CN116101326B - 自动驾驶车辆的横向控制方法、装置、***及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种自动驾驶车辆的横向控制方法、装置、***及存储介质。其涉及自动驾驶技术领域，其中，所述方法包括：获取车辆控制参数，其中，车辆控制参数包括车辆轴距、规划路径点、车辆转向模式、预瞄距离控制参数、车辆横摆角、车速以及车辆参考点；根据规划路径点、预瞄距离控制参数、车速以及车辆参考点确定预瞄距离及预瞄点；根据预瞄点、车辆参考点以及车辆横摆角计算预瞄点与车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角；根据夹角、车辆轴距、预瞄距离、车辆转向模式以及车辆横摆角确定车轮转向角，并根据车辆转向角对车辆进行横向控制。本申请实施例可提高自动驾驶车辆横向控制的运行效率和稳定性。

Description

自动驾驶车辆的横向控制方法、装置、***及存储介质
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种自动驾驶车辆的横向控制方法、装置、***及存储介质。
背景技术
自动驾驶车辆的路径跟踪可以定义为在车辆上选取一点作为控制点来跟踪一条与时间参数无关的几何曲线。现有技术中，在进行车辆横向运动控制时，常采用几何学模型的控制方法、运动学模型的控制方法以及动力学模型的控制方法，例如，纯跟踪算法、Stanley算法、反馈线性化方法、模型预测控制方法、PID控制方法、全状态反馈控制方法、滑模控制方法以及模糊控制方法等。
自动驾驶车辆为了提高车辆的机动性，尤其是实现狭小空间的机动性，常配置多种转向模式，例如前轮转向（前进和倒车）；后轮转向（前进和倒车）；四轮转向（前进和倒车）；前轮转向（前进）、后轮转向（倒车）；在自动驾驶过程中，常会遇到大曲率道路、某些情况下定位出现较大漂移、规划目标路径的末端、控制预瞄距离设置过小等各类特殊场景。现有的自动驾驶车辆运动控制方法，存在运行效率不高及在应对多种转向模式和特殊场景时稳定性较差的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种自动驾驶车辆的横向控制方法、装置、***及存储介质，旨在解决现有技术中自动驾驶车辆横向控制的运行效率及稳定性较差的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种自动驾驶车辆的横向控制方法，其包括：
获取车辆控制参数，其中，所述车辆控制参数包括车辆轴距、规划路径点、车辆转向模式、预瞄距离控制参数、车辆横摆角、车速以及车辆参考点；
根据所述规划路径点、所述预瞄距离控制参数、所述车速以及所述车辆参考点确定预瞄距离及预瞄点；
根据所述预瞄点、所述车辆参考点以及所述车辆横摆角计算所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角；
根据所述夹角、所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述车辆转向模式以及所述车辆横摆角确定车轮转向角，并根据所述车辆转向角对所述车辆进行横向控制。
第二方面，本发明实施例还提供了一种自动驾驶车辆的横向控制装置，其包括：
获取单元，用于获取车辆控制参数，其中，所述车辆控制参数包括车辆轴距、规划路径点、车辆转向模式、预瞄距离控制参数、车辆横摆角、车速以及车辆参考点；
确定单元，用于根据所述规划路径点、所述预瞄距离控制参数、所述车速以及所述车辆参考点确定预瞄距离及预瞄点；
计算单元，用于根据所述预瞄点、所述车辆参考点以及所述车辆横摆角计算所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角；
控制单元，用于根据所述夹角、所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述车辆转向模式以及所述车辆横摆角确定车轮转向角，并根据所述车辆转向角对所述车辆进行横向控制。
第三方面，本发明实施例还提供了一种自动驾驶车辆的横向控制***，所述自动驾驶车辆的横向控制***包括控制装置及车辆本体，所述控制装置与所述车辆本体连接，所述控制装置用于执行上述方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法。
