质。
背景技术
自动驾驶车辆的轨迹跟踪控制是实现车辆自动驾驶的关键技术之一，轨迹跟踪中的横向控制功能主要是通过控制车辆前轮转角，缩小车辆与轨迹之间的横向偏差，实现车辆沿着规划的轨迹行驶；车辆与轨迹之间的跟踪精度是横向控制的主要考量指标。在相关技术中，通常通过纯跟踪算法、比例积分微分控制(proportional-integral-derivativecontrol，简称为PID控制)、模型预测控制等控制方法实现自动驾驶的横向运动控制。其中，模型预测控制的控制跟踪精度较好，但是其迭代求解序列二次规划的算法对硬件要求高且计算速度不易满足车辆实时控制要求，PID控制较简单，但是无法覆盖所有场景，控制渐进稳定性一般，从而导致车辆横向控制的稳定性较低。
目前针对相关技术中车辆横向控制的稳定性低的问题，尚未提出有效的解决方案。
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、***、电子装置和存储介质，以至少解决相关技术中车辆横向控制的稳定性低的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种车辆横向控制方法，所述方法包括：
获取所述车辆的车速信息、道路曲率信息，以及所述车辆和预设轨迹参考点之间的第一横向位置偏差；
基于所述车速信息和所述道路曲率信息之间的映射关系生成所述车辆的动态控制权重，并根据所述第一横向位置偏差和所述动态控制权重计算得到前轮转角结果；
根据所述前轮转角结果生成所述车辆的横向控制结果，并根据所述横向控制结果对所述车辆进行横向控制。
在其中一些实施例中，所述根据所述前轮转角结果生成所述车辆的横向控制结果包括：
获取预瞄距离，以及预设的路径规划轨迹，并根据所述车速信息和所述路径规划轨迹计算得到预瞄点；
根据所述预瞄距离计算得到所述车辆和所述预瞄点之间的第二横向位置偏差，并根据所述第二横向位置偏差得到转角补偿结果；
根据所述前轮转角结果和所述转角补偿结果生成所述横向控制结果。
在其中一些实施例中，所述根据所述预瞄距离计算得到所述车辆和所述预瞄点之间的第二横向位置偏差，根据所述第二横向位置偏差得到转角补偿结果包括：
获取车辆航向角偏差，根据所述预瞄距离和所述车辆航向角偏差计算得到航向角横向偏差；
计算得到所述预瞄点到所述车辆中心前延线间的第一垂直距离，以及所述车辆的后轴中心到所述路径规划轨迹间的第二垂直距离；根据所述第一垂直距离、所述第二垂直距离和所述航向角横向偏差计算得到所述第二横向位置偏差；
根据所述预瞄距离、所述车速信息和所述第二横向位置偏差计算得到期望横摆角速度，并基于所述期望横摆角速度计算得到所述转角补偿结果。
在其中一些实施例中，所述根据所述前轮转角结果和所述转角补偿结果生成所述横向控制结果包括：
根据所述前轮转角结果和所述转角补偿结果生成目标转角结果；
获取目标转角结果和方向盘之间的传动比，并根据所述传动比和所述目标转角结果生成所述横向控制结果。
在其中一些实施例中，所述根据所述第一横向位置偏差和所述动态控制权重计算得到前轮转角结果包括：
利用预设的线性二次型调节器(linear quadratic regulator，简称为LQR)控制器模型，根据所述第一横向位置偏差和所述动态控制权重进行迭代求解计算得到目标函数值，并根据所述目标函数值计算得到所述前轮转角结果。
在其中一些实施例中，所述利用预设的LQR控制器模型，根据所述第一横向位置偏差和所述动态控制权重进行迭代求解计算得到目标函数值：
至少根据所述第一横向位置偏差生成状态权重矩阵，并根据所述动态控制权重生成控制权重矩阵；
获取预设的LQR状态空间方程，以及用于指示所述状态权重矩阵和所述控制权重矩阵间的约束关系的目标函数，并利用所述LQR控制器模型，根据所述LQR状态空间方程对所述目标函数进行迭代求解得到所述目标函数值。
在其中一些实施例中，所述基于所述车速信息和所述道路曲率信息之间的映射关系生成所述车辆的动态控制权重包括：
获取历史车速信息和历史道路曲率信息，并根据所述历史车速信息和所述历史道路曲率信息计算得到对应的预设控制权重值；
根据所述历史车速信息、所述历史道路曲率信息和所述预设控制权重值获取预设映射关系表，根据所述车速信息和所述道路曲率信息之间的映射关系对所述预设映射关系表进行查询处理，并根据查询到的预设控制权重值生成所述动态控制权重。
在其中一些实施例中，获取所述车辆和所述预设轨迹参考点之间的第一横向位置偏差包括：
获取所述车辆的车辆状态信息，并根据所述车辆状态信息获取路径规划轨迹；其中，所述路径规划轨迹包括基于所述车辆状态信息生成的第一参考点，所述第一参考点位于全局坐标系下；
获取所述全局坐标系，与所述车辆的自车坐标系之间的坐标转换关系，根据所述坐标转换关系将所述第一参考点转换至所述自车坐标系下，得到坐标转换后的第二参考点；
计算得到所述第二参考点中距离所述车辆的质心位置最近的轨迹点，基于所述轨迹点确定所述预设轨迹参考点，并计算得到所述第一横向位置偏差。
