[发明专利]智能驾驶汽车的三维可拓预瞄切换的车道保持控制方法

摘要

本发明公开一种智能驾驶汽车的三维可拓预瞄切换的车道保持控制方法，上层控制器中，通过高精度摄像头采集车道线信息，获得车辆与道路中心线的横向位置偏差yL、航向偏差和前方道路曲率值ρ作为三维可拓集合的特征值，具体包括三个步骤：划分可拓集合，求解关联函数，将车辆‑道路系统状态分为经典域、可拓域和非域；下层控制器中，经典域采用基于横向位置偏差和航向偏差的PID反馈控制器，可拓域采用模型预测控制器(MPC)，非域中采取紧急制动，从而实现在经典域和可拓域两种控制策略的切换控制。本发明将可拓控制理论成功运用到智能驾驶汽车车道保持控制领域，满足车道保持控制精度要求。

主权项

1.一种智能驾驶汽车的三维可拓预瞄切换的车道保持控制方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)设置上下两层控制器，上层控制器采用可拓控制器，下层控制器按可拓集合划分可拓域控制策略和经典域控制策略；(2)车道线检测：以车辆与道路中心线的横向位置偏差y_L为X轴、航向偏差为Y轴和前方道路曲率值ρ为Z轴构建三维状态空间，根据可拓距原理确定关联函数(3)上层控制器中，根据关联函数值预瞄点处横向偏差与道路中心线的曲率值，将车辆‑道路预瞄偏差模型所处的状态划分为三个区域，即经典域、可拓域和非域；(4)下层控制器中，在经典域采用基于预瞄误差的PID反馈控制器，在可拓域采用模型预测控制器MPC，在非域采用紧急制动控制器；(5)根据车辆三自由度动力学模型和路径跟踪预瞄偏差模型来建立车辆‑道路模型。