[发明专利]路径跟踪控制方法、装置及智能汽车

说明书

本发明涉及一种路径跟踪控制方法、装置及智能汽车，包括步骤：获取给定的目标路径和车辆的状态信息；根据预设的主预瞄距离、辅助预瞄距离和给定的目标路径获取主预瞄点和辅助预瞄点；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；计算主预瞄输出量和辅助预瞄输出量；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。基于此准确描述给定的目标路径的曲率特点，使车辆的跟踪路径更加贴合给定的目标路径，以提高路径跟踪的鲁棒性，增强路径跟踪控制的稳定性。

技术领域

本发明涉及路径跟踪技术领域，特别是涉及一种路径跟踪控制方法、装置及智能汽车。

背景技术

路径跟踪是指在惯性坐标系中，无人驾驶车辆从一个给定的初始状态出发，跟随和到达理想的几何路径，而车辆的初始点可以在这条路径上，也可以不在路径上。目前工程实践中主要应用的是PID(Proportion Integration Differentiation，比例积分微分)控制算法来实现路径跟踪。然而，现有的基于PID控制算法的路径跟踪无法准确描述给定跟踪路径的曲率特点，使无人驾驶车辆无法跟踪预瞄点之前的路径，会放大跟踪路径的突变问题，可能引发横向控制量的突变，导致失控。

发明内容

基于此，有必要针对现有的基于PID控制算法的路径跟踪无法准确描述给定跟踪路径的曲率特点，使无人驾驶车辆无法跟踪预瞄点之前的路径，会放大跟踪路径的突变问题的缺陷，提供一种路径跟踪控制方法、装置及智能汽车。

一种路径跟踪控制方法，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；

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。

一种路径跟踪控制装置，包括：

信息获取模块，用于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；

预瞄点获取模块，用于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；

横向误差计算模块，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；