[发明专利]一种车辆路径跟踪方法、装置、控制器、车辆和介质

权利要求书

1.一种车辆路径跟踪方法，其特征在于，包括：

根据车辆状态参数、不确定性参数建立车辆横向动力学模型；

建立车辆路径跟踪运动学模型，并根据所述车辆路径跟踪运动学模型建立路径跟踪伺服等式约束；

控制所述车辆横向动力学模型跟随所述路径跟踪伺服等式约束，以得到路径跟踪控制器；

根据所述路径跟踪控制器控制车辆跟踪期望路径；

其中，所述建立车辆路径跟踪运动学模型，并根据所述车辆路径跟踪运动学模型建立路径跟踪伺服等式约束，包括：

根据车辆质心与期望横向位置的第一偏差、车辆横摆角与期望横摆角的第二偏差，确定所述车辆路径跟踪运动学模型；

根据所述第一偏差和所述第二偏差，得到期望路径跟踪伺服等式约束；

根据所述期望路径跟踪伺服等式约束进行时间求导，得到二阶形式等式约束；

将所述期望路径跟踪伺服等式约束和所述二阶形式等式约束确定为所述路径跟踪伺服等式约束。

2.根据权利要求1所述的车辆路径跟踪方法，其特征在于，所述根据所述路径跟踪控制器控制车辆跟踪期望路径，包括：

获取车辆的实时车辆状态参数；

获取所述车辆与所述期望路径间的实时相对位姿信息、曲率信息；

将所述实时车辆状态参数、所述实时相对位姿信息、所述曲率信息输入所述路径跟踪控制器，得到车轮转向系统的转向角指令；

将所述转向角指令发送至所述车轮转向系统，以使所述车轮转向系统根据所述转向角指令控制所述车辆按照所述期望路径行驶。

3.根据权利要求1所述的车辆路径跟踪方法，其特征在于，所述根据车辆状态参数、不确定性参数建立车辆横向动力学模型，包括：

利用二阶线性时变模型根据所述车辆状态参数、所述不确定性参数建立所述车辆横向动力学模型；

其中，所述车辆状态参数对应所述车辆横向动力学模型的名义部分，所述不确定性参数对应所述车辆横向动力学模型的不确定部分。

4.根据权利要求3所述的车辆路径跟踪方法，其特征在于，所述控制所述车辆横向动力学模型跟随所述路径跟踪伺服等式约束，以得到路径跟踪控制器，包括：

根据所述名义部分、所述期望路径跟踪伺服等式约束、所述二阶形式等式约束得到第一控制量；

根据所述名义部分、所述期望路径跟踪伺服等式约束、约束跟随误差得到第二控制量；

根据所述车辆横向动力学模型、所述约束跟随误差、系统有界不确定性边界估值、真实系统有界不确定性边界值以及自适应率，确定第三控制量；

根据所述第一控制量、所述第二控制量以及所述第三控制量确定路径跟踪控制器。

5.根据权利要求1所述的车辆路径跟踪方法，其特征在于，所述控制所述车辆横向动力学模型跟随所述路径跟踪伺服等式约束，以得到路径跟踪控制器之后，还包括：

对所述路径跟踪控制器进行稳定性验证，确定所述路径跟踪控制器满足一致有界性和一致最终有界性。

6.一种车辆路径跟踪装置，其特征在于，包括：

车辆横向动力学模型建立模块，用于根据车辆状态参数、不确定性参数建立车辆横向动力学模型；

路径跟踪伺服等式约束建立模块，用于建立车辆路径跟踪运动学模型，并根据所述车辆路径跟踪运动学模型建立路径跟踪伺服等式约束；

路径跟踪控制器生成模块，用于控制所述车辆横向动力学模型跟随所述路径跟踪伺服等式约束，以得到路径跟踪控制器；

控制模块，用于根据所述路径跟踪控制器控制车辆跟踪期望路径；

其中，所述路径跟踪伺服等式约束建立模块包括：

车辆路径跟踪运动学模型建立单元，用于根据车辆质心与期望横向位置的第一偏差、车辆横摆角与期望横摆角的第二偏差，确定所述车辆路径跟踪运动学模型；

期望路径跟踪伺服等式约束获得单元，用于根据所述第一偏差和所述第二偏差，得到期望路径跟踪伺服等式约束；

二阶形式等式约束获得单元，用于根据所述期望路径跟踪伺服等式约束进行时间求导，得到二阶形式等式约束；

路径跟踪伺服等式约束建立单元，用于将所述期望路径跟踪伺服等式约束和所述二阶形式等式约束确定为所述路径跟踪伺服等式约束。