[发明专利]一种自动驾驶汽车的运动目标跟踪方法

说明书

本发明公开了一种自动驾驶汽车的运动目标跟踪方法，通过对自动驾驶汽车的目标跟踪进行数学建模并对其进行了简化，对自动驾驶汽车目标跟踪控制模型的参数提供了整定方法使其适应实际的运行状态，提高自动驾驶汽车轨迹跟踪的准确率；在自动驾驶汽车目标跟踪控制模型的输出控制量超出自动驾驶汽车自身的最大执行速度时，采用优先调整偏转角速度的控制策略提高系统的稳定性、减少目标的丢失率。本发明解决了现有的目标跟踪控制方法难以适应车辆实际的运行状态，且存在对于实际自动驾驶汽车执行能力不足的问题。

技术领域

本发明涉及自动驾驶汽车轨迹跟踪控制技术领域，尤其涉及一种自动驾驶汽车的运动目标跟踪方法。

背景技术

自动驾驶汽车可以有效提升车辆的行驶安全性，实现更好的道路利用率，并大大降低移动成本，为从根本上改变传统的交通方式提供了可能性，因而，成为近几年新兴的研究热点。作为自动驾驶汽车的关键技术之一，车辆的轨迹跟踪控制目标是获取目标的位置并驱动发动机实现自动汽车快速平稳地达到我们指定的位置。

在现有目标位置获取技术中，有使用基于视觉和超声定位目标的跟踪系统，也有使用图像传感器和激光传感器检测特定的目标与测距。在已知自动驾驶汽车与目标的相对位置关系后，需要设计一种跟踪策略，使自动驾驶汽车能够不断地调整前进速度和转角速度，平稳且快速地到达指定位置。在自动驾驶过程中，轨迹跟踪的准确率将会直接影响车辆的行驶轨迹，继而影响自动驾驶系统的整体性能和行车安全。然而现有的目标跟踪控制方法难以适应车辆实际的运行状态，且存在对于实际自动驾驶汽车执行能力不足的问题，影响了系统的稳定性，且目标丢失率较高。

发明内容

本发明为解决现有的目标跟踪控制方法难以适应车辆实际的运行状态，且存在对于实际自动驾驶汽车执行能力不足的问题，影响了系统的稳定性，且目标丢失率较高的问题，提供了一种自动驾驶汽车的运动目标跟踪方法。

为实现以上发明目的，而采用的技术手段是：

一种自动驾驶汽车的运动目标跟踪方法，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。

上述方案中，由于在对自动驾驶汽车的前进速度和偏转角速度的控制过程中采用了优先调整偏转角速度的策略，避免了在目标跟踪模型的离散化模型输出的控制量超出自动驾驶汽车自身的最大执行速度时，自动驾驶汽车沿直线以最快的速度运行而导致其丢失目标的情况，优先调整偏转角速度的策略提高了系统的稳定性并减少目标的丢失率。

优选的，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，以上各个参数均为非负数。

优选的，所述步骤S2具体为：