第二方面，本申请实施例提供了一种车辆横向控制装置，所述装置包括：获取模块、权重模块和生成模块；
所述获取模块，用于获取所述车辆的车速信息、道路曲率信息，以及所述车辆和预设轨迹参考点之间的第一横向位置偏差；
所述权重模块，用于基于所述车速信息和所述道路曲率信息之间的映射关系生成所述车辆的动态控制权重，并根据所述第一横向位置偏差和所述动态控制权重计算得到前轮转角结果；
所述生成模块，用于根据所述前轮转角结果生成所述车辆的横向控制结果，并根据所述横向控制结果对所述车辆进行横向控制。
第三方面，本申请实施例提供了一种车辆横向控制***，所述***包括：控制装置和车辆本体；
所述控制装置，连接所述车辆本体，用于执行如上述第一方面所述的车辆横向控制方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种电子装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并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如上述第一方面所述的车辆横向控制方法。
第五方面，本申请实施例提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的车辆横向控制方法。
相比于相关技术，本申请实施例提供的车辆横向控制方法、装置、***、电子装置和存储介质，通过获取该车辆的车速信息、道路曲率信息，以及该车辆和预设轨迹参考点之间的第一横向位置偏差；基于该车速信息和该道路曲率信息之间的映射关系生成所述车辆的动态控制权重，并根据该第一横向位置偏差和该动态控制权重计算得到前轮转角结果；根据所述前轮转角结果生成该车辆的横向控制结果，并根据该横向控制结果对该车辆进行横向控制，解决了车辆横向控制的稳定性低的问题，实现了精确、稳定的车辆横向控制。
本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的一种车辆横向控制方法的应用环境图；
图2是根据本申请实施例的一种车辆横向控制方法的流程图；
图3是根据本申请实施例的另一种车辆横向控制方法的流程图；
图4是根据本申请优选实施例的一种车辆横向控制方法的流程图；
图5是根据本申请实施例的一种车辆横向控制装置的结构框图；
图6是根据本申请实施例的一种车辆横向控制***的结构框图；
图7是根据本申请实施例的一种计算机设备内部的结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
本申请所提供的车辆横向控制方法，可以应用于车辆自动驾驶、轮式机器人导航控制等应用场景中。图1是根据本申请实施例的一种车辆横向控制方法的应用环境图，如图1所示，车辆102通过网络与服务器104进行通信。数据存储***可以存储服务器104需要处理的数据。数据存储***可以集成在服务器104上，也可以放在云上或其他网络服务器上。服务器104获取车辆102的车速信息、道路曲率信息，以及车辆102和预设轨迹参考点之间的第一横向位置偏差；该服务器104基于该车速信息和该道路曲率信息之间的映射关系生成车辆102的动态控制权重，并根据第一横向位置偏差和动态控制权重计算得到前轮转角结果，最终根据该前轮转角结果生成针对该车辆102的横向控制结果，以根据该横向控制结果对车辆进行横向控制。其中，服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
本实施例提供了一种车辆横向控制方法，图2是根据本申请实施例的一种车辆横向控制方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤S210，获取该车辆的车速信息、道路曲率信息，以及该车辆和预设轨迹参考点之间的第一横向位置偏差。
其中，上述车速信息是指对应车辆的实时行驶速度；该车辆信息可以由该车辆的速度传感器等传感设备实时采集得到。该道路曲率信息是指对应车辆行驶至当前道路时该道路的曲率信息；该道路曲率信息可以利用计算机视觉等技术由该车辆的运动状态等信息计算得到。上述预设轨迹参考点是指在预先生成的路径规划轨迹上的与车辆相邻的轨迹点，则计算上述车辆与该预设轨迹参考点之间的坐标位置偏移关系，可以得到上述第一横向位置偏差。
步骤S220，基于该车速信息和该道路曲率信息之间的映射关系生成该车辆的动态控制权重，并根据该第一横向位置偏差和该动态控制权重计算得到前轮转角结果。
其中，可以基于上述映射关系检测得到上述车辆的动态控制权重。进一步地，上述基于该车速信息和该道路曲率信息之间的映射关系生成该车辆的动态控制权重还包括如下步骤：获取预设映射关系表；该预设映射关系表可以预先根据通过仿真实验数据，或者由车辆在园区等区域自动驾驶的测试数据得到历史车速信息和历史道路曲率信息计算生成；通过该车速信息和该道路曲率信息之间的映射关系对该预设映射关系表进行查询处理以得到上述动态控制权重。