本发明实施例提供了一种自动驾驶车辆的横向控制方法、装置、***及存储介质。其中，所述方法包括：获取车辆控制参数，其中，所述车辆控制参数包括车辆轴距、规划路径点、车辆转向模式、预瞄距离控制参数、车辆横摆角、车速以及车辆参考点；根据所述规划路径点、所述预瞄距离控制参数、所述车速以及所述车辆参考点确定预瞄距离及预瞄点；根据所述预瞄点、所述车辆参考点以及所述车辆横摆角计算所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角；根据所述夹角、所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述车辆转向模式以及所述车辆横摆角确定车轮转向角，并根据所述车辆转向角对所述车辆进行横向控制。本发明实施例的技术方案，根据获取的车辆轴距、规划路径点、车辆转向模式、预瞄距离控制参数、车辆横摆角、车速以及车辆参考点，先计算预瞄距离和预瞄点，再计算预瞄点与车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角，最后基于夹角和预瞄距离确定车轮转向角，根据车辆转向角对车辆进行横向控制，提高了自动驾驶车辆横向控制的运行效率和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的一种自动驾驶车辆的横向控制***示意图；
图2为本发明实施例提供的一种自动驾驶车辆的横向控制方法的流程示意图；
图3为图1中预瞄点的搜寻示意图；
图4为图1中前轮转向模式下预瞄点的分布示意图；
图5和图6为图1中四轮转向模式下预瞄点的示意图；
图7为图1中四轮转向模式下几何关系示意图；
图8为本发明实施例提供的一种自动驾驶车辆的横向控制装置的示意性框图；
图9为本发明实施例提供的一种自动驾驶车辆的示意性框图。
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。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和 “包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为 “当... 时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种自动驾驶车辆的横向控制***的示意图。所述横向控制***包括控制装置及车辆本体，所述控制装置与所述车辆本体连接，本发明实施例的自动驾驶车辆的横向控制方法应用于所述控制装置中，例如可通过配置于与所述自动驾驶车辆相对应的软件程序来实现所述自动驾驶车辆的横向控制方法，从而提高自动驾驶车辆横向控制的运行效率和稳定性。
请参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种自动驾驶车辆的横向控制方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括以下步骤S110-S140。
S110、获取车辆控制参数，其中，所述车辆控制参数包括车辆轴距、规划路径点、车辆转向模式、预瞄距离控制参数、车辆横摆角、车速以及车辆参考点。
在本发明实施例中，所述控制装置获取车辆控制参数，其中，所述车辆控制参数包括车辆轴距、规划路径点、车辆转向模式、预瞄距离控制参数、车辆横摆角、车速以及车辆参考点。需要说明的是，所述规划路径点是由路径规划模块生成的，其包括多个路径点；所述车辆转向模式及所述预瞄距离控制参数为用户配置的模式和参数；所述车辆参考点、所述车辆横摆角以及所述车辆轴距为固定的参数；所述车速包括车辆纵向车速，可通过车速模块获取得到。
S120、根据所述规划路径点、所述预瞄距离控制参数、所述车速以及所述车辆参考点确定预瞄距离及预瞄点。
在本发明实施例中，根据所述车辆纵向车速及所述预瞄距离控制参数计算预瞄距离。具体地，通过公式（1）计算所述预瞄距离，在公式（1）中，Lf为所述预瞄距离，Lo、k为所述预瞄距离控制参数；Vx为所述车辆纵向车速。
Figure SMS_1
（1）
进一步地，计算出所述预瞄距离Lf之后，对所述规划路径点进行遍历以寻找距离所述车辆参考点最近的路径点作为第一参考预瞄点；获取车辆的行进方向，并基于所述行进方向及所述第一参考预瞄点进行向前搜索或向后搜索，以查找第一次大于或等于所述预瞄距离的路径点作为第二参考预瞄点；根据所述第二参考预瞄点、所述车辆参考点以及所述预瞄距离确定预瞄点。需要说明的是，所述根据所述第二参考预瞄点、所述车辆参考点以及所述预瞄距离确定预瞄点的步骤包括：获取所述第二参考预瞄点的序号，并计算所述序号与预设值的差值作为目标序号，将所述目标序号对应的路径点作为第三参考预瞄点；在所述第二参考预瞄点与所述第三参考预瞄点之间***多个参考路径点；依次计算所述参考路径点与所述车辆参考点之间的距离，直至找出所述距离第一次大于所述预瞄距离的参考路径点作为预瞄点。为方便理解，如图3所示，假设所述规划路径点为（T1、……、Tn），所述车辆参考点为Oc，所述第一参考预预瞄点为Tmin，从第一个路径点T1开始遍历，一直遍历到Tn，寻找|OcTi|最小值以得到距离Oc最近的路径点，即为第一参考预瞄点Tmin；根据车辆行进方向，进行向前搜索或向后搜索，找到第一次大于或者等于Lf的路径点Tp，即|OcTp|≥Lf，即第二参考预瞄点为Tp，记录此时的路径点序号p，并将p值减所述预设值1，即得到目标序号p-1，此时，所述第三参考预瞄点为Tp-1，可理解地，|OcTp-1|<Lf。为了进一步锁定预瞄点，在Tp和Tp-1之间***λ个参考路径点，入个参考路径点的x坐标xi和y坐标yi如公式（2）所示，在公式（2）中，xTq-1：yTq-1为Tp-1的x坐标和y坐标，xTq：yTq为Tp的x坐标和y坐标。计算参考路径点与Oc之间的距离，直至找出所述距离第一次大于所述预瞄距离的参考路径点作为预瞄点Tpst。
