[发明专利]一种多点预瞄方法及其多点预瞄装置与目标路径跟踪方法

说明书

本发明公开了一种多点预瞄方法及其多点预瞄装置。所述多点预瞄方法包括：设定至少三个测量点，且至少三个测量点在目标路径上的分别对应的测量距离应满足：x₁＝0，x₃＞x₂＞x₁；测量点到对应预瞄点的距离为预瞄点横向偏差y₁、y₂、y₃。将当前实际工况分解计算，即：计算只考虑车辆与实际目标路径距离偏差条件下的理想横摆角速度ω_so；计算只考虑车辆与实际目标路径夹角偏差条件下的理想横摆角速度ω_ss；计算只考虑实际目标路径弯曲条件下的理想横摆角速度ω_sw。叠加ω_so、ω_ss、ω_sw后乘以一个预定系数得到车辆的理想方向盘转角δ_s。本发明可针对不同的复杂路径进行路径跟踪，在保证路径跟踪精度的同时，也有效提高了鲁棒性，能够有效抑制车辆模型的执行机构时滞、不确定性、轮胎力非线性的影响。

技术领域

本发明属于车道保持方法技术领域，尤其涉及一种提高目标路径跟踪精度的多点预瞄方法、与所述多点预瞄方法相对应的提高目标路径跟踪精度的多点预瞄装置、采用所述多点预瞄方法的目标路径跟踪方法。

背景技术

上个世纪80年代，人们为了能够实现闭环系统的仿真实验，开始了对驾驶员模型的研究。从某种程度上说，驾驶员模型可以看做是一个路径跟踪控制器。近年来，自动驾驶成为车辆研究的热点，而对横向控制模型的研究又是自动驾驶研究中不可避免的重要一环。

轨迹预测与跟踪是车道保持功能中的一个基本控制问题，它要求车辆在指定时间内到达给定的轨迹点。由于车辆是一个高度耦合的强非线性的系统，建立的车辆动力学模型只能满足一定情况下的精度，因此对于目标路径的跟踪和控制始终都是一个难点。

目前，已有很多学者对这一问题进行了深入研究，目前和目标路径跟踪与控制的相关算法有：

1)专利文献1：公开号为CN107292048A的中国发明专利申请在2017年10月24日公开的《一种基于veDYNA车道保持方法及系统》，通过veDYNA软件平台搭建整车模型和仿真环境来模拟真实车辆和道路情况，对车辆行驶状态进行分析和处理后，得出一个理想的方向盘转角，最终达到控制方向盘达到跟踪目标路径的目的，但是该方法只适用于单点预瞄模型中，并没有将车辆与目标路径之间的关系进行深入探讨；

2)专利文献2：公开号为CN107487358A的中国发明专利申请在2017年12月19日公开的《一种基于大脑情感学习回路模型的驾驶员转向控制方法》，该方法通过模拟大脑情感学习的过程，包括学习过程和校正过程等。但是该公开车辆行驶环境简单，运行工况简单。

发明内容

本发明的目的是为了使车辆更好的对目标路径进行跟踪，来满足车辆道路试验中对目标路径跟踪精度的驾驶需求，基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种提高目标路径跟踪精度的多点预瞄方法、与所述多点预瞄方法相对应的提高目标路径跟踪精度的多点预瞄装置、采用所述多点预瞄方法的目标路径跟踪方法。

本发明的解决方案是：一种提高目标路径跟踪精度的多点预瞄方法，所述多点预瞄方法包括以下步骤：

设定至少三个测量点，且至少三个测量点在目标路径上的分别对应的测量距离应满足：x₁＝0，x₃x₂x₁；测量点到对应预瞄点的距离为预瞄点横向偏差y₁、y₂、y₃；

计算只考虑车辆与实际目标路径距离偏差条件下的理想横摆角速度ω_so；

计算只考虑车辆与实际目标路径的夹角偏差条件下的理想横摆角速度ω_ss；