[发明专利]车辆控制方法、装置、设备及自动驾驶车辆

说明书

本申请实施例提供了提供了一种车辆控制方法、装置、设备及自动驾驶车辆，该方法包括：获取车辆当前的行驶速度，然后根据当前的行驶速度以及反馈增益信息确定一组反馈增益；再根据一组反馈增益确定与当前的行驶速度对应的反馈转角、前馈转角以及校正转角，进而确定与当前的行驶速度对应的前轮期望转角，以根据前轮期望转角生成控制指令控制车辆按照预设的跟踪轨迹行驶。本申请提供的车辆控制方法通过离线计算最优反馈增益矩阵，能够降低获取前轮期望转角的计算量，且本申请从多方面考虑了对车辆控制的影响，提高了对车辆行驶轨迹的跟踪精度，使得对车辆的横向控制效果更佳。

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种车辆控制方法、装置、设备及自动驾驶车辆。

背景技术

随着智能汽车和智能交通系统的快速发展，自动驾驶成为汽车产业与人工智能、物联网、高性能计算等新一代信息技术深度融合的产物，是当前全球汽车与交通出行领域智能化和网联化发展的主要方向，自动驾驶车辆作为一种智能化交通工具，环境感知、路径规划与路径跟踪控制是其三大核心技术。三部分相辅相成实现了智能车安全、舒适、节能、高效的自动驾驶。其中，车辆横向路径跟踪控制作为自动驾驶的最后一环，在保证车辆的稳定性、安全性和舒适性的前提下，控制转向系统使得车辆沿期望路径行驶，其功能安全处在最重要的位置，是实现其核心价值的关键。

目前车辆横向路径跟踪控制是基于LQR(linear quadratic regulator，线性二次型调节器)的最优控制方法实时计算期望的转向角，并根据该转向角生成转向指令控制自动驾驶车辆按照预设的轨迹行驶，但LQR的最优控制方法中求解黎卡提方程一直是难点，求解黎卡提方程采用较多的方法是矩阵迭代法，即通过矩阵的代数迭代计算出近似的解。但是迭代法的收敛次数是不可控的，迭代计算的所需时间也很长，特别是低速行驶场景，所以运用该方法对自动驾驶车辆进行横向路径跟踪控制的控制效果差。

发明内容

本申请实施例提供了一种车辆控制方法、装置、设备及自动驾驶车辆，可以离线计算最优反馈增益矩阵，降低了获取前轮期望转角的计算量，且本申请在计算前轮期望转角时不仅考虑了车辆路径跟踪轨迹的前馈控制，还考虑了横向位移控制、方向盘迟滞控制、跟踪轨迹的曲率前馈控制以及道路倾斜前馈控制，提高了对车辆行驶轨迹的跟踪精度，使得对车辆的横向控制效果更佳。

本申请实施例的第一方面提供了一种车辆控制方法，包括：

获取车辆当前的行驶速度；

根据当前的行驶速度以及反馈增益信息确定一组反馈增益；反馈增益信息包括多个行驶速度以及与多个行驶速度中每一个行驶速度对应的一组反馈增益；反馈增益是根据预设的线性二次型控制器的控制参数确定，控制参数包括正半定矩阵和正定矩阵；

根据一组反馈增益确定与当前的行驶速度对应的反馈转角、前馈转角以及校正转角；

根据反馈转角、前馈转角以及校正转角确定与当前的行驶速度对应的前轮期望转角；

根据前轮期望转角生成控制指令控制车辆按照预设的跟踪轨迹行驶。

在其中一个实施例中，根据一组反馈增益确定与当前的行驶速度对应的反馈转角、前馈转角以及校正转角，包括：

根据一组反馈增益组成的最优反馈增益矩阵以及状态向量确定反馈转角；

根据终值定理、一组反馈增益中的一个反馈增益、预设的跟踪轨迹的曲率、车辆的属性参数确定前馈转角；

根据预设的配置参数、当前时刻的前轮转角、上一时刻的前轮转角以及控制周期确定校正转角，当前时刻的前轮转角和上一时刻的前轮转角是通过设置在车辆底盘上的传感器采集的。

在其中一个实施例中，方法还包括：