Figure SMS_2
（2）
S130、根据所述预瞄点、所述车辆参考点以及所述车辆横摆角计算所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角。
在本发明实施例中，确定所述预瞄点后，获取所述车辆参考点的坐标作为第一坐标；获取所述预瞄点的坐标作为第二坐标；根据所述第一坐标和所述第二坐标计算相对夹角；根据所述相对夹角确定绝对夹角，并将所述相对夹角及所述绝对夹角作为所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角。为方便理解，假设所述预瞄点Tpst与所述车辆参考点Oc的连线
Figure SMS_20
与车辆纵轴线OcXc的绝对夹角为/>
Figure SMS_5
，/>
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为正值，范围为/>
Figure SMS_19
，
Figure SMS_22
与OcXc的相对夹角为/>
Figure SMS_21
，可理解地，/>
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为按右手坐标系原则，即逆时针为正，OcXc旋转到/>
Figure SMS_8
的角度。具体地，当/>
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在OcXc的左侧时/>
Figure SMS_3
为正，当/>
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在OcXc的右侧时
Figure SMS_4
为负，即/>
Figure SMS_18
。其中/>
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和/>
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的关系如公式（3）所示。/>
Figure SMS_7
的计算公式如公式（4）所示，在公式（4）中，Tpst为在大地坐标系下的坐标为/>
Figure SMS_17
，Oc为在大地坐标系下的坐标为
Figure SMS_10
。O-XY是大地坐标系（全局坐标系），Oc-XcYc是车辆坐标系。OcXc与全局坐标轴OX之间夹角为/>
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，按右手坐标系原则，逆时针为正，/>
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的值域为/>
Figure SMS_11
。需要说明的是，在其它实施例中，也可将车辆后轴中心作为Oc。
Figure SMS_24
（3）
Figure SMS_25
（4）
Figure SMS_26
（5）
S140、根据所述夹角、所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述车辆转向模式
以及所述车辆横摆角确定车轮转向角，并根据所述车辆转向角对所述车辆进行横向控制。
在本发明实施例中，所述车轮转向角包括前轮转向角和后轮转向角，若所述车辆转向模式为前轮转向模式或前进时前轮转向模式，则根据所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述绝对夹角以及所述相对夹角计算所述前轮转向角。为方便理解，假设L为所述车辆轴距，Lf为所述预瞄距离，
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为所述绝对夹角，/>
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为所述相对夹角，/>
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为控制量绝对值，期望的前轮转向角；/>
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为控制量绝对值，期望的后轮转向角。用/>
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和/>
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用来表达带正负号的所述前轮转向角和所述后轮转向角，所述前轮转向角方向和所述后轮转向角统一规定逆时针为正，顺时针为负，通过公式（6）至公式（9）可计算出所述前轮转向角/>
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，可理解地，所述后轮转向角为/>
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，/>
