[发明专利]一种基于全向移动车辆多行驶模式的自动驾驶轨迹跟踪控制方法

说明书

本发明属于汽车自动驾驶技术领域，尤其为一种基于全向移动车辆多行驶模式的自动驾驶轨迹跟踪控制方法，包括以下步骤：S1、设计四轮转向模式轨迹跟踪控制器；S2、设计原地转向轨迹跟踪控制器；S3、设计斜行模式轨迹跟踪控制器；建立轨迹信息，进行斜行和与原地转向模式切换测试，进行斜行和原地转向模式切换测试。本发明通过有限状态机所实现的自动驾驶行驶模式的切换逻辑，可以在中低速工况下实现全向移动车辆根据上层规划层的需要自动切换到适当的行驶模式，从而进行高精度曲线的跟踪，具有现实意义。

技术领域

本发明涉及汽车自动驾驶技术领域，具体为一种基于全向移动车辆多行驶模式的自动驾驶轨迹跟踪控制方法。

背景技术

自动驾驶技术具有广泛的应用前景，而自动驾驶技术的实现需要靠感知，决策与规划，控制四个层面的综合作用，其中控制层是整个自动驾驶体系中最基础的环节，也是于车辆关系最为密切的环节。随着自动驾驶技术深入的发展，越来越需要与之契合度高的车辆底盘来完成对一些高难度轨迹进行高精度的轨迹跟踪(例如轨迹点在车辆左或者右后方)，本发明基于四轮独立驱动独立转向的全向移动底盘技术进行轨迹跟踪的研究。

目前针对全向移动底盘的多模式自动驾驶研究内容较少，大体有以下难点：

1、在中高速工况下严格区分转向模式来进行轨迹跟踪控制并不适用；

2、采用模型预测控制(MPC)等复杂度高的控制策略使自动驾驶计算困难；

3、如何结合规划层的输出结果进行不同模式的切换。

因此我们提出了一种基于全向移动车辆多行驶模式的自动驾驶轨迹跟踪控制方法来解决上述问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于全向移动车辆多行驶模式的自动驾驶轨迹跟踪控制方法，解决了现有的全向移动底盘的多模式自动驾驶方法，在中高速工况下严格区分转向模式来进行轨迹跟踪控制并不适用，采用模型预测控制(MPC)等复杂度高的控制策略使自动驾驶计算困难，以及如何实现结合规划层的输出结果进行不同模式的切换的问题。

(二)技术方案

发明的目的是针对中低速工况针对全向移动底盘的四种转向模式结合规划层的输出结果进行合理的分配，来达到对轨迹跟踪难度较高的轨迹点进行轨迹的跟踪；全向移动底盘分为四种转向模式包括四轮转向模式、原地转向模式、斜行模式和横行模式(如图1所示)。

确定规划层和车辆定位的输出：规划层通过确定出车辆预行驶的路径点(暂不包括速度和加速度信息)，主要有：车辆质心纵向位移CG_X，车辆质心横向位移CG_Y，车辆前轴中心点坐标(xo，yo)，规划横向位移xr，规划纵向位移yr，规划路径点曲率kr。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种基于全向移动车辆多行驶模式的自动驾驶轨迹跟踪控制方法，包括以下步骤：

S1、设计四轮转向模式轨迹跟踪控制器；

S2、设计原地转向轨迹跟踪控制器；

S3、设计斜行模式轨迹跟踪控制器；

S4、建立轨迹信息，进行斜行和与原地转向模式切换测试，进行斜行和原地转向模式切换测试。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种基于全向移动车辆多行驶模式的自动驾驶轨迹跟踪控制方法，具备以下有益效果：

本发明，通过有限状态机所实现的自动驾驶行驶模式的切换逻辑，可以在中低速工况下实现全向移动车辆根据上层规划层的需要自动切换到适当的行驶模式，从而进行高精度曲线的跟踪，具有现实意义。

附图说明