[发明专利]一种自动驾驶汽车的运动目标跟踪方法

权利要求书

1.一种自动驾驶汽车的运动目标跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.建立自动驾驶汽车的目标跟踪模型；

S2.基于自动驾驶汽车的实际行驶状态分析所述自动驾驶汽车的目标跟踪模型，得到自动驾驶汽车的目标跟踪模型的离散化模型；

S3.对于所述自动驾驶汽车的目标跟踪模型的离散化模型，确定其控制目标为(r,φ)，控制量为对自动驾驶汽车的前进速度和偏转角速度的控制，在控制过程中采用优先调整偏转角速度策略；其中r为自动驾驶汽车到目标位置的距离，φ为自动驾驶汽车当前前进方向与自动驾驶汽车到目标位置中心连线的夹角。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶汽车的运动目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

定义M为跟踪目标的所在位置，N为当前自动驾驶汽车的位置，P为自动驾驶汽车的理想跟踪位置；

则自动驾驶汽车的目标跟踪的理想情况为：

r＝d,φ＝0

其中r为自动驾驶汽车N到目标位置M的距离，φ为自动驾驶汽车当前前进方向与自动驾驶汽车到目标位置M中心连线的夹角,r＝d表示自动驾驶汽车的位置N距离目标位置M的距离为设定距离d，φ＝0表示自动驾驶汽车前进方向指向跟踪目标，r和φ的值即为自动驾驶汽车的理想控制状态。

3.根据权利要求2所述的自动驾驶汽车的运动目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

S21.经过时间Δt后，自动驾驶汽车的理想跟踪位置P变化为新的位置P'，P'即为t+Δt时刻自动驾驶汽车的理想跟踪位置，则自动驾驶汽车的目标跟踪情况为：

r＝d,φ＝0

其中r为自动驾驶汽车N到自动驾驶汽车的理想跟踪位置P'的距离，φ为自动驾驶汽车当前时刻前进方向与自动驾驶汽车的理想跟踪位置P'的前进方向偏转夹角；

S22.定义v为自动驾驶汽车前进方向的速度绝对值，y为垂直于自动驾驶汽车前进方向的轴，自动驾驶汽车的左轮和右轮沿前进方向的角速度绝对值大小分别为w_r,w_l，D为自动驾驶汽车横向车轴距离，w表示自动驾驶汽车沿逆时针方向偏转角速度，自动驾驶汽车左轮和右轮的半径均为c；

得到所述自动驾驶汽车的动态模型为：

自动驾驶汽车当前位置与理想跟踪位置的关系如下：

由所述自动驾驶汽车的动态模型及自动驾驶汽车当前位置与理想跟踪位置的关系得到下式：

w_l、w_r的实际控制量为：

在自动驾驶汽车的实际目标跟踪系统中，w受自动驾驶汽车自身发动机执行能力的约束为：

|w_l/r|＜w_max

由此得到自动驾驶汽车的目标跟踪模型的离散化模型为：

4.根据权利要求3所述的自动驾驶汽车的运动目标跟踪方法，其特征在于，步骤S3所述的对于所述自动驾驶汽车的目标跟踪模型的离散化模型，确定其控制目标为(r,φ)，控制量为对自动驾驶汽车的前进速度和偏转角速度的控制具体为：

所述自动驾驶汽车的目标跟踪模型的离散化模型的控制目标为(r,φ)，控制量为对自动驾驶汽车的前进速度v和偏转角速度w的控制；

根据基本的控制器算法：v＝K₁r cosφ，w＝-K₁sinφcosφ-K₂φ

所述控制量解耦为自动驾驶汽车左轮和右轮的发动机的控制：