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为0。需要说明的是，如图4所示，展示出了自动驾驶车辆在实际中的所有可能的预瞄点情况，即为T1至T8。
Figure SMS_36
（6）
Figure SMS_37
（7）
Figure SMS_38
（8）
Figure SMS_39
（9）
进一步地，若所述车辆转向模式为四轮转向模式，则根据所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述绝对夹角、所述相对夹角计算所述前轮转向角和所述后轮转向角。具体地，根据所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述绝对夹角以及预设比例通过第一四轮转向条件公式计算第一四轮转向条件值；根据所述车辆轴距、所述预瞄距离以及所述绝对夹角通过第二四轮转向条件公式计算第二四轮转向条件值；若所述第一四轮转向条件值大于第一预设条件值且所述第二四轮转向条件值大于所述第一预设条件值，则通过第一前轮转向角公式及第一后轮转向角公式计算绝对前轮转向角及绝对后轮转向角；若所述第一四轮转向条件值不大于所述第一预设条件值或所述第二四轮转向条件值不大于所述第一预设条件值，则通过第二前轮转向公式及第二后轮转向角公式计算所述绝对前轮转向角及所述绝对后轮转向角；根据所述相对夹角、所述绝对前轮转向角以及所述绝对后轮转向角计算所述前轮转向角和所述后轮转向角。基于上述假设，所述第一预设条件值和所述第二预设条件值均为0。
当
Figure SMS_40
且/>
Figure SMS_41
时，所述预瞄点如图5所示T1、T2、T3、T6、T7、T8。即当所述第一四轮转向条件值大于0且所述第二四轮转向条件值大于0时，通过公式（10）和公式（11）计算/>
Figure SMS_42
和/>
Figure SMS_43
。需要说明的是，m/n表示前后轮转角的比例关系。
Figure SMS_44
（10）
Figure SMS_45
（11）
当
Figure SMS_46
或/>
Figure SMS_47
时，即当所述第一四轮转向条件值不大于0或所述第二四轮转向条件值不大于0时，此种情况出现在预瞄距离Lf数值较小时，如图7所示的T4、T5、T9、T10这些情况。其中，T4和T9对应于/>
Figure SMS_48
，T5和T10对应于
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，通过公式（12）和公式（13）计算/>
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和/>
Figure SMS_51
。
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（12）
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（13）
对于四转转向的前两种情况，所述前轮转向角
Figure SMS_54
和所述后轮转向角为/>
Figure SMS_55
由公式（14）和公式（15）求出。
Figure SMS_56
（14）
Figure SMS_57
（15）
进一步地，若所述车辆转向模式为后轮转向模式或后退时后轮转向模式，则根据所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述绝对夹角以及所述相对夹角计算所述后轮转向角。具体地，根据所述车辆轴距、所述预瞄距离以及所述绝对夹角通过第一后轮转向条件公式计算第一后轮转向条件值；根据所述车辆轴距、所述预瞄距离以及所述绝对夹角通过第二后轮转向条件公式计算第二后轮转向条件值；若所述第一后轮转向条件值大于第二预设条件值且所述第二后轮转向条件值大于所述第二预设条件值，则通过后轮转向角公式计算绝对后轮转向角；根据所述相对夹角及所述绝对后轮转向角计算所述后轮转向角。具体地，基于上述假设，当满足
Figure SMS_58
且/>
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时，通过公式（16）和（17）计算/>
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和/>
Figure SMS_61
。
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（16）
Figure SMS_63
（17）
当
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或/>
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时，此种情况出现在预瞄距离Lf数值较小时，/>
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和/>
Figure SMS_67
均为0。
Figure SMS_68
（18）
Figure SMS_69