或者，上述基于该车速信息和该道路曲率信息之间的映射关系生成该车辆的动态控制权重也可以基于神经网络实现。例如，可以根据通过仿真实验数据，或者由车辆在园区等区域自动驾驶的测试数据预先获取待训练车速信息和待训练道路曲率信息，将待训练车速信息和待训练道路曲率信息作为样本数据，并将该样本数据输入至预设的神经网络模型进行训练并输出控制权重值，待样本数据迭代后得到训练完备的神经网络模型；则将上述当前的车速信息和道路曲率信息输入至该神经网络模型，进而可以输出与该车速信息和该道路曲率信息之间的映射关系对应的动态控制权重。
则在通过上述步骤计算得到上述车辆的动态控制权重之后，可以根据该动作控制权重和上述第一横向位置偏差求解得到反馈矩阵K，并利用LQR控制器模型，根据反馈矩阵K计算得到上述前轮转角结果。可以理解的是，通过在LQR控制过程中针对控制权重参数进行实时动态调整，能够有效提高不同自车状态、不同行驶场景下的控制稳定性。
步骤S230，根据该前轮转角结果生成该车辆的横向控制结果。
其中，在通过上述步骤S210至步骤S220计算得到上述前轮转角结果之后，可以预先存储或计算生成的前轮转角与方向盘之间的转动比，将该前轮转角结果转换成方向盘所需转动的角度，并将该方向盘所需转动的角度作为针对上述车辆的横向控制结果。可以理解的是，可以将该横向控制结果，即该方向盘所需转动的角度发送至上述车辆中的转向执行控制机构，并由该转向执行控制机构根据该方向盘所需转动的角度对方向盘进行转向控制操作，从而基于该横向控制结果实现了对上述车辆的横向控制。
通过上述步骤S210至步骤S230，通过车速信息和道路曲率信息之间的映射关系生成动态控制权重，并根据动态控制权重以及获取到的第一横向位置偏差计算得到前轮转角结果，从而实现了控制权重参数的实时动态调整，有效提高了自动驾驶控制精度与自适应性，解决了车辆横向控制的稳定性低的问题，实现了精确、稳定的车辆横向控制方法。
在其中一些实施例中，提供了一种车辆横向控制方法，图3是根据本申请实施例的另一种车辆横向控制方法的流程图，如图3所示，该流程包括图2中的步骤S210和步骤S220，此外还包括如下步骤：
步骤S310，获取预瞄距离，以及预设的路径规划轨迹，并根据该车速信息和该路径规划轨迹计算得到预瞄点。
其中，上述预瞄距离可以根据预设的路径规划轨迹，以及车速信息计算得到，在此不再赘述。在通过上述步骤确定预瞄距离之后，可以根据车辆当前的车速信息计算得到选取目标点的时间间隔，即根据路径规划轨迹上各轨迹点的时间戳，以及当前车辆在自动驾驶过程中采集到的各点车辆位置的时间戳，确定时间最近的两个轨迹点，进而利用线性差值等方法确定得到上述在路径规划轨迹上的预瞄点。
步骤S320，根据该预瞄距离计算得到该车辆和该预瞄点之间的第二横向位置偏差，并根据该第二横向位置偏差得到转角补偿结果。
具体地，根据上述预瞄距离计算得到上述车辆与预瞄点之间的坐标位置偏移关系，可以得到上述第二横向位置偏差。则基于该第二横向位置偏差对车辆预瞄运动学模型进行推导可以求出期望横摆角速度，并最终根据该期望橫摆角速度推导出车辆前轮与横摆角速度之间的转换关系，基于该转换关系和期望橫摆角速度计算得到期望的前轮转角补偿值，即得到上述转角补偿结果。
步骤S330，根据该前轮转角结果和该转角补偿结果生成该横向控制结果。
可以理解的是，根据上述转角补偿结果对上述前轮转角结果进行补偿校正，可以生成更加精确的目标转角值，从而可以根据该目标转角值获取得到最终的转向控制量，即上述横向控制结果，并指示车辆的转向执行控制机构基于该转向控制量实现对车辆方向盘的自主转向控制。
通过上述步骤S310至步骤S330，通过设定预瞄距离计算得到车辆和预瞄点件的第二横向位置偏差，并基于该第二横向位置偏差求解前轮转角补偿结果，从而将基于预瞄点的横向转角补偿方法与自适应LQR横向控制方法有效结合起来实现对车辆的自主横向控制，提高了在例如弯道或换道居中等特定行驶场景下达到车辆提前控制的效果，避免了在不同道路场景下车辆横向控制出现超调或摆动等问题，使得车辆轨迹跟踪更加精确，且车辆控制的稳定性及渐进性更好，有效提高了车辆横向控制的稳定性和精确性。
在其中一些实施例中，上述根据该预瞄距离计算得到该车辆和该预瞄点之间的第二横向位置偏差，根据该第二横向位置偏差得到转角补偿结果还包括如下步骤：
步骤S321，获取车辆航向角偏差，根据该预瞄距离和该车辆航向角偏差计算得到航向角横向偏差。
其中，上述车辆航向角偏差可以通过上述车辆上的传感器采集得到。具体地，上述航向角横向偏差可以由上述预瞄距离，以及该车辆航向角偏差的三角函数计算结果计算得到；该航向角横向偏差的计算公式如公式1所示：
ΔLhe＝Lef×Sin(Δθ) 公式1
其中，上述ΔLhe用于表示由于车辆航向角行驶造成的航向角横向偏差；Lef用于表示上述预瞄距离；Δθ用于表示车辆航向角偏差。
步骤S322，计算得到该预瞄点到该车辆中心前延线间的第一垂直距离，以及该车辆的后轴中心到该路径规划轨迹间的第二垂直距离；根据该第一垂直距离、该第二垂直距离和该航向角横向偏差计算得到该第二横向位置偏差。
