[发明专利]一种车辆倒车路径跟踪控制方法

说明书

本发明公开了一种车辆倒车路径跟踪控制方法，该方法包括：S1，对已有的参考路径点进行插值，获得新参考路径；S2，获得车辆状态信息；S3，在新参考路径上找出最近路径点；S4，以最近路径点为起点，以预设搜索距离，沿新参考路径向后搜索N个预瞄点；S5，构建预测模型、目标函数以及系统约束，根据当前测量信息和预测模型，预测车辆未来动态，在线求解满足所述目标函数和约束条件的优化问题，获取N个预瞄点所对应的期望前轮转角构成的最优控制序列；S6，根据最优控制序列，控制车辆直到下一采样时刻到达，下一观测时刻到达时，重复步骤S2至S5。本发明提供的方法跟踪精度较高，同时也能够保证在控制过程中的舒适性，不会产生控制量的突变。

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，特别是关于一种车辆倒车路径跟踪控制方法。

背景技术

无人驾驶车辆路径跟踪控制是指通过无人驾驶车辆的底层控制器，控制车辆转向角度，使车辆始终沿着期望的路径行驶，无人驾驶车辆的路径跟踪能力是无人驾驶车辆安全行驶的重要保证。路径跟踪控制的目标是减小车辆在行驶过程中与参考路径的偏差，同时保证转向平稳。

现在关于无人驾驶车辆路径跟踪控制的研究主要集中在前进控制，对于无人驾驶车辆的倒车控制鲜有专利发表，在现有的几项专利中，主要关注于自动倒车装置以及倒车路径生成。如在公开号为CN107672586A的专利申请中，提出一种能够实现自动转向自动刹车的倒车辅助系统，通过手机或者遥控手柄来控制车辆实现倒车指令。但是该方法需要用户手动操作车辆，操作繁琐、耗时较长，并且在用户缺乏经验的条件下很难保证倒车的安全性。在公开号为CN109657585A 的专利申请中，提出了一种图像处理的方法，通过搜索起点和终点的非障碍单元来获得倒车路径。该方法不需要用户手动操作，更加方便快捷，但是并没有指出如何在倒车过程中控制车辆来跟踪期望倒车路径，方法并不完善。在公开号为CN108437981A的专利申请中，提出了一种倒车过程中的路径跟踪方法，利用车辆当前位置与期望位置的偏差，来修正倒车过程中方向盘的转角。但是该方法仅利用当前车辆与路径的偏差作为输入条件，并未充分利用整段路径的位置和方向信息。

因此，现有的各种无人驾驶车辆倒车控制方法中：一些方法需要用户进行手动操作，导致倒车过程繁琐且缺乏安全性；一些方法只关注于倒车路径的生成，并没有解决倒车过程中的控制问题；一些方法考虑了倒车过程中的路径跟踪问题，但是并没有完全利用整段路径的信息，在跟踪精度方面有所欠缺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆倒车路径跟踪控制方法来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

为实现上述目的，本发明提供一种车辆倒车路径跟踪控制方法，该方法包括：

S1，对已有的参考路径点进行插值，获得一条路径点更加密集的新参考路径；

S2，获得车辆状态信息，倒车时车辆的运动速度为v(t)，v(t)取负值；

S3，遍历S1获得的新参考路径上的所有路径点p_i(x_i，y_i)，找出最近路径点p₀；

S4，在S1获得的新参考路径上，以S3找到的最近路径点p₀为起点，根据 S2获取的车辆运动速度v(t)，向后搜索N个预瞄点；

S4中的“向后搜索N个预瞄点”具体包括如下方法：

以最近路径点p₀为起点，同时，以|v(t)ΔT|为搜索距离，沿新参考路径向后搜索N个路径点作为预瞄点(x_p(k)，y_p(k))，k＝1，2，...，N，ΔT为离散的时间步长，当搜索到达新参考路径终点时或当搜索到达设定的最大预测步数N时，停止搜索；