一种智能车转向控制方法及系统的制作方法

一种智能车转向控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能车转向控制方法及系统，所述智能车转向控制方法包括以下步骤：采集车辆实际行驶信息和期望路径坐标点；根据采集到的车辆实际行驶信息和期望路径坐标点，按照车辆中心圆弧运动原则，计算并输出当前时刻的主体期望转角θt；根据采集到的车辆实际行驶信息和期望路径坐标点，修正所述主体期望转角θt，以得到最终期望转角；以及使方向盘转向电机按照所述最终期望转角控制车辆转向。本发明能够依据圆弧几何运动精确计算期望转角，并使车辆中心到达期望路径，而且期望转角只需测量自车相关参数和设定预瞄距离，而无其它可调系数，因此有利于提升控制系统的适应性和调试便捷性。
【专利说明】
一种智能车转向控制方法及系统
技术领域
[0001] 本发明属于智能车辆技术领域，特别是关于一种智能车转向控制方法及系统。
【背景技术】
[0002] 智能驾驶技术在交通安全、环境保护及缓解交通压力等方面都有巨大的应用潜 力，目前已成为发达国家、汽车厂商及科技公司研究的重点。智能驾驶研究涉及机械电子、 模式识别、人工智能、控制科学及软件工程等诸多学科知识，其中，智能车转向控制技术是 研究的重要内容之一。智能车转向控制技术需要将车辆的转向控制过程平滑过渡，在以安 全为前提的情况下尽可能地使转角合理而平滑变化，并考虑车辆行驶舒适性，达到或接近 驾驶员的驾驶水平。此外，合理的转向控制技术还需要对各种型号的车辆具有广泛适应性， 减少参数的选取和调试，而对于不同的EPS(Electric Power Steering，电动助力转向）电 机，需要在算法上做相应地修正，以弥补转向电机的非理想特性。因此，对于不同的车辆和 EPS电机特性，合理的转向控制技术都需要有较好的适应性。

【发明内容】

[0003] 本发明的目的在于提供一种智能车转向控制方法及系统，其对于不同的车辆和 EPS电机特性具有较好的适应性。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供一种智能车转向控制方法，所述智能车转向控制方 法包括以下步骤:采集车辆实际行驶信息和期望路径信息;根据采集到的车辆实际行驶信 息和期望路径信息，按照车辆中心圆弧运动原则，计算并输出当前时刻的主体期望转角9t; 根据采集到的车辆实际行驶信息和期望路径信息，修正所述主体期望转角0t，以得到最终 期望转角；以及使方向盘转向电机按照所述最终期望转角控制车辆转向。
[0005] 进一步地，修正所述主体期望转角0t具体包括偏移角反馈修正，所述偏移角反馈 修正的方法包括:根据采集到的期望路径信息获得修正角度A 0 = 1^0#，!^是经验值，0#为 车轴与期望路径方向之间的夹角，期望路径方向为期望路径上距离车辆中心点最近的点与 预瞄点之间的连线方向；以及利用修正角度A 0修正所述主体期望转角0t，得到第一期望转 角。
[0006] 进一步地，修正所述主体期望转角0*具体还包括横向距离偏差修正，所述横向距 离偏差修正的方法包括:根据实际行驶信息和期望路径信息中的近处预瞄点，设定近处预 瞄点的横向距离偏差范围，所述近处预瞄点为期望路径上距离车辆当前位置比较近的预瞄 点；以及比较所述横向距离偏差范围相应的极值转角和所述第一期望转角，确定第二期望 转角，该方法如下：当所述第一期望转角处于所述横向距离偏差范围内时，所述第一期望转 角为所述第二期望转角；当所述第一期望转角处于所述横向距离偏差范围外时，所述横距 离偏差范围的相应转角极值为所述第二期望转角。
[0007] 进一步地，所述横向距离偏差范围相应的极值转角的获得方法包括：以所述近处 预瞄点为基准，经过所述近处预瞄点作垂直于期望路径的垂线，在该垂线上取距离所述近 处预瞄点预设距离值的左右两个端点，所述两个端点分别作为预瞄点依据圆弧运动原则即 可得出对应所述横向距离偏差范围相应的极值转角。