其中，上述预瞄点到车辆中心前方延长线的垂直距离，即上述第一垂直距离可以用Y1表示；上述车辆后轴中心点到上述路径规划轨迹之间的垂直距离，即上述第二垂直距离可以用Y2表示。则上述第二横向位置偏差的计算公式如公式2所示：
ΔYLef＝Y1－Y2－Lef×Sin(Δθ) 公式2
上述公式2中，ΔYLef用于表示上述第二横向位置偏差。
步骤S323，根据该预瞄距离、该车速信息和该第二横向位置偏差计算得到期望横摆角速度，并基于该期望横摆角速度计算得到该转角补偿结果。
具体地，利用车辆预瞄运动学模型，根据上述第二横向位置偏差可以计算得到期望橫摆角速度、转角补偿结果。其中，该车辆预瞄运动学模型如下述公
式3、公式4所示：
Figure BDA0003818479470000101
Figure BDA0003818479470000102
上述公式中，ωdes用于表示上述期望橫摆角速度，V用于表示车辆当前的速度信息。δCurv用于表示上述转角补偿结果；由公式4可知，δCurv的值可以为正数或负数。m用于表示车辆质量；Cr用于表示车辆的后轮侧偏刚度，Cf用于表示车辆的前轮侧偏刚度，lr用于表示车辆后轴中心到车辆质心的距离，lf用于表示车辆前轴中心到车辆质心的距离；其中，m、Cr、Cf、lr以及lf各常数均可以通过车辆出厂配置信息等预先获取得到并进行存储。
通过上述步骤S321至步骤S323，通过预瞄距离和预瞄点计算得到上述第二横向位置偏差，并利用车辆预瞄运动学模型，基于该第二横向位置偏差计算得到得到转角补偿结果，实现了在车辆行驶过程中预瞄车辆前方一段距离，以求解得到精确的车辆预瞄误差，基于该误差计算得到针对上述前轮转角结果的转角补偿结果，进一步提高了车辆横向控制的准确性和稳定性。
在其中一些实施例中，上述根据该前轮转角结果和该转角补偿结果生成该横向控制结果还包括如下步骤：
步骤S331，根据该前轮转角结果和该转角补偿结果生成目标转角结果。
具体地，可以根据上述计算得到的转角补偿结果对前轮转角结果进行相加或相乘等计算处理，并生成补偿后的目标转角结果。以上述公式4为例，可以将通过公式4计算得到转角补偿结果直接与上述前轮转角结果相加，即可生成上述目标转角结果。
步骤S332，获取目标转角结果和方向盘之间的传动比，并根据该传动比和该目标转角结果生成该横向控制结果。
其中，可以预先计算得到车辆的前轮转角与方向盘转角之间的传动比，并根据该传动比将目标转角结果转换为方向盘转动角度；将该方向盘转动角度作为上述横向控制结果，以将该方向盘转动角度发送至车辆的转向执行控制机构，最终由该转向执行控制机构基于该方向盘转动角度实现对方向盘的转动控制，进而实现对车辆的横向控制。
通过上述步骤S331至步骤S332，通过转角补偿结果对前轮转角结果进行预瞄补偿得到目标转角结果，并基于传动比将目标转角结果转换为方向盘转角结果，从而能够基于方向盘转角结果指示转向执行控制机构控制车辆转向，使得针对车辆横向控制的效率、准确性更高，有利于提高车辆横向控制的效率和准确性。
在其中一些实施例中，上述基于该车速信息和该道路曲率信息之间的映射关系生成该车辆的动态控制权重还包括如下步骤：
步骤S221，获取历史车速信息和历史道路曲率信息，并根据该历史车速信息和该历史道路曲率信息计算得到对应的预设控制权重值。
具体地，上述历史车速信息、历史道路曲率信息的获取方式可以为：获取仿真实验结果，或者是通过车辆在园区或其他工况场景内自动驾驶的测试数据，利用插值法等算法对一系列仿真实验结果或测试数据进行取值以预先获取得到；进而可以计算得到离散的历史车速信息、历史道路曲率信息各自对应的预设控制权重值。其中，通过上述方式计算得到的历史车速信息、历史道路曲率信息、预设控制权重值可以为均值或中位数值等形式的统计数据。
步骤S222，根据该历史车速信息、该历史道路曲率信息和该预设控制权重值获取预设映射关系表，根据该车速信息和该道路曲率信息之间的映射关系对该预设映射关系表进行查询处理，并根据查询到的预设控制权重值生成该动态控制权重。
其中，上述预设映射关系表用于指示车速信息、道路曲率信息和控制权值之间的对应关系；该预设映射关系表可以通过图表的形式进行表示，表1是一种预设映射关系表二维表，如表1所示：
表1预设映射关系二维表
Figure BDA0003818479470000121
上述表1中，第一行数据用于表示上述历史车速信息，单位可以为km/h；上述第一列数据用于表示上述历史道路曲率信息，单位可以为m-1；各行、列相重叠的表格所填数据即为各历史车速信息、各历史道路曲率信息对应的预设控制权重值。可以理解的是，上述预设关系二维表中的各数据可以为实车标定值；或者，也可以通过先确定部分标定值，再利用中位数法等算法确定表格中剩余部分数据。基于上述表1可以得知，道路曲率越大对应的控制权重值越大，车速越大对应的控制权重值越小，从而保证外部输入的车速和曲率呈线性变化的时候，上述二维表中的控制权重值也呈相应趋势线性变化。则在通过上述步骤获取得到车辆当前的车速信息、道路曲率信息之后，可以基于该车速信息、该道路曲率信息对上述预设映射关系表进行查询，并最终查询得到上述预设映射关系表中与该车速信息、该道路曲率信息之间的映射关系对应的某一预设控制权重值，该查询到的预设控制权重值即为上述动态控制权重。
