[发明专利]一种基于前馈控制的跟随式自动驾驶汽车跟随控制方法

说明书

本申请公开了一种基于前馈控制的跟随式自动驾驶汽车跟随控制方法，该跟随控制方法适用于电动汽车的跟随控制，跟随控制方法包括：步骤1，根据车辆行驶参数，拟合生成车辆跟随拟合函数，其中，车辆行驶参数至少包括行驶速度、控制信号以及荷电状态；步骤2，基于前车当前行驶状态下的车辆行驶参数以及目标加速度变化量，根据车辆跟随拟合函数，计算后车的行驶过程中的控制信号。通过本申请中的技术方案，解决了跟随式自动驾驶车辆后车跟随行驶过程中由于两车功率、车辆状况不同、存在延迟等原因导致跟随效果不佳及不稳定的问题。

技术领域

本申请涉及自动驾驶的技术领域，具体而言，涉及一种基于前馈控制的跟随式自动驾驶汽车跟随控制方法。

背景技术

跟随式自动驾驶是一种可使目标车辆自动跟随其他车辆行驶的技术，其相对成本低、实现更为容易，且在道路标志线清晰的结构化道路和缺乏道路标志线的非结构化道路上都有广阔的应用前景。例如在物流车间内，可以使载货车自动跟随人工驾驶的前车进行工作，提升货物车间内周转效率，并降低了人工成本；在公路上，可以基于跟随式自动驾驶实现后车对前车的自动跟随，也可以控制智能驾驶车列编队行驶。

在理想的跟随式自动驾驶过程中，后车与前车应始终保持相同的行驶速度和车间距离。但在实际行驶过程中，两者的行驶速度一定会出现偏差，且车间距离也会产生波动，因此，通常情况下需要使用PI控制器来减小两车行驶速度和车间距离的偏差。但PI控制器需要等到目标量出现误差时才会发挥作用，应用在实际情况中同样会出现前车速度改变时，后车速度出现波动，且车间距离不稳定的情况。所以，需要引入前馈控制的方法，在干扰量产生，尚没有体现在目标量上时，就将干扰量降低，达到减少误差的目的。

而现有技术中，通常分别采集前后车的加速踏板、制动踏板信号，作为干扰量。在前车的加速踏板或制动踏板信号发生变化时，使后车的加速踏板或制动踏板同样变化，在忽略延迟的理想条件下，就可以使两者行驶速度和车间距离始终保持相同。但实际情况下，不仅存在车间通讯延迟与执行机构延迟等情况，而且两车的功率、制动性能等也可能存在差别，导致此类前馈控制方法的车辆跟随效果不佳、且后车跟随效果也不稳定。

发明内容

本申请的目的在于：解决跟随式自动驾驶车辆后车跟随行驶过程中由于两车功率、车辆状况不同、存在延迟等原因导致跟随效果不佳及不稳定的问题。

本申请的技术方案是：提供了一种基于前馈控制的跟随式自动驾驶汽车跟随控制方法，该跟随控制方法适用于电动汽车的跟随控制，跟随控制方法包括：步骤1，根据车辆行驶参数，拟合生成车辆跟随拟合函数，其中，车辆行驶参数至少包括行驶速度、控制信号以及荷电状态；步骤2，基于前车当前行驶状态下的车辆行驶参数以及目标加速度变化量，根据车辆跟随拟合函数，计算后车的行驶过程中的控制信号。

上述任一项技术方案中，进一步地，步骤1中拟合生成车辆跟随拟合函数，具体包括：步骤11，根据预设采样测量频率，采集车辆行驶过程中的车辆行驶参数，并将采样获得的数据记作一个采样数据点；步骤12，计算相邻两个采样数据点之间的参数距离，当判定参数距离大于或等于距离阈值时，将后一个采样数据点记作单点数据，否则，采用加权算法，将相邻两个采样数据点进行合并，生成复点数据；步骤13，根据单点数据和复点数据，采用曲线拟合的方式，拟合生成车辆跟随拟合函数。

上述任一项技术方案中，进一步地，步骤12中，参数距离的计算公式为：