[发明专利]基于Pure Pursuit算法的避障控制速度方法

说明书

本发明公开一种基于Pure Pursuit算法的避障控制速度方法，在pure pursuit算法思想的基础上同时实现横向速度和纵向速度的控制。本发明增加了纵向速度控制，可以根据转弯的大小自动、实时改变加速度的大小，从而自动调节运动速度的大小，使智能汽车在转弯的时候自动实时控制纵向速度，即使在转弯情况下也可以实现走直线时的精确控制，提高乘坐的舒适性。

技术领域

本发明属于智能汽车控制技术领域，特别是涉及一种智能汽车的避障控制速度方法。

背景技术

无人驾驶智能汽车是汽车电子、智能控制以及互联网等技术发展融合的产物，其原理为自动驾驶系统利用感知与定位系统，获取车辆自身方位以及外界环境信息，经过计算系统分析信息、做出决策，控制执行系统实现车辆加速、减速或转向，从而在无需驾驶员介入的情况下，完成自动行驶。

无人驾驶智能汽车在进行变道和转弯时，为了保证车辆行驶安全，需要准确判断周围障碍物的运动状态，及时进行避让，因此每种智能汽车都有自己的避障控制方法。

无人驾驶智能汽车的控制主要包括横向控制和纵向控制两部分，其中横向控制主要指对车辆转向系统的控制，路径跟踪是智能车横向控制的一个主要应用。所谓的路径跟踪是指在已经得到一条期望路径的前提下，智能汽车根据大地坐标系中的位置信息，按照一定的控制策略，使智能汽车的实际行驶路径可以与规划路径达到一致。目前被广泛应用在无人驾驶智能汽车路径跟踪的算法基本上都是通过调节实际路径与规划路径之间存在的偏差以实现对目标路径进行跟踪，如方位误差、距离误差等。其中Pure Pursuit算法、斯坦利算法、环形预瞄算法是几类常见的路径跟踪算法。基于Pure Pursuit算法的路径跟踪算法，其主要思想是：根据当前智能汽车的位置选择前方路径上的某个路径点作为预瞄点，这时，智能汽车的位置与预瞄点之间的连线和车身的朝向有个角度偏差，根据这个角度偏差来调整智能汽车的方向盘的转角，从而实现横向控制。

中国专利CN104960520B《基于Pure Pursuit算法的预瞄点确定方法》详细披露了这一技术。该算法思想简单有效，可实现较高精度的路径跟踪，但是只是有横向速度的控制，没有考虑到纵向速度的控制(即运动速度方面的控制)。

中国专利CN108001447A《一种智能车辆路径跟踪前轮转角补偿控制方法》揭示了一种控制方法，通过设计纵向车速模糊控制器来确定纵向车速，将实时纵向车速和目标车速的差作为车轮转矩PID控制器的输入值，该方法中同样将纵向基准速度设为被控车辆的参考基准车速，为已知设定值，同样没有实时的纵向车速的控制。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种基于pure pursuit算法的的避障控制速度方法，同时具有横向速度和纵向速度的实时控制。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于Pure Pursuit算法的避障控制速度方法，包括:

S1、获取智能汽车的偏航角变化量和转弯半径；

S2、根据pure pursuit算法，获得智能汽车的横向速度；

S3、获取智能汽车的最终转角角度T和当前车速V0；

S4、比较所述转角角度T与预设阈值的大小；当所述转角角度T小于该阈值，则保持智能汽车的当前速度V0，当所述转角角度T不小于该阈值，则调整智能汽车的纵向加速度，实时控制纵向速度。

优选的，所述步骤S3中，通过Pure Pursuit算法得到智能汽车的转角角度T，通过行车传感器读取当前车速V0。

优选的，所述步骤S4中，所述预设阈值为10°-12°。

优选的，所述“调整智能汽车的纵向加速度”的具体步骤包括，