通过上述步骤S221至步骤S222，通过基于车速信息和道路曲率信息的映射关系对预设映射关系表进行查询处理，从而能够快速、准确地查询得到当前的动态控制权重，实现了计算量小的控制权重参数调整方法，进一步提高了车辆横向控制方法的效率和准确性。
在其中一些实施例中，上述根据该第一横向位置偏差和该动态控制权重计算得到前轮转角结果还包括如下步骤：利用预设的LQR控制器模型，根据该第一横向位置偏差和该动态控制权重进行迭代求解计算得到目标函数值，并根据该目标函数值计算得到该前轮转角结果。
进一步地，上述利用预设的LQR控制器模型，根据该第一横向位置偏差和该动态控制权重进行迭代求解计算得到目标函数值还包括如下步骤：
步骤S223，至少根据该第一横向位置偏差生成状态权重矩阵，并根据该动态控制权重生成控制权重矩阵。
其中，上述状态权重矩阵可以表示为Q＝diag[Q1，Q2，Q3，Q4]；diag[]用于表示对角矩阵。该矩阵对角线上的各矩阵元素Q1、Q2、Q3、Q4分别用于表示第一横向位置偏差、横向位置偏差变化率、航向误差、航向误差变化率；该横向位置偏差变化率可以基于一定时间段内获取得到的一系列第一横向位置偏差计算得到；航向误差、航向误差变化率可以基于上述预设轨迹参考点，以及通过车辆传感设备实时采集的自车运动状态信息计算的到。上述控制权重矩阵可以表示为R＝[r]；r用于表示上述动态控制权重。
步骤S224，获取预设的LQR状态空间方程，以及用于指示该状态权重矩阵和该控制权重矩阵间的约束关系的目标函数，并利用该LQR控制器模型，根据该LQR状态空间方程对该目标函数进行迭代求解得到该目标函数值。
具体地，上述LQR状态空间方程可以预先构建得到；该LQR状态空间方程为离散方程，如公式5所示：
χ(k+1)＝A×χ(k)+Bd×u+Cd 公式5
上述公式5中，χ用于表示状态矩阵，u用于表示控制矩阵，A、Bd、Cd为上述状态空间方程的系数，k为大于0的常数。通过上述LQR控制器模块，针对上述目标函数进行迭代求解可以得到目标函数值J；其中，该目标函数如公式6所示：
J＝∑(χTQχ+uTRu) 公式6
上述公式6中，χT用于表示状态矩阵χ的转置矩阵，uT用于表示控制矩阵u的转置矩阵，则将上述公式5代入至上述公式6，并利用LQR控制器模型对公式6进行迭代计算，最终可以计算得到目标函数值J中取值最小的函数值K，从而解算得到最优解K。根据解算出的K值进行换算可以得到上述前轮转角结果，该前轮转角结果可以表示为δLQR。
通过上述实施例，通过动态控制权重生成上述目标函数，并利用LQR控制器模型对目标函数进行迭代求解得到目标函数值，最终根据目标函数值计算得到前轮转角结果，从而实现自适应LQR横向控制方法。
在其中一些实施例中，获取上述车辆和上述预设轨迹参考点之间的第一横向位置偏差还包括如下步骤：
步骤S211，获取该车辆的车辆状态信息，并根据该车辆状态信息获取路径规划轨迹；其中，该路径规划轨迹包括基于该车辆状态信息生成的第一参考点，该第一参考点位于全局坐标系下。
其中，上述车辆状态信息可以包括自车运动状态信息和自车位置状态信息；该车辆状态信息可以通过车辆传感设备实时采集得到。则通过该车辆状态信息可以计算得到针对当前地图的路径规划轨迹。可以理解的是，该路径规划轨迹中的各参考点位于全局坐标系下，并作为上述第一参考点。
步骤S212，获取该全局坐标系，与该车辆的自车坐标系之间的坐标转换关系，根据该坐标转换关系将该第一参考点转换至该自车坐标系下，得到坐标转换后的第二参考点。
其中，上述全局坐标系和上述自车坐标系之间的转换关系可以通过对上述车辆的相机设备进行相机标定得到；例如，该相机设备可以通过在现场部署安装的标定板等标定物进行相机标定，进而得到自车坐标系和全局坐标系之间的坐标转换关系。则可以根据该坐标转换关系对上述第一参考点进行坐标转换，得到自车坐标系下的第二参考点，以实现路径规格轨迹上各参考点与车辆间的坐标统一。此外，统一的坐标系是以自车位置为原点的自车坐标系，能够便于后续在自车坐标系下进行计算并实现车辆的横向控制，有利于提高车辆横向控制的精确度。
步骤S213，计算得到该第二参考点中距离该车辆的质心位置最近的轨迹点，基于该轨迹点确定该预设轨迹参考点，并计算得到该第一横向位置偏差。
其中，上述车辆的质心位置可以通过上述自车位置状态信息确定。具体地，可以计算得到上述第二参考点中距离该车辆的质心位置最近的两个相邻的轨迹点，并利用线性插值方法确定上述预设轨迹参考点，进而计算得到车辆与该预设轨迹参考点之间的第一横向位置偏差。
通过上述步骤S211至步骤S213，通过将路径规划轨迹上的多个第一参考点进行坐标转换并得到自车坐标系下的第二参考点，使得该路径规划轨迹上的各参考点可以与上述车辆的位置信息统一到相同坐标系下，有利于提高第一横向位置偏差的计算效率，从而进一步提高了车辆横向控制的效率。
