[发明专利]一种自动驾驶车辆坡道起步的控制方法及系统

说明书

本发明提出了一种自动驾驶车辆坡道起步的控制方法及系统，将自动驾驶车辆的坡道起步过程划分为停车状态、坡道起步状态、溜坡状态和正常行驶状态，通过实时获取自动驾驶车辆现有的传感器信号和规划模块下发的轨迹信息判断车辆目前所处的状态，并通过车辆控制系统对车辆进行控制。本发明解决了自动驾驶车辆在坡道起步过程中出现的溜坡问题，使自动驾驶车辆在坡道上平稳起步，实用性广，适应性强。

技术领域

本发明属于车辆自动驾驶技术领域，涉及坡道起步的控制方法及系统。

背景技术

目前，在自动驾驶车辆中的控制模块通常采用各种闭环控制方法来对车辆的执行器的进行协调控制，以实现对规划模块下发的轨迹进行精确跟随。然而实际车辆上存在着传感器误差、控制器延迟、执行器延迟等各种无法消除的问题，这些问题将会导致车辆在进行运动控制时出现误差，在正常行驶过程中可以通过控制方法来实时调节上层控制器输出以达到减小误差实现对规划轨迹的精确跟随。但坡道起步的工况下，若输出驱动力出现精度误差或者延迟可能会使车辆出现溜坡现象，此时将会严重的影响乘员的舒适性和车辆的安全性。

发明内容

为解决背景技术中所述的问题，本发明提出了一种自动驾驶车辆坡道起步的控制方法及系统。

本发明提出的一种自动驾驶车辆坡道起步的控制方法，包括以下步骤：

S1、车辆启动后，车辆控制系统跳转至停车状态，实时获取坡道信息，计算得出坡道起步驱动力；

S2、车辆控制系统实时获取车辆状态信息，判断车辆是否准备起步：当车辆不准备起步时，车辆控制系统维持停车状态；当车辆准备起步时，进入下一步骤；

S3、对S1获取的坡道信息进行分析，判断是否坡道起步，当车辆不是坡道起步时，车辆控制系统跳转至正常行驶状态；当车辆是坡道起步时，车辆控制系统跳转至坡道起步状态，对车辆进行坡道起步控制并施加S1计算得到的坡道起步驱动力；

S4、车辆坡道起步时，车辆控制系统实时获取车速信息，判断车辆是否溜坡：当车辆不溜坡时，车辆控制系统跳转至正常行驶状态；当车辆溜坡时，车辆控制系统跳转至溜坡状态，对车辆进行溜坡控制并增加坡道起步驱动力，直至车辆不溜坡，车辆控制系统再跳转至正常行驶状态；

S5、车辆正常行驶状态下，实时获取车速车辆状态信息，判断车辆是否准备停车：当车辆不准备停车时，车辆控制系统维持正常行驶状态；当车辆准备停车时，车辆速度降为零，车辆控制系统跳转至停车状态。

进一步地，所述的S1中，坡道起步驱动力为：

T_t＝(mgsinθ+mgcosθf)×α+β，

其中T_t表示当前坡道起步所需的驱动力，m是整车质量，g是重力加速度，θ为道路坡度角，f为坡道道路的滚动阻力系数，α、β为两个调整系数；所述的α、β为两个调整系数确定方法为将车辆停在不同坡度的坡道上，记录车辆在不同坡度的坡道上以恒定加速度a进行坡道起步时的系统的输出驱动力，然后采用曲线拟合的方法拟合T_t-θ曲线，确定α、β为两个调整系数。

更进一步地，所述的S2中，判断车辆是否准备起步的方法为：当车辆档位处于P档，并且车辆的速度小于速度阈值x，并且车辆规划模块发送的轨迹信息中未来一段时间t内请求速度大于零时，则车辆准备起步，否则车辆不准备起步；其中速度阈值x取决于车辆静止时速度传感器值波动的大小。

更进一步地，所述的S3中，判断车辆是否坡道起步的方法为：若车辆所处道路的坡度角大于坡度阈值i，则车辆是坡道起步，否则车辆不是坡道起步；所述的坡度阈值i的计算方法为：i＝f,其中f为坡道道路的滚动阻力系数。