[发明专利]一种应用于全自动泊车的蠕行速度控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及自动泊车技术，尤其涉及一种应用于全自动泊车的蠕行速度控制方法及装置。

背景技术

全自动泊车技术旨在帮助驾驶员找到合适的停车位，并在有限的空间内通过对转向、油门和制动的反复操作，自动驾驶车辆进入停车位而不需要驾驶员干预的技术，由于可以有效提高泊车期间的安全性和舒适度，得到了广泛的应用。

全自动泊车流程包括三个顺序流程，分别是：环境辨识、开环轨迹规划、闭环轨迹跟踪。其中，闭环轨迹跟踪直接影响停车位置精度，甚至决定泊车的成功与否。在闭环轨迹跟踪流程中，需要实时获知本车的位置信息，但鉴于自动泊车的场景多样、环境复杂，车体位置不能由GPS直接量测或通过无人车自定位技术精确估计。因而，为了简化全自动泊车的闭环轨迹跟踪问题，车体运动控制任务一般被分解为开环的转向控制和闭环的纵向运动控制这两个子任务。

图1为现有全自动平行泊车的运动轨迹和对应的转向操作示意图。参见图1，将全自动泊车流程分解成如下四个泊车阶段：

第一泊车阶段：由待泊车位置P1直线行驶S12距离至泊车起始位置P2；

第二泊车阶段：控制方向盘至δ_max角度并行驶S23距离(对应弧长θ、半径R)至P3点；

第三泊车阶段：反向打方向盘至δ_max角度并行驶S34距离(对应弧长θ、半径R)至P4点；

第四泊车阶段：方向盘回正并直线行驶至泊车终点P5。

但上述的全自动泊车，由于仅遵循预先设置的开环行为，在泊车流程中，无需主动校正或补偿车辆的位置，使得每一泊车阶段的距离跟踪误差将沿泊车轨迹进行积累和传播，最终在泊车终点导致不可接受的位置和方位偏差(误差)，甚至意外导致车辆在自主操纵期间与相邻汽车或路肩发生碰撞，使得泊车的安全性较低。

为了提升泊车的安全性，改进的方法是通过在电动助力转向中引入先进的伺服电机控制系统，可以精确地控制车辆转向轮到目标角度，且位置和方位误差可以忽略不计。这样，自动泊车的安全性能几乎完全取决于精确的纵向运动控制。同时，为安全起见，车辆的加速/减速被限制在较低的水平，例如，设置车辆以蠕行速度(小于10公里/小时)执行泊车轨迹跟踪操作以精确控制车辆的纵向运动，使得由此引起的轮胎侧滑效应也可以忽略不计，从而有效提升泊车安全性。

然而，以蠕行速度控制车辆的纵向运动并不简单。大多数研究学者通过将车辆动力学模型简化为车型机器人的运动学模型来研究自动泊车原理，未考虑底盘部件动力学特性，速度控制过度简化，无法保证满意的控制效果，从而影响泊车的安全性能。因此，目前还没有专门为全自动泊车系统设计蠕行控制方法的研究，许多关于蠕行速度控制的方法中，被控车辆仅通过维持恒定的目标速度实现蠕行，而不是跟踪变化的速度曲线，从而在全自动泊车加速/减速过程中可能导致较大的速度和距离跟踪误差，泊车位置控制精度不高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种应用于全自动泊车的蠕行速度控制方法及装置，能够有效提升泊车位置控制精度，以解决现有的应用于全自动泊车的蠕行速度控制方法中，被控车辆通过维持恒定的目标速度实现蠕行导致的泊车位置控制精度较差的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种应用于全自动泊车的蠕行速度控制方法，包括：

根据预先设置的泊车分段轨迹以及参考车速控制算法，计算出待泊车位置点之后参考车速随时间变化的曲线；

获取当前时刻后轴两侧车轮的平均轮速，查询所述曲线，得到所述当前时刻对应的参考车速；

依据所述平均轮速与所述当前时刻对应的参考车速的车速误差值，调节车辆动力传动系统和制动系统的执行机构，以最小化所述车速误差值。

结合第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，所述根据预先设置的泊车分段轨迹以及参考车速控制算法，计算出待泊车位置点之后参考车速随时间变化的曲线包括：

确定车速不能加速至预设的泊车速度上限，依据预先设置的泊车分段轨迹的距离以及预先设置的泊车加速度，计算车辆行驶时间；

依据所述泊车加速度以及所述车辆行驶时间，计算车辆最大参考速度；

依据所述泊车分段轨迹的距离、所述泊车加速度以及所述车辆最大参考速度，确定参考车速随时间变化的曲线。

结合第一方面的第一种实施方式，在第一方面的第二种实施方式中，所述参考车速控制算法采用梯形法，利用下式计算车辆行驶时间：

式中，

S_ab为泊车分段轨迹的距离；