下面结合实际应用场景对本申请的实施例进行详细说明，图4是根据本申请优选实施例的一种车辆横向控制方法的流程图，如图4所示，该流程包括如下步骤：
步骤S401，获取当前的自车位置状态信息和自车运动状态信息；获取预设的路径规划轨迹。其中，该自车位置状态信息包括自车位置或车辆质心位置信息、航向角等信息，该自车运动状态信息包括自车车速、橫摆角速度、转向执行控制机构等信息。
步骤S402，根据当前的自车位置状态信息、自车运动状态信息选取当前的预设轨迹参考点；根据路径规划轨迹选取当前的预瞄点。
步骤S403，计算横向误差，包括第一横向位置偏差和第二横向位置偏差；具体地，基于上述预设轨迹参考点计算得到车辆质心偏差，即第一横向位置偏差；基于上述预瞄点计算得到航向或道路曲率引起的位置偏差，即第二横向位置偏差。
步骤S404，根据上述自车位置状态信息和上述自车运动状态信息获取道路曲率、车速信息，并根据该道路曲率和车辆信息调整权重系数，以生成车辆当前的动态控制权重。
步骤S405，根据上述第一横向位置偏差、动态控制权重，利用LQR控制器模型进行计算生成前轮转角结果；根据路径规划轨迹确定预瞄距离和车速信息，并根据预瞄距离、车速信息和第二横向位置偏差，利用车辆预瞄运动学模型计算生成转角补偿结果。
步骤S406，根据前轮转角结果和转角补偿结果计算得到方向盘转角量。
步骤S407，基于上述步骤计算得到的方向盘转角量实现对车辆自动驾驶的横向控制；基于自动驾驶车辆的实时反馈结果，继续获取下一时刻的自车位置信息、自车运动信息，以及路径规划轨迹，并实现对车辆自动驾驶的横向控制，直至车辆停止或已抵达目的地。
通过上述步骤S401至步骤S407，根据预瞄运动学模型计算出由于车辆侧偏角和航向角造成的横向偏差及车辆前方道路曲率造成的横向位置偏差，保证车辆提前控制，确保车辆入弯或车辆摆动情况下控制快速收敛，保证控制稳定及跟踪轨迹的精确性；同时还提出了根据自车车速及道路曲率作为LQR权重参数调整依据以进行控制权重动态调整的方法，确保LQR参数调整策略稳定性，只根据自车运动状态及外部路况即可减少不良控制循环，避免了在弯道或换道道路曲率比较大等特殊的道路工况中可能出现的控制过度超调等情况所导致车辆摆动，实现了在各个场景下的控制稳定性。
需要说明的是，在上述流程中或者附图的流程图中示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本实施例还提供了一种车辆横向控制装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”、“单元”、“子单元”等可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图5是根据本申请实施例的一种车辆横向控制装置的结构框图，如图5所示，该装置包括：获取模块52、权重模块54和生成模块56；该获取模块52，用于获取该车辆的车速信息、道路曲率信息，以及该车辆和预设轨迹参考点之间的第一横向位置偏差；该权重模块54，用于基于该车速信息和该道路曲率信息之间的映射关系生成该车辆的动态控制权重，并根据该第一横向位置偏差和该动态控制权重计算得到前轮转角结果；该生成模块56，用于根据该前轮转角结果生成该车辆的横向控制结果，并根据该横向控制结果对该车辆进行横向控制。
通过上述实施例，权重模块54通过车速信息和道路曲率信息之间的映射关系生成动态控制权重，并根据动态控制权重以及获取到的第一横向位置偏差计算得到前轮转角结果，从而实现了控制权重参数的实时动态调整，有效提高了自动驾驶控制精度与自适应性，解决了车辆横向控制的稳定性低的问题，实现了精确、稳定的车辆横向控制装置。
在其中一些实施例中，上述生成模块56还用于获取预瞄距离，以及预设的路径规划轨迹，并根据该车速信息和该路径规划轨迹计算得到预瞄点；该生成模块56根据该预瞄距离计算得到该车辆和该预瞄点之间的第二横向位置偏差，并根据该第二横向位置偏差得到转角补偿结果；该生成模块56根据该前轮转角结果和该转角补偿结果生成该横向控制结果。
在其中一些实施例中，上述生成模块56还用于获取车辆航向角偏差，根据该预瞄距离和该车辆航向角偏差计算得到航向角横向偏差；该生成模块56计算得到该预瞄点到该车辆中心前延线间的第一垂直距离，以及该车辆的后轴中心到该路径规划轨迹间的第二垂直距离；该生成模块56根据该第一垂直距离、该第二垂直距离和该航向角横向偏差计算得到该第二横向位置偏差；该生成模块56根据该预瞄距离、该车速信息和该第二横向位置偏差计算得到期望横摆角速度，并基于该期望横摆角速度计算得到该转角补偿结果。
在其中一些实施例中，上述生成模块56还用于根据该前轮转角结果和该转角补偿结果生成目标转角结果；该生成模块56获取目标转角结果和方向盘之间的传动比，并根据该传动比和该目标转角结果生成该横向控制结果。
在其中一些实施例中，上述权重模块54还用于利用预设的LQR控制器模型，根据该第一横向位置偏差和该动态控制权重进行迭代求解计算得到目标函数值，并根据该目标函数值计算得到该前轮转角结果。