（19）
对于后轮转向模式的两种情况下，由公式（20）可以计算出后轮转向角为
Figure SMS_70
。
Figure SMS_71
（20）
为了方便理解，现将所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角的推导过程介绍如下：
求T在车辆坐标系Oc-XcYc的坐标，
Figure SMS_72
的大地坐标系的坐标表示为
Figure SMS_73
，其在车辆坐标系的坐标表示为
Figure SMS_74
（1b）
其中，
Figure SMS_75
是车辆坐标系Oc-XcYc相对于大地坐标系O-XY的方向余弦矩阵。
根据T在车辆坐标系Oc-XcYc的坐标，求角度
Figure SMS_76
；
Figure SMS_77
（2b）
其中，
Figure SMS_78
的值域为/>
Figure SMS_79
。
前轮转向模式下，期望的前轮转向角的推导过程如下：
根据几何关系，计算前轮转角
Figure SMS_80
；
Figure SMS_81
（1c）
考虑到
Figure SMS_82
的值域/>
Figure SMS_83
，因此前轮转角/>
Figure SMS_84
又可以化简为：
Figure SMS_85
（2c）
四轮转向模式和后轮转向模式下，期望的车轮转向角的推导过程如下：
如图6所示，车辆轴距为L，预瞄距离为Lf，转弯半径为R（中间未知量）；其中，
Figure SMS_87
为转向中心，/>
Figure SMS_89
为三角形/>
Figure SMS_91
在/>
Figure SMS_88
边上的垂心；/>
Figure SMS_90
是/>
Figure SMS_92
与车辆前轴中心的长度，/>
Figure SMS_93
是/>
Figure SMS_86
与车辆后轴中心的长度，前后轮转向角之间的比例关系为m/n。
在三角形
Figure SMS_94
中，利用正弦定理：
Figure SMS_95
（1.1a）
其中，在T1和T6情况下，如图4中，此时
Figure SMS_96
；而在T2、T3、T7、T8情况下，此时
Figure SMS_97
。
其中，在
Figure SMS_98
时，在三角形/>
Figure SMS_99
中，利用正弦定理：
Figure SMS_100
（1.2a）
在三角形
Figure SMS_101
中，利用正弦定理：
Figure SMS_102
（2a）
Figure SMS_103
（3a）
Figure SMS_104
（4a）
Figure SMS_105
（5）
Figure SMS_106
（6a）
其中，
Figure SMS_107
，根据(1.1a和1.2a)-(6a)，求得：
Figure SMS_108
（7a）
车辆转向时，由于
Figure SMS_109
大多小于/>
Figure SMS_110
，则可以
Figure SMS_111
（8a）
将（8a）代入到（7a）中可以得到：
Figure SMS_112
（9a）
Figure SMS_113
（10a）
其中，m=0是，则为后轮转向模式，此时：
Figure SMS_114
（11a）
Figure SMS_115
（12a）
Figure SMS_116
（13a）
Figure SMS_117
（14a）
最终计算得到的（11a）-（14a）是针对常见的情况，如T1、T2、T3和T6、T7、T8等情况。
在T4和T9情况下，此时
Figure SMS_118
且/>
Figure SMS_119
，在三角形/>
Figure SMS_120
中，无法利用正弦定理，在此种情况下，如果为四轮转向模式或后轮转向模式，为了控制稳定性考虑，设定
Figure SMS_121
（15a）
在T5和T10情况下，此时
Figure SMS_122
，如果为四轮转向模式或后轮转向模式，为了控制稳定性考虑，设定
Figure SMS_123
（16a）
图8是本发明实施例提供的一种自动驾驶车辆的横向控制装置200的示意性框图。如图8所示，对应于以上自动驾驶车辆的横向控制方法，本发明还提供一种自动驾驶车辆的横向控制装置200。该自动驾驶车辆的横向控制装置200包括用于执行上述自动驾驶车辆的横向控制方法的单元，该装置可以被配置于自动驾驶车辆中。具体地，请参阅图8，该自动驾驶车辆的横向控制装置200包括获取单元201、确定单元202、计算单元203以及控制单元204。
其中，所述获取单元201用于获取车辆控制参数，其中，所述车辆控制参数包括车辆轴距、规划路径点、车辆转向模式、预瞄距离控制参数、车辆横摆角、车速以及车辆参考点；所述确定单元202用于根据所述规划路径点、所述预瞄距离控制参数、所述车速以及所述车辆参考点确定预瞄距离及预瞄点；所述计算单元203用于根据所述预瞄点、所述车辆参考点以及所述车辆横摆角计算所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角；所述控制单元204用于根据所述夹角、所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述车辆转向模式以及所述。
