[发明专利]用于控制自主车辆的系统和方法

权利要求书

1.一种地面车辆，包括:

致动器，其被配置成控制车辆转向；

传感器，其被配置为检测车辆的横摆率；和

控制器，其被配置为基于测量的车辆纵向速度、计算的车辆车轮角和估计的车辆轮胎滑移角，经由车辆动力学模型估计车辆的横摆率和侧向速度，从传感器接收测量的横摆率，计算测量的横摆率与估计的横摆率之间的差值，基于所述差值使用PID控制器将模型校正应用于车辆动力学模型，基于估计的侧向速度和测量的纵向速度估计车辆位置，并基于所述车辆位置自动控制所述致动器。

2.根据权利要求1所述的车辆，还包括配置成提供车辆位置的GNSS接收器，其中所述控制器配置成响应于来自所述GNSS接收器的位置不可用，基于估计的侧向速度和测量的纵向速度估计所述车辆位置。

3.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述PID控制器是PI控制器。

4.一种控制地面车辆的方法，包括:

向车辆提供配置成控制车辆转向的致动器、配置成检测车辆横摆率和车辆纵向速度的至少一个传感器、以及与传感器和控制器通信的控制器；

经由至少一个传感器接收测量的纵向速度和测量的横摆率；

经由所述控制器，基于测量的纵向速度、计算的车辆车轮角和估计的车辆轮胎滑移角，使用车辆动力学模型估计车辆的横摆率和侧向速度；

经由所述控制器计算测量的横摆率与估计的横摆率之间的差值；

基于所述差值，经由所述控制器使用PID控制器将模型校正应用于车辆动力学模型；

经由所述控制器基于估计的侧向速度和测量的纵向速度估计车辆位置；和

基于所述车辆位置，经由所述控制器自动控制所述致动器。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括向车辆提供GNSS接收器，所述GNSS接收器被配置为提供车辆位置，其中基于估计的侧向速度和测量的纵向速度估计车辆位置是响应于来自所述GNSS接收器的位置不可用。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述PID控制器是PI控制器。

7.根据权利要求4所述的方法，还包括经由机器学习识别PID控制器的调谐常数。

8.一种用于车辆的控制系统，所述控制系统包括:

第一计算模块，其被配置为接收测量的转向角，并基于测量的转向角确定计算的车轮角；

第二计算模块，其被配置为基于测量的纵向速度、测量的横摆率和计算的侧向速度确定计算的轮胎滑移角；

车辆动力学模型，其被配置为基于测量的车辆纵向速度、计算的车轮角和计算的轮胎滑移角确定计算的横摆率、计算的侧向速度和计算的车辆位置；

PID控制器，其被配置为基于测量的横摆率与计算的横摆率之间的差值将模型校正应用于车辆动力学模型；

路径规划模块，其被配置为基于计算的车辆位置确定要遵循的车辆路径；和

车辆控制模块，其被配置为基于所述车辆路径自动控制转向致动器。

9.根据权利要求8所述的控制系统，还包括车辆转向系统，其中转向致动器能操作以自动控制车辆转向系统，而无需操作者输入。

10.根据权利要求8所述的控制系统，还包括被配置为提供车辆位置的GNSS接收器，其中所述路径规划模块被配置为响应于来自所述GNSS接收器的位置不可用，基于计算的车辆位置确定要遵循的车辆路径。

11.根据权利要求8所述的控制系统，其中，所述PID控制器是PI控制器。

12.根据权利要求8所述的控制系统，还包括坐标调整模块，所述坐标调整模块被配置为将计算的车辆位置从第一坐标系转换到第二坐标系。