在其中一些实施例中，上述权重模块54还用于至少根据该第一横向位置偏差生成状态权重矩阵，并根据该动态控制权重生成控制权重矩阵；该权重模块54获取预设的LQR状态空间方程，根据该LQR状态空间方程生成用于指示该状态权重矩阵和该控制权重矩阵间的约束关系的目标函数，并利用该LQR控制器模型对该目标函数进行迭代求解得到该目标函数值。
在其中一些实施例中，上述权重模块54还用于获取历史车速信息和历史道路曲率信息，并根据该历史车速信息和该历史道路曲率信息计算得到对应的预设控制权重值；该权重模块54根据该历史车速信息、该历史道路曲率信息和该预设控制权重值获取预设映射关系表，根据该车速信息和该道路曲率信息之间的映射关系对该预设映射关系表进行查询处理，并根据查询到的预设控制权重值生成该动态控制权重。
在其中一些实施例中，上述获取模块52还用于获取该车辆的车辆状态信息，并根据该车辆状态信息获取路径规划轨迹；其中，该路径规划轨迹包括基于该车辆状态信息生成的第一参考点，该第一参考点位于全局坐标系下；该获取模块52获取该全局坐标系，与该车辆的自车坐标系之间的坐标转换关系，根据该坐标转换关系将该第一参考点转换至该自车坐标系下，得到坐标转换后的第二参考点；该获取模块52计算得到该第二参考点中距离该车辆的质心位置最近的轨迹点，基于该轨迹点确定该预设轨迹参考点，并计算得到该第一横向位置偏差。
需要说明的是，上述各个模块可以是功能模块也可以是程序模块，既可以通过软件来实现，也可以通过硬件来实现。对于通过硬件来实现的模块而言，上述各个模块可以位于同一处理器中；或者上述各个模块还可以按照任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
本实施例还提供了一种车辆横向控制***，图6是根据本申请实施例的一种车辆横向控制***的结构框图，如图6所示，该***包括：控制装置62和车辆本体64；该控制装置62，连接该车辆本体64，用于执行上述实施例中的任意一种车辆横向控制方法，以控制该车辆本体62自动转向。其中，上述控制装置62可以是集成在车辆本体64上的芯片、微处理器或其他用于控制该车辆本体64的装置，或者，该控制装置62也可以是与车辆本体64之间通过远程或局域网等方式进行通信联机的服务器等装置，在此不再赘述。
通过上述实施例，上述控制装置通过车速信息和道路曲率信息之间的映射关系生成动态控制权重，并根据动态控制权重以及获取到的第一横向位置偏差计算得到前轮转角结果，从而实现了控制权重参数的实时动态调整，有效提高了自动驾驶控制精度与自适应性，解决了车辆横向控制的稳定性低的问题，实现了精确、稳定的车辆横向控制***。
在其中一些实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，图7是根据本申请实施例的一种计算机设备内部的结构图，如图7所示。该计算机设备包括通过***总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储横向控制结果。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现上述车辆横向控制方法。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。
可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：
S1，获取该车辆的车速信息、道路曲率信息，以及该车辆和预设轨迹参考点之间的第一横向位置偏差。
S2，基于该车速信息和该道路曲率信息之间的映射关系生成该车辆的动态控制权重，并根据该第一横向位置偏差和该动态控制权重计算得到前轮转角结果。
S3，根据该前轮转角结果生成该车辆的横向控制结果，并根据该横向控制结果对该车辆进行横向控制。
需要说明的是，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
另外，结合上述实施例中的车辆横向控制方法，本申请实施例可提供一种存储介质来实现。该存储介质上存储有计算机程序；该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种车辆横向控制方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种车辆横向控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取所述车辆的车速信息、道路曲率信息，以及所述车辆和预设轨迹参考点之间的第一横向位置偏差；
基于所述车速信息和所述道路曲率信息之间的映射关系生成所述车辆的动态控制权重，并根据所述第一横向位置偏差和所述动态控制权重计算得到前轮转角结果；
根据所述前轮转角结果生成所述车辆的横向控制结果，并根据所述横向控制结果对所述车辆进行横向控制。
2.根据权利要求1所述的车辆横向控制方法，其特征在于，所述根据所述前轮转角结果生成所述车辆的横向控制结果包括：
