[发明专利]一种多轴转向车辆跟踪中央车道线转向控制方法及系统

权利要求书

1.一种多轴转向车辆跟踪中央车道线转向控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.获取车辆的视觉航向偏差和航向预估量；

S2.根据所述视觉航向偏差和航向预估量通过增量PID算法计算车辆的期望前轮转向角，控制车辆前轮转向；

所述视觉航向偏差为预瞄点与车辆中心之间连线与车辆中心线之间的夹角。

2.根据权利要求1所述的多轴转向车辆跟踪中央车道线转向控制方法，其特征在于：所述视觉航向偏差通过车辆的车道线识别视觉系统获取。

3.根据权利要求2所述的多轴转向车辆跟踪中央车道线转向控制方法，其特征在于：所述航向预估量通过计算车辆的预设时间周期内的纵向位移与车辆的转弯半径的比值而确定。

4.根据权利要求3所述的多轴转向车辆跟踪中央车道线转向控制方法，其特征在于：所述车辆的转弯半径通过获取车辆前后轴之间距离和前轮转向角，并根据所述车辆的转弯半径、车辆前后轴之间距离和前轮转向角之间的三角关系计算确定。

5.根据权利要求1至4任一项所述的多轴转向车辆跟踪中央车道线转向控制方法，其特征在于：所述步骤S2中的增量PID算法如式(1)所示，

Δu＝u(k)-u(k-1)＝K_p[e(k)-e(k-1)]+K_ie(k)+K_d[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)] (1)

式(1)中，Δu为车辆的前轮转向角的增量，u(k)为第k(k＝0,1,2…)个采样时刻的前轮转向角，e(k)为第k个采样时刻的等效航向偏差，Δψ为所述视觉航向偏差，为所述航向预估量，K_p为PID算法的比例系数，K_i为PID算法的积分系数，K_d为PID算法的微分系数。

6.一种多轴转向车辆跟踪中央车道线转向控制系统，其特征在于：包括车道线视觉识别模块、数据采集单元、决策控制单元和执行单元；所述车道线视觉识别模块用于识别车道线，并向所述决策控制单元提供视觉航向偏差信息；所述数据采集单元用于采集并向所述决策单元提供车辆的速度信息和车辆的前轮转向角信息；所述决策控制单元用于根据所述数据采集单元提供的速度信息和前轮转向角信息计算航向预估量，并根据所述航向预估量和所述视觉航向偏差计算车辆的期望前轮转向角，并将所述期望前轮转向角提供给执行单元；所述执行单元根据所述期望前轮转向角控制车辆转向；

所述视觉航向偏差为预瞄点与车辆中心之间连线与车辆中心线之间的夹角。

7.根据权利要求6所述的多轴转向车辆跟踪中央车道线转向控制系统，其特征在于：所述车道线视觉识别模块包括摄像头和图像处理系统；所述摄像头用于获取车道线图像，所述图像处理系统对所述车道线图像进行分析处理，获得所述视觉航向偏差。

8.根据权利要求7所述的多轴转向车辆跟踪中央车道线转向控制系统，其特征在于：所述数据采集单元包括前轮转向角传感器和车速传感器；所述前轮转向角传感器用于获取车辆的前轮转向角信息，所述车速传感器用于获取车辆的速度信息。

9.根据权利要求8所述的多轴转向车辆跟踪中央车道线转向控制系统，其特征在于：所述决策控制单元还包括手动驾驶模式，当所述手动驾驶模式开启时，决策控制单元不向所述执行单元提供所述期望前轮转向角。

10.根据权利要求9所述的多轴转向车辆跟踪中央车道线转向控制系统，其特征在于：所述数据采集单元还包括扭矩传感器，用于获取施加到车辆方向盘上的外力，并将所述外力发送至所述决策控制单元；所述决策控制单元根据所述外力开启手动驾驶模式。