[发明专利]用于低级别前馈车辆控制策略的系统和方法

说明书

提供用于控制自主车辆的系统和方法。方法包括使用横向控制器系统来用于确定车辆的曲率。纵向控制器系统用于确定期望的车辆加速度。纵向控制器系统相对于速度误差和前馈项而使用控制环路。指令基于横向控制器系统和纵向控制器系统的输出而生成。

技术领域

本发明总地涉及自主车辆，并且更具体地说涉及用于低级别前馈车辆控制的系统和方法。

背景技术

自主车辆是能够在较少或没有用户输入的情形下感测其环境和导航的车辆。自主车辆使用诸如雷达、激光雷达、图像传感器之类的感测装置来感测其环境。自主车辆系统进一步使用来自全球定位系统(GPS)技术、导航系统、车辆对车辆通信、车辆对基础设施技术和/或线控驱动系统的信息以导航车辆。

车辆自动化已分类成范围从零到五的数值等级，零对应于在完全人为控制情况下的无自动化，五对应于在不具有人为控制的情况下的全自动化。诸如巡航控制、自适应巡航控制以及停车辅助系统之类的各种自动驾驶员辅助系统对应于较低的自动化等级，而完全“无人驾驶”车辆对应于较高的自动化等级。

轨迹规划用于自动驾驶并且能对道路上的动态物体做出反应。计算出的轨迹应遵循交通规则、在道路边界内安全、满足动态约束等。然而，现有的运动规划算法要么是计算密集型的，要么不是针对城市和高速公路驾驶的多种不同可能场景而设计的。

因此，期望提供能够更有效地加速用于自动驾驶的运动计划的处理的系统和方法。此外，从结合附图和前文技术领域和背景技术的后续具体实施方式和所附权利要求中，本发明的其他期望特征和特点会变得显而易见。

发明内容

提供用于控制自主车辆的系统和方法。在一个实施例中，系统和方法包括使用横向控制器系统来用于确定车辆的曲率。纵向控制器系统用于确定期望的车辆加速度。纵向控制器系统相对于速度误差和前馈项而使用控制环路。指令基于横向控制器系统和纵向控制器系统的输出而生成。

在其他实施例中，系统和方法包括由一个或多个处理器接收指示车辆本地规划的数据和指示车辆速度的数据。横向控制器系统用于基于车辆本地规划数据来确定车辆曲率。纵向控制器系统用于基于车辆速度数据来确定期望车辆加速度。纵向控制器系统基于速度误差和前馈项使用控制环路，以生成车辆加速度数据，该车辆加速度数据转换成节气门或制动数据。发送车辆转向控制指令，这些指令基于所确定的车辆曲率而生成。发送车辆制动器和发动机控制指令，这些指令基于所确定的节气门或制动数据而生成。

附图说明

之后会结合以下附图来描述示例性实施例，其中，类似的附图标记指代类似的元件，且附图中：

图1是说明根据各个实施例的自主车辆的功能性框图；

图2是说明根据各个实施例的具有图1中示出的一个或多个自主车辆的运输系统的功能性框图；

图3是说明根据各个实施例的与自主车辆相关联的自主驾驶系统(ADS)的功能性框图；

图4和5是示出根据各个实施例的车辆路径控制系统的功能性框图；

图6是示出根据各个实施例的包含车辆路径规划的操作场景的流程图；

图7是示出根据各个实施例的车辆运动规划系统的功能性框图；

图8和9是示出根据各个实施例的用于车辆运动规划系统的优化模型的功能性框图；

图10是示出根据各个实施例的横向预处理操作的流程图；

图11是示出根据各个实施例的纵向预处理操作的流程图；

图12是示出根据各个实施例的用于车辆路径跟随器系统的功能性框图；

图13是示出根据各个实施例的车辆低级别控制系统的功能性框图；