获取预瞄距离，以及预设的路径规划轨迹，并根据所述车速信息和所述路径规划轨迹计算得到预瞄点；
根据所述预瞄距离计算得到所述车辆和所述预瞄点之间的第二横向位置偏差，并根据所述第二横向位置偏差得到转角补偿结果；
根据所述前轮转角结果和所述转角补偿结果生成所述横向控制结果。
3.根据权利要求2所述的车辆横向控制方法，其特征在于，所述根据所述预瞄距离计算得到所述车辆和所述预瞄点之间的第二横向位置偏差，根据所述第二横向位置偏差得到转角补偿结果包括：
获取车辆航向角偏差，根据所述预瞄距离和所述车辆航向角偏差计算得到航向角横向偏差；
计算得到所述预瞄点到所述车辆中心前延线间的第一垂直距离，以及所述车辆的后轴中心到所述路径规划轨迹间的第二垂直距离；根据所述第一垂直距离、所述第二垂直距离和所述航向角横向偏差计算得到所述第二横向位置偏差；
根据所述预瞄距离、所述车速信息和所述第二横向位置偏差计算得到期望横摆角速度，并基于所述期望横摆角速度计算得到所述转角补偿结果。
4.根据权利要求2所述的车辆横向控制方法，其特征在于，所述根据所述前轮转角结果和所述转角补偿结果生成所述横向控制结果包括：
根据所述前轮转角结果和所述转角补偿结果生成目标转角结果；
获取目标转角结果和方向盘之间的传动比，并根据所述传动比和所述目标转角结果生成所述横向控制结果。
5.根据权利要求1所述的车辆横向控制方法，其特征在于，所述根据所述第一横向位置偏差和所述动态控制权重计算得到前轮转角结果包括：
利用预设的LQR控制器模型，根据所述第一横向位置偏差和所述动态控制权重进行迭代求解计算得到目标函数值，并根据所述目标函数值计算得到所述前轮转角结果。
6.根据权利要求5所述的车辆横向控制方法，其特征在于，所述利用预设的LQR控制器模型，根据所述第一横向位置偏差和所述动态控制权重进行迭代求解计算得到目标函数值：
至少根据所述第一横向位置偏差生成状态权重矩阵，并根据所述动态控制权重生成控制权重矩阵；
获取预设的LQR状态空间方程，以及用于指示所述状态权重矩阵和所述控制权重矩阵间的约束关系的目标函数，并利用所述LQR控制器模型，根据所述LQR状态空间方程对所述目标函数进行迭代求解得到所述目标函数值。
7.根据权利要求1所述的车辆横向控制方法，其特征在于，所述基于所述车速信息和所述道路曲率信息之间的映射关系生成所述车辆的动态控制权重包括：
获取历史车速信息和历史道路曲率信息，并根据所述历史车速信息和所述历史道路曲率信息计算得到对应的预设控制权重值；
根据所述历史车速信息、所述历史道路曲率信息和所述预设控制权重值获取预设映射关系表，根据所述车速信息和所述道路曲率信息之间的映射关系对所述预设映射关系表进行查询处理，并根据查询到的预设控制权重值生成所述动态控制权重。
8.根据权利要求1至7任一项所述的车辆横向控制方法，其特征在于，获取所述车辆和所述预设轨迹参考点之间的第一横向位置偏差包括：
获取所述车辆的车辆状态信息，并根据所述车辆状态信息获取路径规划轨迹；其中，所述路径规划轨迹包括基于所述车辆状态信息生成的第一参考点，所述第一参考点位于全局坐标系下；
获取所述全局坐标系，与所述车辆的自车坐标系之间的坐标转换关系，根据所述坐标转换关系将所述第一参考点转换至所述自车坐标系下，得到坐标转换后的第二参考点；
计算得到所述第二参考点中距离所述车辆的质心位置最近的轨迹点，基于所述轨迹点确定所述预设轨迹参考点，并计算得到所述第一横向位置偏差。
9.一种车辆横向控制装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块、权重模块和生成模块；
所述获取模块，用于获取所述车辆的车速信息、道路曲率信息，以及所述车辆和预设轨迹参考点之间的第一横向位置偏差；
所述权重模块，用于基于所述车速信息和所述道路曲率信息之间的映射关系生成所述车辆的动态控制权重，并根据所述第一横向位置偏差和所述动态控制权重计算得到前轮转角结果；
所述生成模块，用于根据所述前轮转角结果生成所述车辆的横向控制结果，并根据所述横向控制结果对所述车辆进行横向控制。
10.一种车辆横向控制***，其特征在于，所述***包括：控制装置和车辆本体；
所述控制装置，连接所述车辆本体，用于执行如权利要求1至8中任一项所述的车辆横向控制方法。
11.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1至8中任一项所述的车辆横向控制方法。
12.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行权利要求1至8中任一项所述的车辆横向控制方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115675637A (zh) * 2022-12-28 2023-02-03 禾多科技（北京）有限公司 车辆控制方法、装置、电子设备和计算机可读介质
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