[发明专利]车辆横向控制方法、装置及电子设备

说明书

本申请提供了一种车辆横向控制方法、装置及电子设备，方法应用于车辆控制器；方法包括：在车辆行驶过程中，针对每个控制周期，获取车辆的当前行驶状态参数和当前控制参数；基于当前行驶状态参数、当前控制参数和横向运动学预测模型，预测车辆的目标期望横摆率；基于当前行驶状态参数、当前控制参数和扩张状态观测器模型，确定估计横向扰动信息和估计横摆率；根据目标期望横摆率、估计横向扰动信息和估计横摆率，确定车辆的目标控制参数；根据目标控制参数控制车辆行驶。本申请能够提高车辆横向控制的准确性。

技术领域

本申请涉及车辆控制技术领域，尤其是涉及一种车辆横向控制方法、装置及电子设备。

背景技术

商用卡车具有巨大的商业市场，商用车货运线路大多是长途线路，司机经常需要长时间驾驶，连续的长时间驾驶容易使驾驶员产生疲劳进而产生风险，在商用车卡车上部署辅助驾驶或自动驾驶系统是非常有必要的。

自动驾驶系统中控制模块分为横向控制和纵向控制，横向控制功能通过不断调整方向盘转角使车辆在路径的中心行驶，在实际道路上存在诸多横向扰动，如道路横坡，横风等，对于商用卡车具有搭载重和迎风面积大的特点，该特点将进一步放大横风横坡等横向力因素对于横向控制的影响，并且横向坡道信息和风力大小及方向很难获得。

现有技术中，往往根据参考路径和自车位置及航向信息生成横向控制量实现横向控制功能，在有横向扰动的情况下无法实现精准地横向控制。

发明内容

本申请的目的在于提供一种车辆横向控制方法、装置及电子设备，能够提高车辆横向控制的准确性。

第一方面，本申请实施例提供一种车辆横向控制方法，方法应用于车辆控制器；方法包括：在车辆行驶过程中，针对每个控制周期，获取车辆的当前行驶状态参数和当前控制参数；基于当前行驶状态参数、当前控制参数和横向运动学预测模型，预测车辆的目标期望横摆率；基于当前行驶状态参数、当前控制参数和扩张状态观测器模型，确定估计横向扰动信息和估计横摆率；根据目标期望横摆率、估计横向扰动信息和估计横摆率，确定车辆的目标控制参数；根据目标控制参数控制车辆行驶。

进一步地，上述当前行驶状态参数包括：当前横向位置、当前航向；当前控制参数包括：当前反馈横摆率；基于当前行驶状态参数、当前控制参数和横向运动学预测模型，预测车辆的目标期望横摆率的步骤，包括：获取车辆的参考行驶状态参数；参考行驶状态参数包括：参考横向位置、参考航向和参考曲率；根据参考横向位置、参考航向，和当前横向位置、当前航向，计算横向误差和航向误差；将横向误差和航向误差输入横向运动学预测模型进行预测，得到控制增量；根据控制增量、参考曲率和当前反馈横摆率，确定车辆的目标期望横摆率。

进一步地，上述获取车辆的行驶状态参数的步骤，包括：通过定位传感器结合地图信息获取车辆的行驶状态参数，或者，通过视觉传感器获取车辆的行驶状态参数；行驶状态参数包括：参考行驶状态参数或当前行驶状态参数；行驶状态参数包括车道中心线中参考点对应的横向位置、航向和曲率。

进一步地，上述控制增量包括横摆率增量；根据控制增量、参考曲率和当前反馈横摆率，确定车辆的目标期望横摆率的步骤，包括：根据参考曲率计算前馈横摆率；根据当前反馈横摆率和横摆率增量，计算目标反馈横摆率；将前馈横摆率和目标反馈横摆率进行求和，得到车辆的目标期望横摆率。

进一步地，上述当前行驶状态参数包括：当前横摆率；当前控制参数包括：当前前轮转角角度；基于当前行驶状态参数、当前控制参数和扩张状态观测器模型，确定估计横向扰动信息和估计横摆率的步骤，包括：

将当前横摆率和当前前轮转角角度输入扩张状态观测器模型进行估计，得到估计横向扰动和估计横摆率；扩张状态观测器模型如下：