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CN111634331B - 一种自动驾驶车辆的转向控制方法、装置及系统 - Google Patents

一种自动驾驶车辆的转向控制方法、装置及系统 Download PDF

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CN111634331B
CN111634331B CN202010523732.4A CN202010523732A CN111634331B CN 111634331 B CN111634331 B CN 111634331B CN 202010523732 A CN202010523732 A CN 202010523732A CN 111634331 B CN111634331 B CN 111634331B
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CN
China
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automatic driving
autonomous vehicle
angular rate
current
steering control
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李晓宇
马飞
徐纪洋
李英
张宗申
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Shanghai Lianshi Navigation Technology Co ltd
Original Assignee
Shanghai Lianshi Navigation Technology Co ltd
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Abstract

本申请公开了一种自动驾驶车辆的转向控制方法、装置及系统,方法包括:获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向及当前行驶速度;将当前位置及当前方向与目标轨迹进行对比,得到横向误差和航向误差;根据横向误差、航向误差、当前行驶速度及自动驾驶车辆的轴距和前视距离,得到自动驾驶车辆的目标角速率;利用角速率测量元件获取自动驾驶车辆的当前角速率,根据目标角速率与当前角速率的差值对自动驾驶车辆进行转向控制。本申请公开的上述技术方案,利用自动驾驶车辆的角速率作为反馈值进行转向控制,在该过程中角速率测量元件的安装位置并不受限,因此,则可以尽量避免出现损坏和掉落等情况,从而可以提高自动驾驶车辆转向控制的控制效果。

Description

一种自动驾驶车辆的转向控制方法、装置及系统
技术领域
本申请涉及自动驾驶技术领域,更具体地说,涉及一种自动驾驶车辆的转向控制方法、装置及系统。
背景技术
自动驾驶是当代计算机科学、模式识别、控制技术的高度结合和发展的产物,其利用功能不一的传感器来感知车辆周围环境,并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息,规划一条安全无碰撞的路径,控制车辆的速度和转向,从而使车辆能够安全地在道路上自主驾驶。
目前,在进行自动驾驶车辆转向控制时,都是获取车轮的绝对角度或相对角度,并以获取到的车轮角度作为反馈值来进行控制,且目前常通过如下两种方式获取车轮角度:一种是在自动驾驶车辆的车轮转轴上安装绝对角度传感器或角度编码器,一种是在车轮转轴上安装相对角度传感器或陀螺仪。但是,由于自动驾驶车辆在行驶过程中经常会遇到颠簸和剧烈抖动,而这就容易导致安装在车轮转轴位置处的用于测量车轮角度的角度测量器件发生损坏甚至掉落,从而会降低自动驾驶车辆转向控制的准确性,甚至会无法实现自动驾驶车辆的转向控制。
综上所述,如何提高自动驾驶车辆转向控制的控制效果,是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本申请的目的是提供一种自动驾驶车辆的转向控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质,用于提高自动驾驶车辆转向控制的控制效果。
为了实现上述目的,本申请提供如下技术方案:
一种自动驾驶车辆的转向控制方法,包括:
获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度;
将所述当前位置及所述当前方向与所述自动驾驶车辆的目标轨迹进行对比,得到横向误差和航向误差;
根据所述横向误差、所述航向误差、所述当前行驶速度及预先获取到的所述自动驾驶车辆的轴距和前视距离,得到所述自动驾驶车辆的目标角速率;
利用角速率测量元件获取所述自动驾驶车辆的当前角速率,并得到所述目标角速率与所述当前角速率的差值;