[0008] 进一步地，修正所述主体期望转角具体还包括未来转角预测修正，所述未来转 角预测修正的方法包括:根据车辆实际行驶信息和期望路径信息，计算未来AT时刻的预测 期望转角；以及比较所述预测期望转角与所述第二期望转角，确定第三期望转角，该确定方 法包括：当所述预测期望转角位于依据所述第二期望转角确定的预设范围内时，所述预测 期望转角为所述第三期望转角；当所述预测期望转角位于依据所述第二期望转角确定的预 设范围外时，依据所述第二期望转角确定的预设范围的相应极值为所述第三期望转角。
[0009] 进一步地，修正所述主体期望转角0t具体还包括转角极大值修正，所述转角极大 值修正的方法包括:根据期望路径信息中的极大值预瞄点，确定当前时刻的转角极大值；以 及比较所述转角极大值和所述第三期望转角，确定第四期望转角，该确定方法包括：当所述 第三期望转角大于所述转角极大值时，所述转角极大值为所述第四期望转角；当所述第三 期望转角小于或等于所述转角极大值时，所述第三期望转角为所述第四期望转角。
[0010] 进一步地，根据期望路径信息中的极大值预瞄点，确定当前时刻的转角极大值的 方法包括:所述极大值预瞄点为期望路径上的距离车轴中点最近的点间距为2倍的前后轴 间距的点，所述极大值预瞄点和期望路径上距离车轴中点最近的点的连线与车轴之间的夹 角。
[0011]进一步地，修正所述主体期望转角0t具体还包括转向不足修正，所述转向不足修 正的方法包括:根据实际行驶信息和期望路径信息，确定转向不足系数kturn，修正所述第四 期望转角，得到最终期望转角。
[0012] 本发明还提供一种智能车转向控制系统，所述智能车转向控制系统包括:信息采 集模块，用于采集车辆实际行驶信息和期望路径信息，并输出；转角获取模块，用于接收所 述采集装置采集到的信息，并根据采集到的车辆实际行驶信息和期望路径信息，按照车辆 中心圆弧运动原则，计算并输出当前时刻的主体期望转角0t;角度修正模块，用于接收所述 转角获取模块计算得到的主体期望转角9t，并根据采集到的车辆实际行驶信息和期望路径 信息，修正所述主体期望转角9t，以得到最终期望转角；以及输出模块，用于接收所述角度 修正模块输出的最终期望转角，并输出给方向盘转向电机。
[0013] 本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明可以依据圆弧几何运 动精确计算期望转角，并使车辆中心到达期望路径;计算期望转角只需测量自车相关参数 和设定预瞄距离，而无其它可调系数，因此有利于提升控制系统的适应性和调试便捷性。2、 本发明具有较强的抑制车辆走S弯功能，在期望转角中加入了车和路的偏移角反馈，使车辆 更加平滑地跟踪期望路径。3、本发明可以比较精确地控制横向距离偏差，增加了近处预瞄 点，并使圆弧经过近处预瞄点附近，从而减小当前路径跟踪误差。4、本发明的未来转角预测 可以将未来转角做参考，弥补通讯、响应延时。5、本发明的前轮转角极大值可以限制过大的 期望转角值，使得方向盘打角更合理。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明确定前轮转角算法的流程图。
[0015] 图2是本发明圆弧确定前轮转角示意图。
[0016]图3是本发明偏移角反馈不意图。
[0017] 图4是本发明横向距离偏差的约束示意图。
[0018] 图5是本发明（a)当前时刻车辆与道路位置；（b)未来AT时刻车辆与道路位置（以 道路为定坐标系）；（c)未来A T时刻车辆与道路位置(以车辆为定坐标系)示意图。
[0019] 图6是本发明未来时刻预瞄点在当前时刻的投影坐标示意图。
[0020] 图7是本发明车辆前轮转角极大值示意图。
【具体实施方式】
[0021] 在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能 的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
[0022] 在本发明的描述中，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、 "水平"、"顶"、"底""内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关 系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有 特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0023] 如图1所示，本实施例所提供的智能车转向控制方法，包括以下步骤：
