[发明专利]控制自主车辆设备重复遵循相同预定轨迹的方法和系统

说明书

一种用于控制自主车辆来重复遵循相同预定轨迹的方法，包括：a)接收指示预定轨迹的目标轨迹信号；b)生成适于沿预定轨迹引导车辆的控制信号；以及对于多次迭代中的至少一次迭代：c)通过将控制信号馈送到车辆来沿着预定轨迹引导车辆；d)响应于根据控制信号被引导，测量由车辆遵循的实际轨迹；e)记录指示所测量的实际轨迹的实际轨迹信号；f)使用迭代学习控制器来使用控制信号、实际轨迹信号和目标轨迹信号来确定改变的控制信号。该方法允许在后续迭代期间改善跟踪性能。

技术领域

本发明涉及自主驾驶领域，并且更具体地，涉及用于控制自主车辆设备重复遵循相同预定轨迹的方法和系统。

背景技术

已经使用诸如比例积分微分(PID)控制、状态空间控制、反馈控制和模型预测控制(MPC)的控制方法来控制自主车辆遵循所需轨迹。

在诸如将家庭或代客停车到预定的停车场、自动圈赛等的场景中，自主车辆被重复地控制以遵循相同的预定轨迹，诸如进入指定停车场的轨迹或围绕一圈的轨迹。

从以下文献已知上述定义类型的方法：KAPANIA NITIN R等：“Path tracking ofhighly dynamic autonomous vehicle trajectories via iterative learningcontrol”，2015美国控制会议(ACC)，美国自动控制委员会，2015年7月1日(2015-07-01)，第2753-2758页，XP033185259。

从以下文献已知类似的公开内容：MANOHARAN PS等：“Tracking TrajectoryUsing Iterative Learning Control”，流程自动化、控制和计算(PACC)，2011IEEE国际会议，2011年7月20日(2011-07-20)，第1-5页，XP031928422，DOI：10.1109/PACC.2011.5978963，ISBN：978-1-61284-765-8。

发明内容

本发明的一个目的是改善当控制自主车辆重复遵循相同的预定轨迹时的性能。

根据第一方面，一种用于控制自主车辆设备来重复遵循相同预定轨迹的方法，包括：a)接收指示预定轨迹的目标轨迹信号；以及b)生成控制信号，该控制信号适于沿着预定轨迹引导自主车辆设备。该方法还包括，对于多次迭代中的至少一次迭代：c)通过将控制信号馈送到自主车辆设备，沿着预定轨迹引导自主车辆设备；d)响应于根据控制信号被引导，测量由自主车辆设备遵循的实际轨迹；e)记录指示所测量的实际轨迹的实际轨迹信号；以及f)使用迭代学习控制设备至少基于控制信号、实际轨迹信号和目标轨迹信号来确定改变的控制信号。

所提出的方法有利地允许在沿着相同预定轨迹引导自主车辆设备的后续迭代期间利用迭代学习控制(ILC)来改善自主车辆设备的跟踪性能。

“跟踪性能”可以例如是跟踪误差或预定轨迹与实际轨迹之间的偏差，并且“优化跟踪性能”可以指减小跟踪误差。

自主车辆设备可以是实际的自主车辆。自主车辆设备也可以是车辆的仿真模型。如本文所使用的，“自主”可以指的是自主车辆设备在没有人工干预的情况下遵循预定轨迹的能力。

术语“信号”可以指读数或值的时间序列。时间序列可以是连续的或离散的。离散时间序列可以是等距的或非等距的。在控制信号中，该值可以包括加速度和转向角。在相应的轨迹信号中，该值可以包括二维或三维坐标。相应的信号可以进一步包括指示每个值的时间的时间代码。

预定轨迹可以是期望车辆遵循的所需路径或路线。预定轨迹的示例是从代客停车场的入口(起点)到预定停车位(终点)的轨迹，或者是围绕或从赛车场的一圈的起点线(起点)到终点线(终点)的轨迹。

在步骤a)中，预定轨迹可以例如从固定控制单元(诸如停车场控制器和/或赛车场控制器)和/或从自主车辆的车载控制单元(诸如车载导航控制器)和/或从移动设备接收。