[发明专利]车道保持控制方法、控制装置和车辆

说明书

本发明提供了一种车道保持控制方法、控制装置和车辆，其中，车道保持控制方法包括：设置线性二次型控制器的控制参数；根据车辆的速度确定车辆的预瞄距离；根据预瞄距离和车辆所处车道的车道线信息，确定车辆的状态误差反馈量和道路曲率补偿量；根据控制参数和状态误差反馈量，确定车辆的状态误差控制量；根据状态误差控制量和道路曲率补偿量，控制车辆转向。从而能够根据不同的车速在车辆行驶过程中不断确定合适的预瞄点，而且能够结合预瞄距离和车道线相关的参数计算控制补偿，提高了车道保持控制算法的鲁棒性，实现精准的车辆转向自动控制，使得车辆在不同车速、不同状态下均能够快速、准确地回正，保证车辆沿车道中心行驶。

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种车道保持控制方法、一种控制装置和一种车辆。

背景技术

车道保持控制是一种能够主动检测车辆行驶时的横向偏移，根据摄像头识别的车道线信息，实时计算期望的转向指令，控制车辆沿车道中心行驶。该系统能够减轻驾驶员的负担，提升驾驶舒适性，并减少交通事故的发生。

相关技术中，当前车道保持控制广泛采用基于运动学模型进行设计，如图1所示，通过设置远近不同的多点预瞄，采用PID控制方法综合不同预瞄点的权重系数得到控制量，但该方法主要存在以下问题：

1)基于运动学模型难以保证车辆高速行驶的稳定性；

2)PID控制器难以满足采用车辆动力学模型的设计要求；

3)多点预瞄方法控制器参数较多，难以调参达到最优效果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一方面提供了一种车道保持控制方法。

本发明的第二方面还提供了一种控制装置。

本发明的第三方面还提供了一种车辆。

本发明的第四方面还提供了一种可读存储介质。

有鉴于此，本发明的第一方面提出了一种车道保持控制方法，包括：设置线性二次型控制器的控制参数；根据车辆的速度确定车辆的预瞄距离；根据预瞄距离和车辆所处车道的车道线信息，确定车辆的状态误差反馈量和道路曲率补偿量；根据控制参数和状态误差反馈量，确定车辆的状态误差控制量；根据状态误差控制量和道路曲率补偿量，控制车辆转向。

本发明提供的车道保持控制方法，设置线性二次型(LQR)控制器的控制参数，同时，通过车辆当前的速度自适应计算预瞄距离，进而确定预瞄点，并结合预瞄距离以及车辆相对于车道两侧的车道线的车道线信息，计算车辆的状态误差反馈量(state errorfeedback，SEF)和道路曲率补偿量。再利用控制参数和状态误差反馈量，确定出车辆行驶时的状态误差控制量。最后利用道路曲率补偿量对状态误差控制量进行补偿，得到最终的方向盘转角，以控制车辆转向。通过本发明提供的车道保持控制方法，在预瞄处状态误差反馈控制的基础上，能够根据不同的车速在车辆行驶过程中不断确定合适的预瞄点，便于车辆在行驶方向上的某一单个预瞄点进行跟踪，而且能够结合预瞄距离和车道线相关的参数计算控制补偿，提高了车道保持控制算法的鲁棒性。进而实现精准的车辆转向自动控制，使得车辆在不同车速、不同状态下均能够快速、准确地回正，避免车辆自适应控制过程中出现压线、偏离车道等问题，保证车辆沿车道中心行驶，减轻驾驶员的负担，提升驾驶舒适性，并减少交通事故的发生。

根据本发明提供的上述的车道保持控制方法，还可以具有以下附加技术特征：

在上述技术方案中，进一步地，根据车辆的速度确定车辆的预瞄距离，包括：根据速度确定预瞄时间；根据预瞄时间和速度的乘积，确定预瞄距离。