在某些实施例，例如本实施例中，所述确定单元202包括第一计算子单元、遍历寻找单元、搜索单元以及确定子单元。
其中，所述第一计算子单元用于根据所述车辆纵向车速及所述预瞄距离控制参数计算预瞄距离；所述遍历寻找单元用于对所述规划路径点进行遍历以寻找距离所述车辆参考点最近的路径点作为第一参考预瞄点；所述搜索单元用于获取车辆的行进方向，并基于所述行进方向及所述第一参考预瞄点进行向前搜索或向后搜索，以查找第一次大于或等于所述预瞄距离的路径点作为第二参考预瞄点；所述确定子单元用于根据所述第二参考预瞄点、所述车辆参考点以及所述预瞄距离确定预瞄点。
在某些实施例，例如本实施例中，所述确定子单元包括第二计算子单元、***单元以及查找单元。
其中，所述第二计算子单元用于获取所述第二参考预瞄点的序号，并计算所述序号与预设值的差值作为目标序号，将所述目标序号对应的路径点作为第三参考预瞄点；所述***单元用于在所述第二参考预瞄点与所述第三参考预瞄点之间***多个参考路径点；所述查找单元用于依次计算所述参考路径点与所述车辆参考点之间的距离，直至找出所述距离第一次大于所述预瞄距离的参考路径点作为预瞄点。
在某些实施例，例如本实施例中，所述计算单元203包括第一获取子单元、第二获取子单元、第三计算子单元以及作为单元。
其中，所述第一获取子单元用于获取所述车辆参考点的坐标作为第一坐标；
所述第二获取子单元用于获取所述预瞄点的坐标作为第二坐标；所述第三计算子单元用于根据所述第一坐标和所述第二坐标计算相对夹角；所述作为单元用于根据所述相对夹角确定绝对夹角，并将所述相对夹角及所述绝对夹角作为所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角。
在某些实施例，例如本实施例中，所述控制单元204包括第四计算子单元、第五计算子单元以及第六计算子单元。
其中，所述第四计算子单元用于若所述车辆转向模式为前轮转向模式或前进时前轮转向模式，则根据所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述绝对夹角以及所述相对夹角计算所述前轮转向角；所述第五计算子单元用于若所述车辆转向模式为后轮转向模式或后退时后轮转向模式，则根据所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述绝对夹角以及所述相对夹角计算所述后轮转向角，具体地，根据所述车辆轴距、所述预瞄距离以及所述绝对夹角通过第一后轮转向条件公式计算第一后轮转向条件值；根据所述车辆轴距、所述预瞄距离以及所述绝对夹角通过第二后轮转向条件公式计算第二后轮转向条件值；若所述第一后轮转向条件值大于第二预设条件值且所述第二后轮转向条件值大于所述第二预设条件值，则通过后轮转向角公式计算绝对后轮转向角；根据所述相对夹角及所述绝对后轮转向角计算所述后轮转向角；所述第六计算子单元用于若所述车辆转向模式为四轮转向模式，则根据所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述绝对夹角、所述相对夹角计算所述前轮转向角和所述后轮转向角，具体地，根据所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述绝对夹角以及预设比例通过第一四轮转向条件公式计算第一四轮转向条件值；根据所述车辆轴距、所述预瞄距离以及所述绝对夹角通过第二四轮转向条件公式计算第二四轮转向条件值；若所述第一四轮转向条件值大于第一预设条件值且所述第二四轮转向条件值大于所述第一预设条件值，则通过第一前轮转向角公式及第一后轮转向角公式计算绝对前轮转向角及绝对后轮转向角；若所述第一四轮转向条件值不大于所述第一预设条件值或所述第二四轮转向条件值不大于所述第一预设条件值，则通过第二前轮转向公式及第二后轮转向角公式计算所述绝对前轮转向角及所述绝对后轮转向角；根据所述相对夹角、所述绝对前轮转向角以及所述绝对后轮转向角计算所述前轮转向角和所述后轮转向角。
本发明实施例的自动驾驶车辆的横向控制装置200的具体实现方式与上述自动驾驶车辆的横向控制方法相对应，在此不再赘述。
上述自动驾驶车辆的横向控制装置可以实现为一种计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图9所示的自动驾驶车辆上运行。
请参阅图9，图9是本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的示意性框图。
参阅图9，该自动驾驶车辆300包括通过***总线301连接的处理器302、存储器和网络接口305，其中，存储器可以包括存储介质303和内存储器304。
该存储介质303可存储操作***3031和计算机程序3032。该计算机程序3032被执行时，可使得处理器302执行一种自动驾驶车辆的横向控制方法。
该处理器302用于提供计算和控制能力，以支撑整个自动驾驶车辆300的运行。
该内存储器304为存储介质303中的计算机程序3032的运行提供环境，该计算机程序3032被处理器302执行时，可使得处理器302执行一种自动驾驶车辆的横向控制方法。
