[发明专利]路径跟踪控制方法、装置及智能汽车

权利要求书

1.一种路径跟踪控制方法，其特征在于，所述方法应用于无人驾驶汽车；所述方法包括步骤：

获取给定的目标路径和车辆的状态信息；其中，所述给定的目标路径包括至少一个目标路径点，所述目标路径点以车辆行驶至每个目标路径点的先后顺序依次排列；所述车辆的状态信息包括车辆位置、车辆航向和车辆当前的车速；

根据预设的主预瞄距离和所述给定的目标路径获取主预瞄点，根据预设的辅助预瞄距离和所述给定的目标路径获取辅助预瞄点；

根据主预瞄点的位置、车辆位置与所述车辆航向确定第一横向误差，根据辅助预瞄点的位置、车辆位置与车辆航向确定第二横向误差；

根据所述车辆当前的车速和预先标定的车速与PID控制参数的映射关系，分别确定主预瞄PID控制的参数和辅助预瞄PID控制的参数，将主预瞄PID控制的参数和所述第一横向误差代入主预瞄PID控制的算法计算主预瞄输出量，将辅助预瞄PID控制的参数和所述第二横向误差代入辅助预瞄PID控制的算法计算辅助预瞄输出量；通过主预瞄PID控制器计算主预瞄输出量，通过辅助预瞄PID控制器计算辅助预瞄输出量；

对所述主预瞄输出量和所述辅助预瞄输出量进行加权求和，得到当前控制周期的方向盘转角控制量；

输出所述当前控制周期的方向盘转角控制量至车辆控制执行机构；

在所述对所述主预瞄输出量和所述辅助预瞄输出量进行加权求和，得到方向盘转角控制量之后，还包括步骤：

根据上一控制周期的方向盘转角控制量对所述当前控制周期的方向盘转角控制量进行限幅处理；其中，在所述当前控制周期的方向盘转角控制量大于或等于预设最小标定量、且小于或等于预设最大标定量的情况下，获取所述当前控制周期的方向盘转角控制量与上一控制周期的方向盘转角控制量的差值，并基于所述差值、采用预设偏差量进行所述限幅处理；所述预设偏差量为根据在特定车速和道路附着系数下、导致车辆处于失控临界点的方向盘转角控制量，以及所述当前控制周期的周期时间得到。

2.根据权利要求1所述的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述根据预设的主预瞄距离和所述给定的目标路径获取主预瞄点的步骤，包括以下步骤：

计算各目标路径点与车辆的距离，选取距离最小的目标路径点作为当前控制周期的最近点；

从所述最近点开始，依照各目标路径点的排列顺序获取所述各目标路径点与车辆的距离，直至某一目标路径点与车辆的距离大于等于所述主预瞄距离，则将该目标路径点作为主预瞄初始点；

在所述主预瞄初始点前一个目标路径点与所述主预瞄初始点间进行预设间隔的线性插值处理，得到所述主预瞄初始点的插值点集；

从所述主预瞄初始点起，依照插值的顺序计算所述主预瞄初始点的插值点集内各点与车辆的距离，直至所述主预瞄初始点的插值点集内的某一点与车辆的距离大于等于所述主预瞄距离，则将该点作为主预瞄点。

3.根据权利要求1所述的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述根据预设的辅助预瞄距离和所述给定的目标路径获取辅助预瞄点的步骤，包括以下步骤：

计算各目标路径点与车辆的距离，选取距离最小的目标路径点作为当前控制周期的最近点；

从所述最近点开始，依照各目标路径点的排列顺序获取所述各目标路径点与车辆的距离，直至某一目标路径点与车辆的距离大于等于所述辅助预瞄距离，将该目标路径点作为辅助预瞄初始点；

在所述辅助预瞄初始点前一个目标路径点与所述辅助预瞄初始点间进行预设间隔的线性插值处理，得到所述辅助预瞄初始点的插值点集；

从所述辅助预瞄初始点起，依照插值的顺序计算所述辅助预瞄初始点的插值点集内各点与车辆的距离，直至所述辅助预瞄初始点的插值点集内的某一点与车辆的距离大于等于所述辅助预瞄距离，则将该点作为辅助预瞄点。

4.根据权利要求2-3任意一项所述的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述计算各目标路径点与车辆的距离，选取距离最小的目标路径点作为当前控制周期的最近点的过程，包括：

当所述当前控制周期的目标路径点构成的路径与上一控制周期的目标路径点构成的路径相同时，在上一控制周期的最近点前后各选取预设数量的目标路径点，并计算选取的目标路径点与车辆的距离，从中选取距离最小的目标路径点作为当前控制周期的最近点。