[0024] 步骤1):采集车辆实际行驶信息和期望路径信息，并获得标准预瞄点的坐标点。
[0025] 车辆实际行驶信息包括实际车速和实际方向盘转角。其中：实际车速由车速传感 器获得，车速传感器可以安装在车体上，通过测量车轮的轮速，以获得实际车速信息。实际 方向盘转角的获取方法是:通过方向盘转向电机反馈给车身控制单元的信号，再转化为实 际方向盘转角信息。
[0026] 期望路径信息包括路径上所有点的横纵坐标及其属性，属性可以表示为道路类 型、障碍物类型等；期望路径上标准预瞄点为选取的车辆前方一定距离处d prevlew的期望路 径上的标准预瞄点，例如图2中的标准预瞄点（Xt，yt)，按照车辆中心圆弧运动原则，假设以 固定前轮转角进行圆弧转弯运动，并且正好使车辆中心经过这个标准预瞄点(xt，yt)。
[0027] 步骤2):根据采集到的车辆实际行驶信息和期望路径信息，按照车辆中心圆弧运 动原则，计算并输出当前时刻的主体期望转角9t，其获取方法具体如下：
[0028] 如图2所示，选取车辆前方一定距离处dpreview的期望路径(Target path)上的标准 预瞄点(xt，yt)，假设以固定前轮转角进行圆弧转弯运动，并且正好使车辆中心(车轴中点M) 经过这个标准预瞄点(xt，yt)，那么这个前轮中点的转角就是当前时刻的主体期望转角0t， 并在下一个采样时间用同样的方法进行更新。
[0029]确定圆弧转弯半径R的方法如下：
[0030] 如果车身朝向正对着标准预瞄点(Xt，yt)，那么R为无穷大，主体期望转角0*为〇。
[0031] 如果车身没有正对着标准预瞄点（Xt，yt)，则定义车辆第二轴的中点坐标为（Xr， yr)，标准预瞄点的坐标为(xt，yt)，这两对坐标值为已知，并且圆弧的圆心0-定是在第二轴 两轮连线的延长线上，假如要求车辆中心点M由圆弧运动经过预瞄点（ Xt，yt)，那么根据几何 关系，车辆运动圆弧的半径为： (1)
[0033]其中，dx= I Xt-Xr I，dy= I yt-yr |，L为前后轴间距。根据车辆中心点M的转弯半径，车 辆第二轴中点到圆弧中心〇的距离为
[0035]则此时主体期望转角0t为：
[0036] 9t = arctan(L/dr) (2)
[0037]主体期望转角0t的正值代表了车辆的左转向，主体期望转角0t的负值代表了车辆 的右转向，正、负号的选取可以根据标准预瞄点(xt，yt)在车辆的左右侧来确定。
[0038] 通过(2)式计算得到的主体期望转角0t是根据车辆和标准预瞄点(Xt，yt)的位置准 确地计算得出，并且也具有一定的物理含义，避免了参数和系数的选取，从而可以适应不同 EPS电机特性的车型。按照车辆中心圆弧运动原则，确定方向盘期望转角所需的参数只有车 身前后轴间距以及方向盘与前轮转角的传动比。
[0039] 步骤3):根据采集到的车辆实际行驶信息和期望路径信息，修正所述主体期望转 角9t，以得到最终期望转角。
[0040] 步骤4):使方向盘转向电机按照所述最终期望转角控制车辆转向。
[0041] 根据EPS的响应特性作适当的参数微调，通过步骤3)，一方面可以在一定程度上弥 补EPS硬件响应的缺陷，例如响应延时、角度跟踪精度低等，另一方面可以使车辆更好地跟 踪期望路径，减小横向距离偏差、转向角波动等。
[0042] 在一个实施例中，如图3所示，在（2)式所确定的主体期望转角0*上加入了偏移角 反馈A 0:。修正所述主体期望转角0t具体包括偏移角反馈修正，所述偏移角反馈修正的方法 包括：
[0043] 步骤11):根据采集到的期望路径信息获得修正角度Aeizkdvr，、是经验值，0vr 为车轴与期望路径方向之间的夹角，期望路径方向为期望路径上距离车辆中心点最近的点 A与标准预瞄点(Xt，yt)之间的连线方向。
[0044] 步骤12):利用修正角度A 0:修正主体期望转角0t，得到第一期望转角。