根据所述差值对所述自动驾驶车辆进行转向控制。
优选的,根据所述横向误差、所述航向误差、所述当前行驶速度及预先获取到的所述自动驾驶车辆的轴距和前视距离,得到所述自动驾驶车辆的目标角速率,包括:
利用
Figure BDA0002533060240000021
得到所述自动驾驶车辆车轮的目标角度;
利用
Figure BDA0002533060240000022
得到所述自动驾驶车辆的目标角速率;
其中,λ为所述自动驾驶车辆车轮的目标角度,L为所述自动驾驶车辆的轴距,d为所述横向误差,ψ为所述航向误差,F为所述前视距离,v为所述当前行驶速度,δ为所述自动驾驶车辆的目标角速率。
优选的,所述角速率测量元件具体为陀螺仪,且所述陀螺仪的一个轴被配置为所述自动驾驶车辆的天向轴。
优选的,获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度,包括:
利用预先安装在所述自动驾驶车辆上的导航系统获取所述自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度。
优选的,所述导航系统为北斗卫星导航系统。
优选的,根据所述差值对所述自动驾驶车辆进行转向控制,包括:
根据所述差值的绝对值对安装在所述自动驾驶车辆的方向盘上的电机的转速进行控制,并根据所述差值的正负号对所述电机的转动方向进行控制。
一种自动驾驶车辆的转向控制装置,包括:
第一获取模块,用于获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度;
对比模块,用于将所述当前位置及所述当前方向与所述自动驾驶车辆的目标轨迹进行对比,得到横向误差和航向误差;
得到目标角速率模块,用于根据所述横向误差、所述航向误差、所述当前行驶速度及预先获取到的所述自动驾驶车辆的轴距和前视距离,得到所述自动驾驶车辆的目标角速率;
第二获取模块,用于利用角速率测量元件获取所述自动驾驶车辆的当前角速率,并得到所述目标角速率与所述当前角速率的差值;
转向控制模块,用于根据所述差值对所述自动驾驶车辆进行转向控制。
一种自动驾驶车辆的转向控制系统,包括控制器、安装在所述自动驾驶车辆的方向盘上的电机、角速率测量元件,其中:
所述角速率测量元件,用于获取自动驾驶车辆的当前角速率;
所述控制器,用于存储计算机程序,并在执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的自动驾驶车辆的转向控制方法的步骤;
所述电机,用于根据所述控制器的控制对所述自动驾驶车辆的方向盘进行转向控制。
优选的,所述角速率测量元件具体为陀螺仪,且所述陀螺仪的一个轴被配置为所述自动驾驶车辆的天向轴。
优选的,还包括:
安装在所述自动驾驶车辆上的导航系统,用于获取所述自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度。
本申请提供了一种自动驾驶车辆的转向控制方法、装置及系统,其中,该方法包括:获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向及当前行驶速度;将当前位置及当前方向与自动驾驶车辆的目标轨迹进行对比,得到横向误差和航向误差;根据横向误差、航向误差、当前行驶速度及预先获取到的自动驾驶车辆的轴距和前视距离,得到自动驾驶车辆的目标角速率;利用角速率测量元件获取自动驾驶车辆的当前角速率,并得到目标角速率与当前角速率的差值;根据差值对自动驾驶车辆进行转向控制。
本申请公开的上述技术方案,获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度这些当前信息,并根据当前信息得到自动驾驶车辆的目标角速率,且根据目标角速率与利用角速率测量元件获取到的自动驾驶车辆的当前角速率间的差值对自动驾驶车辆进行转向控制,相较于目前利用车轮角度作为反馈值进行转向控制而需要在车轮转轴位置处安装角度测量器件,但该角度测量器件容易因自动驾驶车辆遇到颠簸和剧烈抖动而发生损坏甚至掉落,最终导致转向控制效果比较差的问题,本申请利用自动驾驶车辆的角速率作为反馈值进行转向控制,在转向控制中对于角速率测量元件而言只需要其能够获取自动驾驶车辆的当前角速率即可,而其安装位置并不受限,即不需要将其安装在自动驾驶车辆的车轮转轴上,因此,则可以避免在自动驾驶车辆行驶过程中出现损坏甚至掉落等情况,以使得自动驾驶车辆的转向控制可以顺利且正常进行,从而可以提高自动驾驶车辆转向控制的控制效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制的流程图;
图2为本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制装置的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
