[发明专利]一种一体式自动驾驶车辆控制系统

权利要求书

1.一种一体式自动驾驶车辆控制系统，包括自动驾驶控制器，所述自动驾驶控制器与车辆EPS电连接，其特征是所述自动驾驶控制器包括参考点选取模块、误差计算模块、误差消除模块、执行模块，所述参考点选取模块用于依据当前的车速和行驶方向在规划参考线上选取一个点作为自动驾驶控制的参考点，所述误差计算模块用于基于参考点选取模块给出的参考点坐标和车辆自身位置坐标计算出自车与参考点间的横向位置误差和航向角误差，所述误差消除模块用于将误差计算模块得出的误差值通过变结构变参数的PID控制方法得到期望的方向盘转角控制量，所述执行模块用于将期望的方向盘转角控制量依据通信协议封装成报文下发给车辆的EPS，由EPS执行该控制量，最终使车辆按照预期轨迹行驶。

2.如权利要求1所述的一种一体式自动驾驶车辆控制系统，其特征在于，所述自动驾驶控制器还包括PID控制器模块，PID控制器模块具有一套变参数、变结构的PID控制算法。

3.如权利要求1或2所述的一种一体式自动驾驶车辆控制系统，其特征在于，所述参考点选取模块首先依据当前车速和行驶方向计算出一个平行于车辆行驶方向的预瞄距离，该距离可用下式进行表征：d₀为车速为0时的预瞄距离，k为预瞄距离随车速的增益系数，当车速为负，即请求泊车时，预瞄点选取在车辆后方。

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4.如权利要求1或2所述的一种一体式自动驾驶车辆控制系统，其特征在于，所述参考点选取模块遍历参考轨迹上的所有点，找到参考轨迹上距离预瞄点最近的一个点和该点的下一个点，连接这两个点得到参考航向角，从预瞄点向这两点的连线作垂线，垂足到预瞄点的距离为横向距离误差，若这两点连线平行于车辆航向，则直接输出误差为0。

5.如权利要求1或2所述的一种一体式自动驾驶车辆控制系统，其特征在于，所述误差计算模块将横向距离误差和航向角误差综合计算得到一个误差值，由于航向角的量纲为弧度，位置的量纲为米，因此误差计算模块通过atan函数将位置误差值统一到角度量纲下，计算方法可用下式进行表征：error为综合后的误差，k为位置误差权重，1-k为航向角误差权重。

error＝k*atan*err_pos+(1-k)err_θ

6.如权利要求1或2所述的一种一体式自动驾驶车辆控制系统，其特征在于，所述误差消除模块通过变结构变参数PID控制器对综合误差进行消除，输出一个期望方向盘转角，其中PID控制器的参数及结构由车速与车辆挡位进行确定，确保在低速行车、高速行车、泊车、出库时都有较好的控制效果。

7.如权利要求1所述的一种一体式自动驾驶车辆控制系统，其特征在于，所述执行模块接收误差消除模块计算出的期望方向盘转角，并实时按照通讯协议将其封装为报文下发给车辆EPS控制单元，使得车辆的实际方向盘转角与期望一致，则车辆按照预期行驶路径行驶。