[发明专利]一种车辆控制方法及系统

说明书

本申请提供一种车辆控制方法及装置，涉及自动驾驶技术领域。其中，车辆控制方法包括：获取车辆在下一时刻的参考状态，参考状态包括车辆的位置、车头的航向角和车挂的航向角；根据车辆在当前时刻的实际转向角预测车辆在下一时刻的预测状态，预测状态包括车辆的位置、车头的航向角和车挂的航向角；基于参考状态和预测状态生成车辆在下一时刻的规划转向角，规划转向角能够减小预测状态与参考状态之间的差异；采用规划转向角在下一时刻控制车辆行驶。这样，不仅使车头能够按照参考轨迹行驶，还能够使车挂也按照参考轨迹行驶。

技术领域

本申请涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种车辆控制方法及系统。

背景技术

所谓自动驾驶，是指通过计算机对车辆进行控制，使得车辆按照规划的路径行驶。具体来说，在车辆中，路径规划模块输出参考轨迹，定位定向模块获取车辆的实时位置、车速等信息，控制模块根据参考轨迹、车辆的实时位置和车速等信息确定方向盘等执行机构的转角，进而采用该转角控制车辆按照参考轨迹行驶（即进行轨迹跟踪控制）。

在现有技术中，常用的轨迹跟踪控制方法主要有：比例积分微分（ProportionIntegral Differential，PID）控制法、模型预测控制法、预瞄控制法、前馈反馈控制法以及线性二次型调节器（Linear Quadratic Regulator，LQR）控制法等。

但是，PID控制法在控制过程中需要不断地试凑参数，尤其在车速变化或道路曲率变化时体现的更为明显，因此，PID控制法难以实现对曲率不断变化的轨迹进行平稳跟踪。模型预测控制法虽然能够实现平稳地跟踪，但是对于行驶在存在障碍物的道路上的挂车，模型预测控制法还是无法达到期望的轨迹跟踪以及避障效果。虽然有学者提出了A*等路径规划方法和模型预测方法对控制模块进行优化，但是这种设计复杂，增大了路径规划模块与控制模块之间的耦合，需要对车辆上层重新进行设计，无法在实际中广泛应用。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种车辆控制方法及系统，以使挂车能够对曲率不断变化的轨迹进行平稳跟踪，并且设计简单，能够在实际中广泛应用。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案：

本申请第一方面提供一种车辆控制方法，所述车辆包括：车头和车挂；所述方法包括：

获取所述车辆在下一时刻的参考状态，所述参考状态包括所述车辆的位置、所述车头的航向角和所述车挂的航向角；

根据所述车辆在当前时刻的实际转向角预测所述车辆在下一时刻的预测状态，所述预测状态包括所述车辆的位置、所述车头的航向角和所述车挂的航向角；

基于所述参考状态和所述预测状态生成所述车辆在下一时刻的规划转向角，所述规划转向角能够减小所述预测状态与所述参考状态之间的差异；

采用所述规划转向角在下一时刻控制所述车辆行驶。

本申请第二方面提供一种车辆控制装置，所述车辆包括：车头和车挂；所述装置包括：

获取单元，用于获取所述车辆在下一时刻的参考状态，所述参考状态包括所述车辆的位置、所述车头的航向角和所述车挂的航向角；

预测单元，用于根据所述车辆在当前时刻的实际转向角预测所述车辆在下一时刻的预测状态，所述预测状态包括所述车辆的位置、所述车头的航向角和所述车挂的航向角；

控制单元，用于基于所述参考状态和所述预测状态生成所述车辆在下一时刻的规划转向角，所述规划转向角能够减小所述预测状态与所述参考状态之间的差异；

所述控制单元，用于采用所述规划转向角在下一时刻控制所述车辆行驶。