[发明专利]一种无人驾驶车辆的路径跟踪控制方法及装置

说明书

本发明提供一种无人驾驶车辆的路径跟踪控制方法及装置，在获取到车辆的目标路径后，能够基于目标路径的路径信息、车辆的姿态信息、以及目标路径的预测信息分别计算不同维度下的方向盘转角，并基于此控制车辆的方向盘转角，完成对车辆的横向控制。基于本发明，能够应对无人驾驶任务的全工况、多场景，在无人驾驶车辆行车过程中提高路径跟踪的稳定性和精准性，从而保证无人驾驶车辆的安全性能。

技术领域

本发明涉及无人驾驶车辆整车控制技术领域，更具体地说，涉及一种无人驾驶车辆的路径跟踪控制方法及装置。

背景技术

无人驾驶技术作为目前汽车技术开发的热点方向，对于汽车行业的发展乃至国计民生都有着深远的影响。无人驾驶技术在未来可能会对人类的出行方式、对工业化生产的生产方式产生革命性的变革，但当前无人驾驶技术仍处于快速发展时期，仍有众多技术问题等待解决。

目前的无人驾驶各技术路线大同小异，无人驾驶系统基本上由各类传感器组成的感知融合层、规划决策层、车辆控制层及横纵向相关的执行器层几个部分组成，其中车辆控制层连接上层指令与执行器，对于无人驾驶车辆的性能表现起到重要作用。而在车辆控制层中，路径跟踪控制技术直接影响车辆在无人驾驶时跟踪目标路径的性能，它通过一定的控制方法去跟踪目标路径，是实现车辆稳定行驶的关键性技术。

当前由于环境感知、规划决策等技术均存在一定的稳定性问题，车辆控制层接收的路径信息存在一定的稳定性问题，同时在与执行器层交互过程中还存在交互延迟的现象。因此，开发稳定的路径跟踪控制方法，保证无人驾驶车辆在复杂的道路交通环境中能够稳定的跟踪目标路径，对于无人驾驶车辆的行车性能及安全性至关重要。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种无人驾驶车辆的路径跟踪控制方法及装置，技术方案如下：

一种无人驾驶车辆的路径跟踪控制方法，所述方法包括：

获取车辆的目标路径；

基于所述目标路径的路径信息计算所述车辆的第一方向盘转角；以及，基于所述车辆的姿态信息计算所述车辆的第二方向盘转角；以及，基于所述目标路径的预测信息计算所述车辆的第三方向盘转角；

根据所述第一方向盘转角、所述第二方向盘转角和所述第三方向盘转角控制所述车辆的方向盘，以对所述车辆进行横向控制。

优选的，所述基于所述目标路径的路径信息计算所述车辆的第一方向盘转角，包括：

利用所述车辆的车速在所述目标路径上选取第一目标点，并获取所述第一目标点的第一曲线曲率；

通过三角函数变化将所述第一曲线曲率转换为车辆轮端转角；

根据预设的映射关系，将所述车辆轮端转角所映射的方向盘转角作为所述第一方向盘转角。

优选的，所述方法还包括：

对所述第一曲线曲率的方向特征进行校正。

优选的，所述基于所述车辆的姿态信息计算所述车辆的第二方向盘转角，包括：

将所述目标路径上、距离所述车辆坐标系原点最近的一点作为第二目标点；

确定所述车辆在所述第二目标点的横向偏移和第一横向角；

获取所述第二目标点的第二曲线曲率，并利用所述第二曲线曲率和所述车辆的车速计算所述车辆的第一侧向加速度；

确定所述第一侧向加速度在横向偏移维度下所对应的第一比例控制系数、以及在横向角维度下所对应的第二比例控制系数；

根据所述第一比例控制系数和所述横向偏移计算所述横向偏移维度下的方向盘转角；以及根据所述第二比例控制系数和所述第一横向角计算所述横向角维度下的方向盘转角；