[0045] 在实际中，由于各种延时、不精确、响应误差等等，造成无法跟踪好路径，比较严重 的就是走S弯现象。抑制S弯现象的方法就是当车辆朝偏离路的方向行驶时，加大(2)式中的 主体期望转角的角度，反之减小。与这种逻辑相符的量可以是车轴与期望路径方向之间 的夹角，期望路径方向为期望路径上距离车辆中心点最近的点与标准预瞄点之间的连线方 向。这个角度反馈的比例部分作为前轮期望转角的补充，即a 0:=!^#。主体期望转角0*是 (2)式的计算值，所以在某些情况下即使A 很大，也不能接收这个太大的值。所以要对A 的最大值进行限制，即如果A 01大于这个最大值，就设定为这个最大值。应用中设定A 绝对值的最大值为对应的方向盘转角的1 〇度。
[0046] 在一个实施例中，如果标准预瞄点（Xt，yt)距离较远，在直道上会出现忽略局部路 径变化而抄近道现象，在弯道则会出现严重的先切内道后切外道现象，造成横向距离偏差 较大。造成这个问题的原因是车辆当前位置距离标准预瞄点（xt，yt)太远，导致忽略了近处 路径的变化。解决办法是增加选取一个近处预瞄点，并对标准预瞄点（xt，yt)给出的所述第 一期望转角进行适当修正。
[0047]如图4所示，修正所述主体期望转角0t具体还包括横向距离偏差修正，所述横向距 离偏差修正的方法包括：
[0048] 步骤21):根据实际行驶信息和期望路径信息中的近处预瞄点，设定近处预瞄点的 横向距离偏差范围。
[0049] 步骤22):比较所述横向距离偏差范围相应的极值转角和所述第一期望转角，确定 第二期望转角，该方法如下：
[0050] 步骤221):当所述第一期望转角处于所述横向距离偏差范围内时，所述第一期望 转角为所述第二期望转角。
[0051] 步骤222):当所述第一期望转角处于所述横向距离偏差范围外时，所述横距离偏 差范围的相应转角极值为所述第二期望转角。
[0052]所述横向距离偏差范围相应的极值转角的获得方法包括：
[0053] 所述近处预瞄点为期望路径上距离车辆当前位置比较近的点，如图4所示，图中的 近处预瞄点B。以近处预瞄点B为基准，经过近处预瞄点B作垂直于期望路径的垂线，在该垂 线上取距离近处预瞄点B预设距离值(例如：10cm)的左右两个端点B1和B2,端点B1和B2的坐 标点分别是图4中示出的（x ni，yni)、（xnr，ynr)。端点Bl (xni，yni)和端点B2(xnr，ynr)代表了近 处预瞄点B的横向距离偏差的极限位置，所述横向距离偏差范围相应的极值转角为车辆中 心分别经过端点B1 ( Xni，yni)和端点B2 ( Xnr，ynr)的前轮转角。
[0054]标准预目苗点（Xt，y t)所确定的圆弧运动必须穿过由端点B1 ( Xni，yni)和端点B2 ( Xnr， ynr)所构成的线段，那么就表示这个转角能够指向近处预瞄点B，并且距离偏差也比较小;如 果这个圆弧没有穿过这条线段，那么就取这个线段里接近这个圆弧的端点Bl( Xnl，ynl)或端 点B2(Xnr，ynr)作为近处预瞄点，这相当于选取了B1B2线段里的一个转角极限值，也就将近 处的距离偏差控制为这个线段的长度的一半。因此，就对横向距离偏差作了比较准确的控 制。
[0055] 在一个实施例中，对未来时刻期望转角做预测，并修正当前时刻的所述第二期望 转角。
[0056] 在车辆运动过程中，当前的方向盘期望转角可以根据当前时刻标准预瞄点来获 得，但由于路径的方程未知，下一步或未来一定时间后方向盘预测期望转角如何变化以及 变化多么是不知道的，至少是不能精确知道的。假如可以将更远处的路径考虑在内，并获得 未来的方向盘预测期望转角，那么对当前时刻的所述第二期望转角有很大的指导意义，可 以在一定程度上修正通过当前时刻的所述第二期望转角，从而做出更合理的判断。
[0057]修正所述主体期望转角0t具体还包括未来转角预测修正，所述未来转角预测修正 的方法包括：
[0058]步骤31):根据车辆实际行驶信息和期望路径信息，计算未来AT时刻的方向盘预 测期望转角。
[0059] 转角预测，就是以当前的方向盘实际转角和当前车速为准，在一定时间AT后，计 算A T后的方向盘预测期望转角，那么这个期望转角相对于当前时刻来说就是未来A T时刻 的方向盘预测期望转角。由于方向盘转角与前轮有一一对应关系，车辆反馈回来的是方向 盘实际转角，此处的"方向盘预测期望转角"等同于"前轮期望转角"。