参见图1,其示出了本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制的流程图,本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制方法,可以包括:
S11:获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度。
在自动驾驶车辆进行自动驾驶之前,可以预先获取自动驾驶车辆进行自动驾驶的目标轨迹,该目标轨迹的作用是通过转向控制使得自动驾驶车辆能够沿该目标轨迹进行行驶,以完成自动驾驶,而且可以预先通过测量等方式获取自动驾驶车辆的轴距,同时可以预先获取该自动驾驶车辆的前视距离。
在自动驾驶车辆进行自动驾驶过程中,可以获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度这些当前信息,以便于根据这些当前信息获取自动驾驶车辆的目标角速率。
其中,为了提高对自动驾驶车辆进行转向控制的控制精度,则可以实时获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度,以便于对自动驾驶车辆实现实时转向控制。
另外,需要说明的是,这里提及的自动驾驶车辆可以为任意类型的车辆,即可以将本申请所提供的自动驾驶车辆的转向控制方案应用在任意类型且能够实现自动驾驶的车辆上。
S12:将当前位置及当前方向与自动驾驶车辆的目标轨迹进行对比,得到横向误差和航向误差。
在执行完步骤S11之后,可以将所获取到的自动驾驶车辆的当前位置、当前方向与自动驾驶车辆的目标轨迹进行对比,得到自动驾驶车辆的横向误差和航向误差。
具体地,在进行对比时,可以根据自动驾驶车辆的当前位置沿自动驾驶车辆的目标轨迹做与自动驾驶车辆的车身平行的直线,并记为直线a,则横向误差即为直线a与自动驾驶车辆的车身间的距离;同时,在进行对比时,可以根据自动驾驶车辆的当前位置过自动驾驶车辆的目标轨迹做切线,并记为直线b,则航向误差即为直线b与自动驾驶车辆车头的朝向(根据自动驾驶车辆的当前方向进行确定)间所形成的角度。
其中,为了提高对自动驾驶车辆进行转向控制的控制精度,则可以将当前位置及当前方向与自动驾驶车辆的目标轨迹进行实时对比,以便于对自动驾驶车辆实现实时转向控制。
S13:根据横向误差、航向误差、当前行驶速度及预先获取到的自动驾驶车辆的轴距和前视距离,得到自动驾驶车辆的目标角速率。
在执行完步骤S12之后,可以根据所获取到的横向误差、航向误差、当前行驶速度及预先获取到的自动驾驶车辆的轴距和前视距离计算出自动驾驶车辆的目标角速率,即计算出自动驾驶车辆当前应该以什么样的角速率进行行驶才能使得自动驾驶车辆可以沿着目标轨迹进行自动驾驶。
其中,为了提高对自动驾驶车辆进行转向控制的控制精度,则可以实时得到自动驾驶车辆的目标角速率,从而便于对自动驾驶车辆实现实时转向控制。
S14:利用角速率测量元件获取自动驾驶车辆的当前角速率,并得到目标角速率与当前角速率的差值。
在自动驾驶车辆进行自动驾驶之前,可以预先在自动驾驶车辆上安装角速率测量元件,并在自动驾驶车辆进行自动驾驶的过程中,可以利用所安装的角速率测量元件获取自动驾驶车辆的当前角速率。
之后,可以将通过步骤S13所获取到的自动驾驶车辆的目标角速率与利用角速率测量元件所获取的自动驾驶车辆的当前角速率做差,以得到目标角速率与当前角速率的差值Diff_Z(Diff_Z=目标角速率-当前角速率)。
其中,为了提高对自动驾驶车辆进行转向控制的控制精度,则可以利用角速率测量元件实时获取自动驾驶车辆的当前角速率,并实时得到目标角速率与当前角速率的差值,以便于对自动驾驶车辆实现实时转向控制。
S15:根据差值对自动驾驶车辆进行转向控制。
在得到目标角速率与当前角速率的差值之后,可以根据差值对安装在自动驾驶车辆的方向盘上的电机进行控制,以使得电机在控制下对自动驾驶车辆的方向盘进行转向控制,从而实现对自动驾驶车辆的转向控制。
其中,为了提高对自动驾驶车辆进行转向控制的控制精度,则可以根据实时得到的差值对自动驾驶车辆进行实时转向控制,以提高自动驾驶车辆转向控制的准确性,并提高自动驾驶车辆的自动驾驶效果。
由上述过程可知,本申请并非是利用车轮角度作为反馈值来实现对自动驾驶车辆的转向控制的,而是利用自动驾驶车辆的角速率作为反馈值来实现对自动驾驶车辆的转向控制的,则本申请无需在车轮轴向上安装角度测量器件来进行车轮角度测量,而只需在自动驾驶车辆上安装角速率测量元件,以获取自动驾驶车辆的当前角速率并配合上述过程即可,因此,对于本申请所用到的角速率测量元件而言,其在自动驾驶车辆上的安装位置并不受限,即不需要一定安装在自动驾驶车辆的车轮轴向上,而可以将其安装在不容易因驾驶车辆遇到颠簸和剧烈抖动而使其发生损坏和掉落的位置处,从而可以尽量避免在自动驾驶过程中因自动驾驶车辆遇到颠簸和剧烈抖动而导致角速率测量元件出现损坏甚至掉落的情况,因此,则可以尽量延长角速率测量元件的使用寿命和使用体验,并可以保证自动驾驶车辆转向控制的正常和顺利进行,从而可以提高自动驾驶车辆转向控制的控制效果。
