[发明专利]用于车辆的低速横向控制的系统和方法

说明书

本发明公开了一种用于为车辆提供低速横向转向控制的方法。所述方法包括接收对应于车轮角度的传感器数据，确定计划的车辆行驶路径，基于最大车轮角度速率定义车轮角度搜索范围，使用跟踪和测量当前车辆路径与计划车辆路径之间的差值的车轮角度确定转向控制目标，使用所述车轮角度和所述转向控制目标确定最优转向控制信号，并将所述控制信号提供给转向控制器。

技术领域

本发明一般涉及车辆领域，并且更具体地涉及在低速下的车辆的横向控制。

背景技术

自主驾驶系统通常允许部分或全部驾驶功能由车辆及其车载电脑接管。自动驾驶系统的一些组件的示例可以包括横向车辆控制系统，其本身可以包括车道居中系统和车道保持系统，其旨在在多种可能的和不同的情况下提供广泛的辅助以将车辆保持在行驶车道内。

然而，当车辆以低速移动时的横向车辆控制与当车辆以较高速度移动时的横向车辆控制不同。

发明内容

根据本公开的实施例提供了许多优点。例如，根据本公开的实施例实现了能够使用车辆前部转向来优化车辆重量分布和调整的低速横向车辆控制。

在一个方面，一种用于为自主驾驶或半自主驾驶车辆提供低速横向转向控制的方法包括以下步骤：从至少一个车辆传感器接收对应于车轮角度的传感器数据；由一个或多个数据处理器确定指示计划的车辆行驶路径的多个路标，由所述一个或多个数据处理器至少部分地基于最大车轮角速率来定义车轮角度搜索范围；由所述一个或多个数据处理器使用跟踪和测量当前车辆路径和所计划的车辆路径之间的差值的所述车轮角度来确定转向控制目标；由所述一个或多个数据处理器使用所述车轮角度和所述转向控制目标来确定最优转向控制信号，并且将控制信号提供给转向控制器。

在一些方面，确定最优转向控制信号包括使用一维非线性优化以最小化当前车辆路径和计划车辆路径之间的路径跟踪误差。

在一些方面，最小化路径跟踪误差包括最小化航向误差和径向误差两者。

在一些方面，确定转向控制目标包括定义转向命令与成本函数之间的关系。

在一些方面，成本函数包括与径向误差相关联的成本以及与航向误差相关联的成本。

在另一方面中，一种机动车辆包括转向系统、至少一个车辆传感器以及电连接到所述转向系统和所述至少一个车辆传感器的控制器，所述控制器被配置为从所述至少一个车辆传感器接收对应于车轮角度的传感器数据，确定指示计划的车辆行驶路径的多个路标，至少部分地基于最大车轮角度速率定义车轮角度搜索范围，使用跟踪和测量当前车辆路径与计划车辆路径之间的差值的车轮角度来确定转向控制目标，使用车轮角度和转向控制目标确定最优转向控制信号，并且将控制信号提供给转向系统。

在一些方面中，确定最优转向控制信号包括使用一维非线性优化以最小化当前车辆路径和计划车辆路径之间的路径跟踪误差。

在一些方面，最小化路径跟踪误差包括最小化航向误差和径向误差两者。

在一些方面，确定转向控制目标包括定义转向命令与成本函数之间的关系。

在一些方面，成本函数包括与径向误差和与航向误差相关联的成本相关联的成本。

在又一方面中，一种用于向机动车辆提供低速横向控制的方法包括以下步骤：从车辆传感器接收对应于车轮角度的传感器数据，由一个或多个数据处理器确定指示计划的车辆行驶路径的多个路标，由一个或多个数据处理器基于最大车轮角度速率来定义车轮角度搜索范围，使用减少当前车辆路径与计划车辆路径之间的差值的成本函数来设计转向控制目标，其中成本函数包括与径向误差相关联的成本和与航向误差相关联的成本，并且其中成本函数可以以非奇异的形式表示为车轮角度、一个或多个车辆几何参数以及所述多个路标的函数，通过受制于最大车轮角度速率驱动的约束最小化成本函数来确定最优转向控制信号，并将控制信号提供给转向控制器。