[0060] 如图5所示，图（a)表示当前时刻的车辆与期望路径(Target path)的位置关系，以 及当前预瞄点位置，并可算出当前的期望转角9t，此处指的是所述第二期望转角。图（b)表 示当车辆以当前车速V和当前方向盘实际转角运动at时间后的车辆与道路的位置关系， 以及在未来时刻的预瞄点位置，并可算出未来时刻的方向盘预测期望转角0?，图示是以道 路为定坐标系，车辆在移动。图（c)表示将图（b)的坐标系转换为以车辆为定坐标系后的位 置关系图，那么图（c)算出的未来时刻的方向盘预测期望转角0 tf等同于图(b)中的结果。 [0061] 如图6所示，图中的包括预期路径（Target path)、当前预目苗点（Current preview point)和未来预目苗点(Future preview point)。应用转角预目苗的主要工作在于如何获得未 来时刻的方向盘预测期望转角0 tf，这个工作的第一步便是算出未来预目苗点(xPf，yPf)在当前 时刻当前坐标系下的投影坐标(Xpf ne5W，yPfne5W)。
[0062] 车辆以当前车速和转角进行直线或圆弧运动，如果是圆弧运动，则在A T时间内会 以点0为圆心，以用（1 )式算出的Rvehicde为半径作圆心角为A 02的圆弧运动。车辆运动后的未 来预瞄点为(xPf，yPf)，从而可以计算未来的期望转角，其实这就相当于将未来预瞄点（x Pf， yPf )沿着车辆运动圆弧的反方向以Rpreview为半径作圆心角为A 02的圆弧运动，那么这个圆 弧的终点（Xpfnew，ypf new) K是当前时刻当前坐标系下的未来预目苗点(Xpf，ypf )的投影。以当前 车辆位置，以（xPfne3W，yPfne3W)为当前预瞄点，即可算出当前时刻的预测期望转角9tf。坐标 ( Xpfne3W，ypfn?)的求取可以通过协调式转弯模型或根据转弯半径计算得到。
[0063] 另外，需要对预测期望转角0tf和所述第二期望转角进行对比，如果两者相差太大， 那么以当前期望转角为标准，对预测期望转角进行一定角度(方向盘转角10度）内的限制。 [0064]步骤32):比较所述预测期望转角0 tf与所述第二期望转角，确定第三期望转角，该 确定方法包括：
[0065] 步骤321):当所述预测期望转角0tf位于依据所述第二期望转角确定的预设范围内 时，所述预测期望转角9tf为所述第三期望转角。
[0066] 步骤322):当所述预测期望转角0tf位于依据所述第二期望转角确定的预设范围外 时，依据所述第二期望转角确定的预设范围的极值为所述第三期望转角。
[0067]上述步骤中，依据所述第二期望转角确定的预设范围为:第二期望转角_ A 02<预 测期望转角<第二期望转角+ A 02。A 02是一个比较小的值，就是说预测期望转角与第二期 望转角相差不大时，设预测期望转角为第三期望转角。如果相差比较大，设相应的极值为第 三期望转角。
[0068] 应用这种方法的更重要的一方面是针对EPS电机响应延时以及响应不灵敏的修补 措施。当车辆通讯有一定延时，如果提前将未来转角发送出去，则可以在一定程度上改善； 另外，车辆EPS底层对小角度差不响应的问题可以通过未来更大转角误差的输入来解决，因 为如果当前的小角度期望转角误差没响应，那么按照这样的情况下去，未来一定会走偏更 多，从而造成更大的转角误差，那么提前把这个更大的转角误差作为期望转角也有利于EPS 对当前转角的响应和跟踪。
[0069]如图7所示，在一个实施例中，修正所述主体期望转角0t具体还包括转角极大值修 正，所述转角极大值修正的方法包括：
[0070] 步骤41):根据期望路径信息中的极大值预瞄点，确定当前时刻的转角极大值0max， 该转角极大值Qm ax确定方法包括：
[0071] 在期望路径上选取极大值预瞄点C，极大值预瞄点C为期望路径上的距离车轴中点 M最近的点D间距为2倍的前后轴间距L的点，该线段DC与车轴的夹角为当前时刻的转角极大 Qmax 值。
[0072]步骤42):比较所述转角极大值0max和所述第三期望转角，确定第四期望转角，该确 定方法包括：