另外,由于角速率测量元件只需完成自动驾驶车辆的当前角速率获取即可,因此,则不再如现有技术在车轮转轴上安装角度测量器件一样被车型、马力、车龄等因素所限制,且由于角速率测量元件在自动驾驶车辆上的安装位置并不受限,因此,则可以降低角速率测量元件的安装难度,减少安装时间,从而便于提高自动驾驶车辆转向控制的效率。
本申请公开的上述技术方案,获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度这些当前信息,并根据当前信息得到自动驾驶车辆的目标角速率,且根据目标角速率与利用角速率测量元件获取到的自动驾驶车辆的当前角速率间的差值对自动驾驶车辆进行转向控制,相较于目前利用车轮角度作为反馈值进行转向控制而需要在车轮转轴位置处安装角度测量器件,但该角度测量器件容易因自动驾驶车辆遇到颠簸和剧烈抖动而发生损坏甚至掉落,最终导致转向控制效果比较差的问题,本申请利用自动驾驶车辆的角速率作为反馈值进行转向控制,在转向控制中对于角速率测量元件而言只需要其能够获取自动驾驶车辆的当前角速率即可,而其安装位置并不受限,即不需要将其安装在自动驾驶车辆的车轮转轴上,因此,则可以避免在自动驾驶车辆行驶过程中出现损坏甚至掉落等情况,以使得自动驾驶车辆的转向控制可以顺利且正常进行,从而可以提高自动驾驶车辆转向控制的控制效果。
本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制方法,根据横向误差、航向误差、当前行驶速度及预先获取到的自动驾驶车辆的轴距和前视距离,得到自动驾驶车辆的目标角速率,可以包括:
利用
Figure BDA0002533060240000081
得到自动驾驶车辆车轮的目标角度;
利用
Figure BDA0002533060240000082
得到自动驾驶车辆的目标角速率;
其中,λ为自动驾驶车辆车轮的目标角度,L为自动驾驶车辆的轴距,d为横向误差,ψ为航向误差,F为前视距离,v为当前行驶速度,δ为自动驾驶车辆的目标角速率。
在自动驾驶车辆的转向控制中,可以先根据计算得到的横向误差、航向误差、预先获取到的自动驾驶车辆的轴距和前视距离计算出自动驾驶车辆车轮的目标角度λ,具体计算方式如下:
Figure BDA0002533060240000083
其中,L为自动驾驶车辆的轴距,d为横向误差,ψ为航向误差,F为前视距离;
之后,可以根据自动驾驶车辆车轮的目标角度λ及获取到的自动驾驶车辆的当前行驶速度v计算出自动驾驶车辆的目标角速率δ,具体计算方式如下:
Figure BDA0002533060240000084
即可以通过上述两个公式准确地计算出自动驾驶车辆的目标角速率,以便于根据目标角速率实现对自动驾驶车辆的转向控制,从而使得自动驾驶车辆可以沿目标轨迹进行自动驾驶。
本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制方法,角速率测量元件具体为陀螺仪,且陀螺仪的一个轴被配置为自动驾驶车辆的天向轴。
在本申请所提供的自动驾驶车辆的转向控制中,所用到的角速率测量元件具体可以为陀螺仪,且该陀螺仪可以为单轴陀螺仪或多轴陀螺仪,而且陀螺仪中的一个轴被配置为自动驾驶车辆的天向轴(即指向车顶的轴),以便于利用该陀螺仪测量自动驾驶车辆的当前角速率。
其中,当所用陀螺仪为单轴陀螺仪时,则需要将其所包含的一个轴配置为自动驾驶车辆的天向轴,当所用陀螺仪为多轴陀螺仪时,则可以将其所包含的任意一个轴配置为自动驾驶车辆的天向轴。另外,需要说明的是,在自动驾驶车辆对应的坐标系(即在车体坐标系)中,可以包含三个轴,一个为沿自动驾驶车辆前进方向的轴,一个为沿自动驾驶车辆侧向(即左侧或右侧)的轴,一个为指向车顶的轴(即上述提及的天向轴),这三个轴相互垂直。
本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制方法,获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度,可以包括:
利用预先安装在自动驾驶车辆上的导航系统获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度。
在自动驾驶车辆进行自动驾驶之前,可以预先在自动驾驶车辆上安装导航系统,具体可以将该导航系统安装在自动驾驶车辆的车顶上,以利用该导航系统准确且方便地获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度。
本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制方法,导航系统为北斗卫星导航系统。
在本申请所提供的自动驾驶车辆的转向控制中,所用导航系统具体可以为北斗卫星导航系统,以实现精确定位和精确测量,从而便于提高自动驾驶车辆转向控制的准确性。
当然,也可以利用其他导航系统作为本申请所用的导航系统。
本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制方法,根据差值对自动驾驶车辆进行转向控制,可以包括:
