[发明专利]用于控制地面车辆横向运动的方法和系统

权利要求书

1.一种用于控制地面车辆(V)横向运动的方法，所述地面车辆布置成跟踪预定轨迹(T)，特别是在辅助驾驶或自动驾驶场景中，所述方法包括：

确定车辆质心(B)从所述预定轨迹(T)的横向偏移(e_cg)；以及

控制车辆(V)的转向角(δ_w)以使所述横向偏移(e_cg)最小化；

其特征在于，它还包括：

确定被定义为车辆质心(B)沿着所述车辆(V)的当前前瞻方向(h)的虚拟前瞻位置(P)与所述预定轨迹(T)相距的距离的前瞻误差(e_la)；以及

控制车辆(V)的转向角(δ_w)，以便最小化所述前瞻误差(e_la)随时间的一阶导数(e’_la)；

确定所述车辆质心(B)从所述预定轨迹(T)的横向偏移(e_cg)包括确定所述车辆质心(B)的位置与下述直线(ψ_T(t))之间的距离，该直线穿过最靠近所述车辆质心(B)的轨迹点并沿着与所述轨迹(T)相切的局部方向指向，最接近车辆质心(B)的轨迹点被识别为与车辆质心(B)位置相距最小欧几里德距离处的轨迹点；

与车辆质心(B)位置相距最小欧几里德距离处的轨迹点由下述确定：

(a)计算预定义轨迹段的初始端点(E_s)与车辆质心(B)之间的第一距离，并将所述第一距离存储为最小距离值，并且将轨迹段的所述初始端点(E_s)存储为最接近车辆质心(B)的点；

(b)计算所述轨迹段上的预定连续的离散点中后续点与车辆质心(B)之间的第二距离，并且如果所述第二距离小于第一存储的距离，则将所述第二距离存储为最小距离值，并且将轨迹段的后续点存储为最接近车辆质心(B)的点；以及

(c)对所述轨迹段上的所述连续的离散点中的所有点重复步骤(b)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定前瞻误差(e_la)包括：

-在预定时间段之后或在预定的前瞻距离处沿着车辆(V)的当前前瞻方向(h)确定车辆质心(B)的虚拟前瞻位置(P)；以及

-确定所述车辆质心(B)的所述虚拟前瞻位置(P)与下述直线之间的距离，该直线通过最接近所述车辆质心(B)的虚拟前瞻位置(P)的轨迹点并且沿着与所述轨迹(T)相切的局部方向指向，最接近车辆质心(B)的虚拟前瞻位置(P)的轨迹点被识别为与车辆质心(B)的虚拟前瞻位置(P)相距最小欧几里德距离处的轨迹点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，与所述车辆质心(B)的虚拟前瞻位置(P)相距最小欧几里德距离的轨迹点由下述确定：

(a)计算预定义轨迹段的初始端点(E_s)与车辆质心(B)的虚拟前瞻位置(P)之间的第一距离，并将所述第一距离存储为最小距离值，并且将轨迹段的所述初始端点(E_s)存储为最接近车辆质心(B)的虚拟前瞻位置(P)的点；

(b)计算所述轨迹段上的预定连续的离散点中后续点与车辆质心(B)的虚拟前瞻位置(P)之间的第二距离，并且如果所述第二距离小于所述第一存储的距离，则将所述第二距离存储为最小距离值，并且将轨迹段的所述后续点存储为最接近车辆质心(B)的虚拟前瞻位置(P)的点；以及

(c)对所述轨迹段上的所述连续离散点中的所有点重复步骤(b)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，控制所述车辆(V)的转向角(δ_w)包括应用H∞控制方法，其中外部输入包括所述预定轨迹(T)的局部曲率半径受控变量的输入包括车辆(V)的转向角(δ_w)，性能变量输出包括车辆的转向角、横向偏移(e_cg)和前瞻误差(e_la)的导数(e’_la)，并且测量的变量的输出包括横向偏移(e_cg)和前瞻误差(e_la)的导数(e’_la)。