[0073]步骤421):当所述第三期望转角大于所述转角极大值0max时，所述转角极大值0max 为所述第四期望转角。
[0074]步骤422):当所述第三期望转角小于或等于所述转角极大值0max时，所述第三期望 转角为所述第四期望转角。
[0075] 在实际前轮转向时，由于方向盘的响应时间问题，会造成前轮转角转动延时，即不 能立即转到所给的期望转角。前轮转动速度越低，车辆就越容易出现不稳定现象，尤其是在 速度较高时。寻找转角极大值是防止前轮转角无谓的增大造成之后方向盘回正时需要更多 时间，从而避免当前的延时造成未来的延时累加。
[0076] 另外，在有些时候，前轮转角不需要转太大，就可以很好地趋向期望路径，这也符 合驾驶员开车的习惯。前轮转角极大值是以当前道路的位置和弯曲程度为依据，保证车辆 的运动可以缩小当前横向距离偏差的原则下设计和确定的。
[0077]根据运动几何关系，当前道路的位置和弯曲程度所确定的最大转角值可以由道路 的一条割线与车辆朝向的夹角来代替，这条割线的长度为两倍的前后轴间距。可以通过几 何关系证明这个转角极大值足以使当前的横向距离偏差变小。
[0078]在一个实施例中，修正所述主体期望转角0t具体还包括转向不足修正，所述转向 不足修正的方法包括：
[0079] 根据实际行驶信息和期望路径信息，具体地，根据实际车速以及横向距离偏差，确 定转向不足系数kturn，修正所述第四期望转角，得到最终期望转角。系数k t_与车速和横向 距离偏差呈正比例的函数，车速越大、横向距离偏差越大，系数就越大。第四期望转角乘以 系数k turn可以得到最终期望转角。
[0080] 用圆弧法给出的前轮转角对于中性转向的车辆是吻合的，但如果是不足转向的车 辆，对于一个弯道，当车速较高地通过时，用圆弧法给出的前轮转角是不足以跟踪好这个弯 道的。因此就要根据车速、横向距离偏差来确定一个大于1的转向不足系数k t_，并且匕_也 需要设置最大值限制，例如当根据车速、横向距离偏差算出的kt_大于1.2时，那么就限定 为 1.2。
[0081] 本发明还提供一种智能车转向控制系统，智能车转向控制系统包括：
[0082] 信息采集模块，用于采集车辆实际行驶信息和期望路径信息，并输出。
[0083] 转角获取模块，用于接收所述采集装置采集到的信息，并根据采集到的车辆实际 行驶信息和标准预瞄点的坐标点，按照车辆中心圆弧运动原则，计算并输出当前时刻的主 体期望转角9t。
[0084]角度修正模块，用于接收所述转角获取模块计算得到的主体期望转角0t，并根据 采集到的车辆实际行驶信息和期望路径信息，修正所述主体期望转角9t，以得到最终期望 转角。
[0085]输出模块，用于接收所述角度修正模块输出的最终期望转角，并输出给方向盘转 向电机。
[0086]根据EPS的响应特性作适当的参数微调，通过角度修正模块，一方面可以在一定程 度上弥补EPS硬件响应的缺陷，例如响应延时、角度跟踪精度低等，另一方面可以使车辆更 好地跟踪期望路径，减小横向距离偏差、转向角波动等。
[0087]最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本 领域的普通技术人员应当理解:可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对 其中部分技术特征进行等同替换;这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本 发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1. 一种智能车转向控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 采集车辆实际行驶信息和期望路径信息； 根据采集到的车辆实际行驶信息和期望路径信息，按照车辆中心圆弧运动原则，计算 并输出当前时刻的主体期望转角 根据采集到的车辆实际行驶信息和期望路径信息，修正所述主体期望转角0t，以得到最 终期望转角；以及 使方向盘转向电机按照所述最终期望转角控制车辆转向。2. 