[发明专利]自动驾驶横向控制方法、系统、电子设备及存储介质

说明书

本发明提供一种自动驾驶横向控制方法、系统、电子设备及存储介质，方法包括：对车辆未来时间段的控制量进行二进制组合编码，随机生成初始代种群个体；对种群中的每个个体进行解码，获取每个个体所表示的未来时间段内的控制量；基于每个个体所表示的控制量，预测未来预设时间段内车辆行驶的路径点；计算参考路径点和预测路径点的偏差大小；若达到进化次数，将最优个体对应的最优控制序列的第一个控制量作为控制输出，对车辆进行横向控制；若未达到进化次数，则对种群个体的二进制串进行操作，并进行循环迭代。该方法结合了模型预测控制和遗传优化方法，能够获得全局最优控制序列，简化约束优化求解问题，提高路径跟随控制的精确度。

技术领域

本发明涉及工程车自动驾驶领域，更具体地，涉及一种自动驾驶横向控制方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术

路径跟随控制是自动驾驶的核心技术之一，其控制的结果关系到车辆的跟随准确度，同时也会影响到车辆的操纵稳定性和舒适性。由于自动驾驶车辆是高度非线性系统，车辆模型和驾驶环境的不确定性，使得横向控制具有一定的难度。

经典控制方法在工业系统中得到了广泛的应用，但是车辆具有的高度非线性和多变量特性，使得这一类方法难以满足车辆横向控制的要求。一些控制方法考虑了驾驶员预瞄作用，通过选取预瞄点计算目标位置与预估位置的偏差，进而做出控制决策实现车辆的控制。由于考虑了驾驶员的预瞄作用，更接近实际，控制精度也更高。但是模型参数与汽车操纵特性和驾驶员特性有关，仅适用于小曲率路径的跟随控制。另一类方法采用多点预瞄方式，预测未来一段时间的位置，利用线性二次规划对目标路径与预测路径的偏差和的最小化实现最优控制。此类控制方法能够控制汽车实现精准的路径跟随，但是其控制求解非全局最优，需要求解复杂的约束优化问题。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种自动驾驶横向控制方法、系统、电子设备及存储介质。

根据本发明的第一方面，提供了一种自动驾驶横向控制方法，包括：步骤1，对自动驾驶车辆未来预设时间段内的控制量进行二进制组合编码，随机生成初始代种群个体；步骤2，对种群中的每个个体进行解码，获取每个个体所表示的未来预设时间段内的控制量；步骤3，基于每个个体所表示的控制量，预测未来预设时间段内车辆行驶的路径点；步骤4，获取未来预设时间段内的参考路径点，计算参考路径点和预测路径点的偏差大小；步骤5，判断是否达到进化次数，若达到进化次数，则获取最优个体，对所述最优个体进行解码得到未来预设时间段内的最优控制序列，将所述最优控制序列的第一个控制量作为控制输出，根据第一个控制量对车辆进行横向控制；若未达到进化次数，则对种群个体的二进制串进行复制替换操作和交叉变异操作，并返回步骤2进行循环迭代。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。

可选的，所述步骤1包括：设定M个个体，对每一个个体在未来预设时间段内的N个控制周期的控制量进行二进制编码，组合生成一串二进制编码，其中，每一个控制周期内的所述控制量包括速度增量Δv和前轮角度增量Δδ。

可选的，所述设定M个个体，对每一个个体在未来预设时间段内的N个控制周期的控制量进行二进制编码，组合生成一串二进制编码包括：对于每一个个体的N个控制周期的控制量组合编码生成N*(a+b)位二进制串的个体，每一个控制周期的Δv编码为a位二进制串，每一个控制周期的Δδ编码为b位二进制串。

可选的，所述步骤2包括：将每一个个体对应的二进制串转换为未来预设时间段内的N个控制周期的控制增量；获取自动驾驶车辆当前的车速和前轮偏角；根据自动驾驶车辆当前的车速和前轮偏角以及每一个个体表示的未来预设时间段内的N个控制周期的控制增量，计算每一个个体表示的在未来预设时间段内的任一个控制周期内的控制量。

可选的，所述步骤3包括：获取自动驾驶车辆的当前位置和当前航向；根据自动驾驶车辆的当前位置、当前航向以及每一个个体表示的在未来预设时间段内的任一个控制周期内的控制量，计算自动驾驶车辆在所述任一个控制周期内的预测路径点。