该网络接口305用于与其它设备进行网络通信。本领域技术人员可以理解，图9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自动驾驶车辆300的限定，具体的自动驾驶车辆300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。
其中，所述处理器302用于运行存储在存储器中的计算机程序3032，以实现上述自动驾驶车辆的横向控制方法的任意实施例。
应当理解，在本申请实施例中，处理器302可以是中央处理单元 (CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器302还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路 (Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
本领域普通技术人员可以理解的是实现上述实施例的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。该计算机程序可存储于一存储介质中，该存储介质为计算机可读存储介质。该计算机程序被该计算机***中的至少一个处理器执行，以实现上述方法的实施例的流程步骤。
因此，本发明还提供一种存储介质。该存储介质可以为计算机可读存储介质。该存储介质存储有计算机程序。该计算机程序被处理器执行时使处理器执行上述自动驾驶车辆的横向控制方法的任意实施例。
所述存储介质可以是U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的计算机可读存储介质。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。例如，各个单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。本发明实施例装置中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。
该集成的单元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，或者该技术方案的全部或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自动驾驶车辆（可以是个人计算机，终端，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。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，尚且本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换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以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种自动驾驶车辆的横向控制方法，其特征在于，包括：
获取车辆控制参数，其中，所述车辆控制参数包括车辆轴距、规划路径点、车辆转向模式、预瞄距离控制参数、车辆横摆角、车速以及车辆参考点；
根据所述规划路径点、所述预瞄距离控制参数、所述车速以及所述车辆参考点确定预瞄距离及预瞄点；
根据所述预瞄点、所述车辆参考点以及所述车辆横摆角计算所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角；
根据所述夹角、所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述车辆转向模式以及所述车辆横摆角确定车轮转向角，并根据所述车辆转向角对所述车辆进行横向控制；
其中，所述车速包括车辆纵向车速，所述根据所述规划路径点、所述预瞄距离控制参数、所述车速以及所述车辆参考点确定预瞄距离及预瞄点的步骤，包括：
根据所述车辆纵向车速及所述预瞄距离控制参数计算预瞄距离；
对所述规划路径点进行遍历以寻找距离所述车辆参考点最近的路径点作为第一参考预瞄点；
获取车辆的行进方向，并基于所述行进方向及所述第一参考预瞄点进行向前搜索或向后搜索，以查找第一次大于或等于所述预瞄距离的路径点作为第二参考预瞄点；
根据所述第二参考预瞄点、所述车辆参考点以及所述预瞄距离确定预瞄点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二参考预瞄点、所述车辆参考点以及所述预瞄距离确定预瞄点的步骤，包括：
获取所述第二参考预瞄点的序号，并计算所述序号与预设值的差值作为目标序号，将所述目标序号对应的路径点作为第三参考预瞄点；
在所述第二参考预瞄点与所述第三参考预瞄点之间***多个参考路径点；