根据差值的绝对值对安装在自动驾驶车辆的方向盘上的电机的转速进行控制,并根据差值的正负号对电机的转动方向进行控制。
在根据目标角速率和当前角速率的差值对自动驾驶车辆进行转向控制时,具体可以将差值的绝对值作为控制安装在自动驾驶车辆方向盘上的电机的转速的信号,并可以将差值的符号(即正负号)作为控制电机转动方向的信号,即可以根据差值的绝对值来对电机的转速进行控制,且可以根据差值的符号来对电机的转动方向进行控制,以使得自动驾驶车辆可以沿着目标轨迹进行自动驾驶。
本申请实施例还提供了一种自动驾驶车辆的转向控制装置,参见图2,其示出了本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制装置的结构示意图,可以包括:
第一获取模块21,用于获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度;
对比模块22,用于将当前位置及当前方向与自动驾驶车辆的目标轨迹进行对比,得到横向误差和航向误差;
得到目标角速率模块23,用于根据横向误差、航向误差、当前行驶速度及预先获取到的自动驾驶车辆的轴距和前视距离,得到自动驾驶车辆的目标角速率;
第二获取模块24,用于利用角速率测量元件获取自动驾驶车辆的当前角速率,并得到目标角速率与当前角速率的差值;
转向控制模块25,用于根据差值对自动驾驶车辆进行转向控制。
本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制装置,得到目标角速率模块23可以包括:
第一计算单元,用于利用
Figure BDA0002533060240000101
得到自动驾驶车辆车轮的目标角度;
第二计算单元,用于利用
Figure BDA0002533060240000102
得到自动驾驶车辆的目标角速率;
其中,λ为自动驾驶车辆车轮的目标角度,L为自动驾驶车辆的轴距,d为横向误差,ψ为航向误差,F为前视距离,v为当前行驶速度,δ为自动驾驶车辆的目标角速率。
本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制装置,角速率测量元件具体为陀螺仪,且陀螺仪的一个轴被配置为自动驾驶车辆的天向轴。
本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制装置,第一获取模块21可以包括:
获取单元,用于利用预先安装在自动驾驶车辆上的导航系统获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度。
本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制装置,导航系统为北斗卫星导航系统。
本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制装置,转向控制模块25可以包括:
转向控制单元,用于根据差值的绝对值对安装在自动驾驶车辆的方向盘上的电机的转速进行控制,并根据差值的正负号对电机的转动方向进行控制。
本申请实施例还提供了一种自动驾驶车辆的转向控制系统,参见图3,其示出了本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制系统的结构示意图,可以包括控制器31、安装在自动驾驶车辆的方向盘上的电机32、角速率测量元件33,其中:
角速率测量元件33,用于获取自动驾驶车辆的当前角速率;
控制器31,用于存储计算机程序,并在执行计算机程序时实现上述任一种自动驾驶车辆的转向控制方法的步骤;
电机32,用于根据控制器31的控制对自动驾驶车辆的方向盘进行转向控制。
其中,控制器31可以安装在自动驾驶车辆的内部,以通过自动驾驶车辆对控制器31起到保护的作用。
本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制系统,角速率测量元件33具体为陀螺仪,且陀螺仪的一个轴被配置为自动驾驶车辆的天向轴。
本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制系统,还可以包括:
安装在自动驾驶车辆上的导航系统34,用于获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度。
本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制装置及系统中相关部分的具体说明可以参见本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的转向控制方法中对应部分的详细描述,在此不再赘述。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外,本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明,以免过多赘述。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种自动驾驶车辆的转向控制方法,其特征在于,包括:
