[发明专利]一种车辆路径跟踪方法、装置、控制器、车辆和介质

说明书

本申请提供一种车辆路径跟踪方法、装置、控制器、车辆和介质，方法包括：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；控制车辆横向动力学模型跟随路径跟踪伺服等式约束，以得到路径跟踪控制器；根据路径跟踪控制器控制车辆跟踪期望路径。本申请提供的该路径跟踪控制器设计简单，对所有车辆动力学参数摄动、外部干扰引起的动力学不确定性具有鲁棒性，可以有效提升车辆路径跟踪的精度，改善用户体验。

技术领域

本申请涉及路径跟踪技术领域，特别涉及一种车辆路径跟踪方法、装置、控制器、车辆和介质。

背景技术

路径跟随的精度直接关系到车辆的安全性。然而，实际车辆动力学系统中由参数摄动及未知外部干扰造成的复杂不确定性对车辆路径跟踪精度的提升带来了巨大挑战。若缺乏对这些不确定性及外部干扰的考虑，可能导致路径跟踪控制器的不稳定，进而导致车辆跑偏，带来巨大的安全隐患。已有大量鲁棒控制方法被应用于车辆路径跟踪旨在处理这些不确定性，例如：滑模鲁棒控制、H-infity控制、LQG控制(linear-quadratic-Gaussiancontrol，线性二次型高斯控制)等。但是这些方法现有的方法大多只能考虑轮胎侧偏刚度，车辆纵向速度等少量参数的摄动。而对实际的车辆系统的车辆状态参数都是很难准确获取的，该参数的不确定性造成车辆路径跟踪的精度较低。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种车辆路径跟踪方法、装置、控制器、车辆和介质，能够提高车辆路径跟踪的精度。其具体方案如下：

本申请提供了一种车辆路径跟踪方法，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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；