依次计算所述参考路径点与所述车辆参考点之间的距离，直至找出所述距离第一次大于所述预瞄距离的参考路径点作为预瞄点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述预瞄点、所述车辆参考点以及所述车辆横摆角计算所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角的步骤，包括：
获取所述车辆参考点的坐标作为第一坐标；
获取所述预瞄点的坐标作为第二坐标；
根据所述第一坐标和所述第二坐标计算相对夹角；
根据所述相对夹角确定绝对夹角，并将所述相对夹角及所述绝对夹角作为所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述车轮转向角包括前轮转向角和后轮转向角，所述根据所述夹角、所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述车辆转向模式以及所述车辆横摆角确定车轮转向角的步骤，包括：
若所述车辆转向模式为前轮转向模式或前进时前轮转向模式，则根据所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述绝对夹角以及所述相对夹角计算所述前轮转向角；
若所述车辆转向模式为后轮转向模式或后退时后轮转向模式，则根据所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述绝对夹角以及所述相对夹角计算所述后轮转向角；
若所述车辆转向模式为四轮转向模式，则根据所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述绝对夹角、所述相对夹角计算所述前轮转向角和所述后轮转向角。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述绝对夹角、所述相对夹角计算所述前轮转向角和所述后轮转向角的步骤，包括：
根据所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述绝对夹角以及预设比例通过第一四轮转向条件公式计算第一四轮转向条件值；
根据所述车辆轴距、所述预瞄距离以及所述绝对夹角通过第二四轮转向条件公式计算第二四轮转向条件值；
若所述第一四轮转向条件值大于第一预设条件值且所述第二四轮转向条件值大于所述第一预设条件值，则通过第一前轮转向角公式及第一后轮转向角公式计算绝对前轮转向角及绝对后轮转向角；
若所述第一四轮转向条件值不大于所述第一预设条件值或所述第二四轮转向条件值不大于所述第一预设条件值，则通过第二前轮转向公式及第二后轮转向角公式计算所述绝对前轮转向角及所述绝对后轮转向角；
根据所述相对夹角、所述绝对前轮转向角以及所述绝对后轮转向角计算所述前轮转向角和所述后轮转向角。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述绝对夹角以及所述相对夹角计算所述后轮转向角的步骤，包括：
根据所述车辆轴距、所述预瞄距离以及所述绝对夹角通过第一后轮转向条件公式计算第一后轮转向条件值；
根据所述车辆轴距、所述预瞄距离以及所述绝对夹角通过第二后轮转向条件公式计算第二后轮转向条件值；
若所述第一后轮转向条件值大于第二预设条件值且所述第二后轮转向条件值大于所述第二预设条件值，则通过后轮转向角公式计算绝对后轮转向角；
根据所述相对夹角及所述绝对后轮转向角计算所述后轮转向角。
7.一种自动驾驶车辆的横向控制装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取车辆控制参数，其中，所述车辆控制参数包括车辆轴距、规划路径点、车辆转向模式、预瞄距离控制参数、车辆横摆角、车速以及车辆参考点，其中，所述车速包括车辆纵向车速；
确定单元，用于根据所述规划路径点、所述预瞄距离控制参数、所述车速以及所述车辆参考点确定预瞄距离及预瞄点；
计算单元，用于根据所述预瞄点、所述车辆参考点以及所述车辆横摆角计算所述预瞄点与所述车辆参考点的连线与车辆纵轴线的夹角；
控制单元，用于根据所述夹角、所述车辆轴距、所述预瞄距离、所述车辆转向模式以及所述车辆横摆角确定车轮转向角，并根据所述车辆转向角对所述车辆进行横向控制；
其中，所述确定单元包括包括第一计算子单元、遍历寻找单元、搜索单元以及确定子单元；
其中，所述第一计算子单元用于根据所述车辆纵向车速及所述预瞄距离控制参数计算预瞄距离；
所述遍历寻找单元用于对所述规划路径点进行遍历以寻找距离所述车辆参考点最近的路径点作为第一参考预瞄点；
所述搜索单元用于获取车辆的行进方向，并基于所述行进方向及所述第一参考预瞄点进行向前搜索或向后搜索，以查找第一次大于或等于所述预瞄距离的路径点作为第二参考预瞄点；
所述确定子单元用于根据所述第二参考预瞄点、所述车辆参考点以及所述预瞄距离确定预瞄点。
8.一种自动驾驶车辆的横向控制***，其特征在于，所述自动驾驶车辆的横向控制***包括控制装置及车辆本体，所述控制装置与所述车辆本体连接，所述控制装置用于执行如权利要求1-6中任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
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