获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度;
将所述当前位置及所述当前方向与所述自动驾驶车辆的目标轨迹进行对比,得到横向误差和航向误差;
根据所述横向误差、所述航向误差、所述当前行驶速度及预先获取到的所述自动驾驶车辆的轴距和前视距离,得到所述自动驾驶车辆的目标角速率;
利用角速率测量元件获取所述自动驾驶车辆的当前角速率,并得到所述目标角速率与所述当前角速率的差值;
根据所述差值对所述自动驾驶车辆进行转向控制;
根据所述差值对所述自动驾驶车辆进行转向控制,包括:
根据所述差值的绝对值对安装在所述自动驾驶车辆的方向盘上的电机的转速进行控制,并根据所述差值的正负号对所述电机的转动方向进行控制;
根据所述横向误差、所述航向误差、所述当前行驶速度及预先获取到的所述自动驾驶车辆的轴距和前视距离,得到所述自动驾驶车辆的目标角速率,包括:
利用
Figure FDA0002883704900000011
得到所述自动驾驶车辆车轮的目标角度;
利用
Figure FDA0002883704900000012
得到所述自动驾驶车辆的目标角速率;
其中,λ为所述自动驾驶车辆车轮的目标角度,L为所述自动驾驶车辆的轴距,d为所述横向误差,ψ为所述航向误差,F为所述前视距离,v为所述当前行驶速度,δ为所述自动驾驶车辆的目标角速率。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆的转向控制方法,其特征在于,所述角速率测量元件具体为陀螺仪,且所述陀螺仪的一个轴被配置为所述自动驾驶车辆的天向轴。
3.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆的转向控制方法,其特征在于,获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度,包括:
利用预先安装在所述自动驾驶车辆上的导航系统获取所述自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度。
4.根据权利要求3所述的自动驾驶车辆的转向控制方法,其特征在于,所述导航系统为北斗卫星导航系统。
5.一种自动驾驶车辆的转向控制装置,其特征在于,包括:
第一获取模块,用于获取自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度;
对比模块,用于将所述当前位置及所述当前方向与所述自动驾驶车辆的目标轨迹进行对比,得到横向误差和航向误差;
得到目标角速率模块,用于根据所述横向误差、所述航向误差、所述当前行驶速度及预先获取到的所述自动驾驶车辆的轴距和前视距离,得到所述自动驾驶车辆的目标角速率;
第二获取模块,用于利用角速率测量元件获取所述自动驾驶车辆的当前角速率,并得到所述目标角速率与所述当前角速率的差值;
转向控制模块,用于根据所述差值对所述自动驾驶车辆进行转向控制;
所述转向控制模块包括:
转向控制单元,用于根据所述差值的绝对值对安装在所述自动驾驶车辆的方向盘上的电机的转速进行控制,并根据所述差值的正负号对所述电机的转动方向进行控制;
所述得到目标角速率模块包括:
第一计算单元,用于利用
Figure FDA0002883704900000021
得到所述自动驾驶车辆车轮的目标角度;
第二计算单元,用于利用
Figure FDA0002883704900000031
得到所述自动驾驶车辆的目标角速率;
其中,λ为所述自动驾驶车辆车轮的目标角度,L为所述自动驾驶车辆的轴距,d为所述横向误差,ψ为所述航向误差,F为所述前视距离,v为所述当前行驶速度,δ为所述自动驾驶车辆的目标角速率。
6.一种自动驾驶车辆的转向控制系统,其特征在于,包括控制器、安装在所述自动驾驶车辆的方向盘上的电机、角速率测量元件,其中:
所述角速率测量元件,用于获取自动驾驶车辆的当前角速率;
所述控制器,用于存储计算机程序,并在执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的自动驾驶车辆的转向控制方法的步骤;
所述电机,用于根据所述控制器的控制对所述自动驾驶车辆的方向盘进行转向控制。
7.根据权利要求6所述的自动驾驶车辆的转向控制系统,其特征在于,所述角速率测量元件具体为陀螺仪,且所述陀螺仪的一个轴被配置为所述自动驾驶车辆的天向轴。
8.根据权利要求6所述的自动驾驶车辆的转向控制系统,其特征在于,还包括:
安装在所述自动驾驶车辆上的导航系统,用于获取所述自动驾驶车辆的当前位置、当前方向和当前行驶速度。
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