[发明专利]减少估计自主车辆动力学的不确定性的系统和方法

权利要求书

1.一种控制自主车辆的系统，包括安装在所述自主车辆上的车辆传感器和控制器，其中所述控制器包括处理器和存储有计算机可执行代码的存储设备，所述计算机可执行代码在所述处理器处执行时被配置为：

从所述车辆传感器接收所述自主车辆的状态参数；

使用线性最小二乘法基于所述状态参数量化动力学误差界限，其中，所述动力学误差界限包括以下至少之一：多轮估计误差的上确界和多轮估计误差的平均值；

通过在状态空间模型中结合所述动力学误差界限，确定所述自主车辆的所述状态空间模型；

基于所述状态空间模型最小化线性二次调节器的成本函数，以获得控制输入；以及

使用所述控制输入控制所述自主车辆；

其中，所述状态空间模型由x_t+1＝Ax_t+Bu_t+ω_t定义，x_t+1为所述自主车辆在t+1时刻的状态，x_t为所述自主车辆在t时刻的状态，u_t为所述自主车辆在t时刻的所述控制输入，ω_t是t时刻系统的噪声，A和B为所述状态空间模型的矩阵；

x_t+1＝Θz_t+ω_t，Θ＝[A B]，对于n个采样数据X＝ΘZ+W，所述动力学误差界限由E＝(Z^TZ)^-1ZW计算；以及

通过将所述动力学误差界限E加入方程x_t+1＝Ax_t+Bu_t中的矩阵A和B以获得所述状态空间模型。

2.根据权利要求1所述的系统，其中

所述矩阵A定义为：

所述矩阵B定义为：以及

m为所述车辆的质量，C_f为前轮转向刚度，C_r为后轮转向刚度，V为纵向车速，l_f为所述前轮的中心与车辆中心之间的距离，l_r为所述后轮的中心与所述车辆中心之间的距离，l_z为转动惯量。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述自主车辆的所述状态参数包括横向位置误差、横向位置误差率、偏航角误差和偏航角误差率。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述自主车辆的所述控制输入包括扭矩和偏航力矩，所述扭矩施加在所述自主车辆的车轮以加速或制动所述自主车辆，所述偏航力矩施加在所述自主车辆的方向盘以调整偏航角。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器还被配置为为所述自主车辆提供规划路径。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述车辆传感器包括相机、LIDAR设备和全球定位系统GPS中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述车辆传感器包括速度计、加速度计和惯性测量单元IMU中的至少一个。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器是嵌入式设备。