如权利要求1所述的智能车转向控制方法，其特征在于，修正所述主体期望转角0*具 体包括偏移角反馈修正，所述偏移角反馈修正的方法包括： 根据采集到的期望路径信息获得修正角度Δ 0 = 1^0#，!^是经验值，0#为车轴与期望路 径方向之间的夹角，期望路径方向为期望路径上距离车辆中心点最近的点与标准预瞄点之 间的连线方向；以及 利用修正角度Α Θ修正所述主体期望转角0*，得到第一期望转角。3. 如权利要求1或2所述的智能车转向控制方法，其特征在于，修正所述主体期望转角0t 具体还包括横向距离偏差修正，所述横向距离偏差修正的方法包括： 根据实际行驶信息和期望路径信息中的近处预瞄点，设定近处预瞄点的横向距离偏差 范围，所述近处预瞄点为期望路径上距离车辆当前位置比较近的预瞄点；以及 比较所述横向距离偏差范围相应的极值转角和所述第一期望转角，确定第二期望转 角，该方法如下： 当所述第一期望转角处于所述横向距离偏差范围内时，所述第一期望转角为所述第二 期望转角； 当所述第一期望转角处于所述横向距离偏差范围外时，所述横距离偏差范围的相应转 角极值为所述第二期望转角。4. 如权利要求3所述的智能车转向控制方法，其特征在于，所述横向距离偏差范围相应 的极值转角的获得方法包括： 以所述近处预瞄点为基准，经过所述近处预瞄点作垂直于期望路径的垂线，在该垂线 上取距离所述近处预瞄点预设距离值的左右两个端点，所述两个端点分别作为预瞄点依据 圆弧运动原则即可得出对应所述横向距离偏差范围相应的极值转角。5. 如权利要求4所述的智能车转向控制方法，其特征在于，修正所述主体期望转角0*具 体还包括未来转角预测修正，所述未来转角预测修正的方法包括： 根据车辆实际行驶信息和期望路径信息，计算未来A T时刻的预测期望转角；以及 比较所述预测期望转角与所述第二期望转角，确定第三期望转角，该确定方法包括： 当所述预测期望转角位于依据所述第二期望转角确定的预设范围内时，所述预测期望 转角为所述第三期望转角； 当所述预测期望转角位于依据所述第二期望转角确定的预设范围外时，依据所述第二 期望转角确定的预设范围的相应极值为所述第三期望转角。6. 如权利要求5所述的智能车转向控制方法，其特征在于，修正所述主体期望转角0*具 体还包括转角极大值修正，所述转角极大值修正的方法包括： 根据期望路径信息中的极大值预瞄点，确定当前时刻的转角极大值；以及 比较所述转角极大值和所述第三期望转角，确定第四期望转角，该确定方法包括： 当所述第三期望转角大于所述转角极大值时，所述转角极大值为所述第四期望转角； 当所述第三期望转角小于或等于所述转角极大值时，所述第三期望转角为所述第四期 望转角。7. 如权利要求6所述的智能车转向控制方法，其特征在于，根据期望路径信息中的极大 值预瞄点，确定当前时刻的转角极大值的方法包括： 所述极大值预瞄点为期望路径上的距离车轴中点最近的点间距为2倍的前后轴间距的 点，所述极大值预瞄点和期望路径上距离车轴中点最近的点的连线与车轴之间的夹角为当 前时刻的转角极大值。8. 如权利要求7所述的智能车转向控制方法，其特征在于，修正所述主体期望转角0*具 体还包括转向不足修正，所述转向不足修正的方法包括： 根据实际行驶信息和期望路径信息，确定转向不足系数kturn，修正所述第四期望转角， 得到最终期望转角。9. 一种智能车转向控制系统，其特征在于，包括： 信息采集模块，用于采集车辆实际行驶信息和期望路径信息，并输出； 转角获取模块，用于接收所述采集装置采集到的信息，并根据采集到的车辆实际行驶 信息和期望路径信息，按照车辆中心圆弧运动原则，计算并输出当前时刻的主体期望转角 Qt; 角度修正模块，用于接收所述转角获取模块计算得到的主体期望转角9t，并根据采集到 的车辆实际行驶信息和期望路径信息，修正所述主体期望转角0t，以得到最终期望转角；以 及 输出模块，用于接收所述角度修正模块输出的最终期望转角，并输出给方向盘转向电 机。
【文档编号】B62D137/00GK106004996SQ201610461636
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】张德兆, 高建伟, 王肖, 王亚
【申请人】北京智行者科技有限公司