[发明专利]一种基于PID控制的无人驾驶车辆制动系统及方法

权利要求书

1.一种基于PID控制的无人驾驶车辆制动系统，其特征在于，所述制动系统包括：PID控制器(1)、伺服电机(2)、电动推杆(3)、测速器(4)以及惯性测量传感器(5)；

所述PID控制器(1)包括：输入单元(11)、运算单元(12)以及制动动作控制单元(13)；所述输入单元(11)与所述运算单元(12)连接，所述运算单元(12)与所述制动动作控制单元(13)连接；所述制动动作控制单元(13)与所述伺服电机(2)以及车辆牵引电机(6)连接；

所述测速器(4)与所述输入单元(11)连接，用于测量得到车辆实际速度；

所述惯性测量传感器(5)与所述输入单元(11)连接，用于测量车辆行驶道路的坡度；

所述伺服电机(2)与所述电动推杆(3)连接，所述电动推杆(3)的伸缩端用于向车辆刹车盘(7)提供制动力；

所述PID控制器(1)的输入单元(11)获取车辆当前时刻的实际速度、期望速度以及行驶道路的坡度，并将其发送至所述运算单元(12)；

所述运算单元(12)根据车辆当前时刻的实际速度、期望速度计算得到车速误差值，并根据车速误差值以及行驶道路的坡度计算得到需要的制动力；

所述需要的制动力Br(k)的方法为：

其中：Ev(k)为k时刻的车速误差，由k时刻的实际速度减期望速度获得，当Ev(k)≤0时，Br(k)＝0；Ev(k-1)为上一时刻的车速误差；Kp为比例系数，Kd为微分系数，Ki为积分系数；s为道路坡度系数，与车辆行驶道路的坡度相关。

2.一种基于PID控制的无人驾驶车辆制动方法，它基于如权利要求1所述的一种基于PID控制的无人驾驶车辆制动系统，其特征在于，它包括以下步骤：

A.所述PID控制器(1)的输入单元(11)获取车辆当前时刻的实际速度、期望速度以及行驶道路的坡度，并将其发送至所述运算单元(12)；

B.所述运算单元(12)根据车辆当前时刻的实际速度、期望速度计算得到车速误差值，并根据车速误差值以及行驶道路的坡度计算得到需要的制动力；

C.所述运算单元(12)将需要的制动力发送至所述制动动作控制单元(13)，所述制动动作控制单元(13)根据所需要的制动力做出制动动作决策；

D.所述伺服电机(2)、所述车辆牵引电机(6)执行制动动作决策；

E.重复步骤A-D。

3.如权利要求2 所述的一种基于PID控制的无人驾驶车辆制动方法，其特征在于，步骤C中，制动动作决策包括：断开油门、轻微制动、中等制动以及紧急制动；所述制动动作控制单元(13)中设定有四个常量Baccoff、Bsb、Bmb以及Beb；

当Br(k)Baccoff时，所述伺服电机(2)与所述车辆牵引电机(6)仍按原方式动作；

当Baccoff≤Br(k)Bsb时，所述车辆牵引电机(6)停止驱动车轮；

当Bsb≤Br(k)Bmb时，所述车辆牵引电机(6)停止驱动车轮，同时所述伺服电机(2)控制所述电动推杆(3)对车辆刹车盘(7)进行轻微制动；

当Bmb≤Br(k)Beb时，所述车辆牵引电机(6)停止驱动车轮，同时所述伺服电机(2)控制所述电动推杆(3)对车辆刹车盘(7)进行中等强度制动；

当Br(k)≥Beb时，所述车辆牵引电机(6)停止驱动车轮，同时所述伺服电机(2)控制所述电动推杆(3)对车辆刹车盘(7)进行最大强度制动。