[发明专利]一种自动驾驶的轨迹跟踪控制方法

权利要求书

1.一种自动驾驶的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：在车辆沿导航路径行驶过程中，周期性执行：

在车辆行驶轨迹前方，选择第一预瞄点及第二预瞄点，所述第二预瞄点和坐标系原点的距离大于所述第一预瞄点和所述坐标系原点的距离；

根据第一预瞄点的角度误差和坐标误差执行离散PID控制中的比例误差控制和微分误差控制，控制车辆输出以执行自动驾驶的轨迹跟踪控制；

再根据第二预瞄点的坐标误差执行离散PID控制中的位置误差控制，以消除车辆自动驾驶的轨迹跟踪控制的累积误差；

其中，所述坐标系原点为车子前脸正中间，x轴正方向朝右，y轴正方向朝前，所述预瞄点在该坐标系的坐标位置标记为(x,y)，则所述预瞄点的坐标误差为x，所述预瞄点的角度误差为θ＝arctan(x/y)；

所述离散PID控制具体包括：

计算第一预瞄点的比例误差控制项E_P0_P：

E_P0_P＝Kang1*θ+Kpos1*x

其中，Kang1和Kpos1为PID控制参数；

计算第一预瞄点的微分误差控制项E_P0_D：

E_P0_D＝Dang*Δθ+Dpos*Δx

其中，Δθ和Δx分别为当前时刻T与上一时刻T-1的角度差值与位置差值；Dang和Dpos为PID控制参数；

计算第二预瞄点的位置误差控制项E_Pz：

E_Pz＝Kpos2*x+Ipos*∑x

其中，Kpos2和Ipos为PID控制参数；

最后得到当前控制输出值u：

u＝E_P0_P+E_P0_D+E_Pz。

2.如权利要求1所述的自动驾驶的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：所述第一预瞄点和所述坐标系原点的距离为：预设的第一预瞄距离及根据车速计算而得的预瞄距离中的最小值。

3.如权利要求1所述的自动驾驶的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：所述第二预瞄点和所述坐标系原点的距离为设定的固定值。

4.如权利要求1所述的自动驾驶的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：

所述PID控制参数的参数值结合行驶地图数据进行标注形成配置文件，所述配置文件在车辆行驶过程中根据车辆的当前位置被读取，并将所述PID控制参数应用于车辆当前位置的自动驾驶的轨迹跟踪控制。

5.如权利要求4所述的自动驾驶的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：所述配置文件中PID控制参数的参数值设置方法包括以下步骤：

启动自动驾驶，初始化比例参数Kp、微分参数Kd和积分参数Ki，然后进入路径跟随：周期性读取CTE，先调整比例参数Kp，调整使车辆朝路线方向前进，如果偏离路线无法回调就减少Kp的数值，然后根据车辆每次调整的幅度调整微分参数Kd，使系统处于设定约束区间的阻尼状态，最后根据累积误差的情况调整积分参数Ki，所述CTE为车辆与行驶轨迹的偏差。

6.如权利要求4所述的自动驾驶的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：

所述行驶地图为激光点云地图或矢量地图。

7.如权利要求6所述的自动驾驶的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：所述行驶地图为矢量地图，所述矢量地图包含位置坐标信息、道路拓扑信息和道路属性信息，所述配置文件包括所述PID控制参数的参数值和所述道路属性信息、最高允许速度的对应关系；

在车辆行驶中，读取矢量地图文件，获取车辆的当前位置；

根据车辆当前位置的道路属性，读取所述配置文件，获取车辆当前位置的所述PID控制参数的参数值。