一种车辆自动驾驶控制方法与流程

本发明涉及自动驾驶领域，具体涉及一种自动驾驶场景下规划轨迹失效的车辆控制方法。

背景技术：

1、随着科技的发展，自动驾驶车辆逐渐成为现代交通的重要组成部分。自动驾驶车辆的控制算法是其核心技术之一，直接关系到车辆行驶的安全性和稳定性。然而，在实际应用中，由于各种因素的影响，原本规划的轨迹可能会失效，导致车辆失控，这无疑给自动驾驶车辆的安全行驶带来了极大的挑战。传统的自动驾驶车辆控制算法在处理规划轨迹失效的问题时，往往缺乏有效的措施。当规划轨迹失效后，车辆的横纵向控制可能会出现问题，导致车辆偏离预定轨迹，甚至出现失控的现象。这不仅会影响自动驾驶车辆的行驶效率，更严重的是，可能会引发交通事故，对人们的生命财产安全造成威胁。

2、目前本领域中，有两种方法与此类问题相关：

3、第一种方法是提升自动驾驶系统感知层感知能力，自动驾驶车辆上会使用雷达、摄像头、定位导航等智能传感设备。通过使用高精度传感设备，如激光雷达、毫米波雷达、摄像头、高精度定位导航等设备，实现对以车辆为中心的360度全覆盖无盲区监控，提高检测区域覆盖率，提升检测精度。基于这些传感器所收集的信号，实时监测并识别附近的车辆、障碍物以及行人等。一旦检测到潜在的危险情况，系统便能迅速作出反应，如减速或转向避让，以确保行驶安全。

4、第二种方法是针对自动驾驶车辆的故障设备进行状态检测和冗余控制。首先，检测车辆中各个设备的故障状态，并生成相应的故障码值。接着，将这些故障码值进行整合，得到一个统一的、整合后的故障码值。基于这个整合后的故障码值，获取对应的安全控制策略。同时，综合考虑车辆周边的环境信息，结合所获取的安全控制策略，生成车辆的横纵向控制信号。最后，基于横纵向控制信号，驱动车辆行驶，以对车辆进行安全冗余控制。

5、上文所述的两种方法中具有一定的缺点，具体如下：

6、第一种方法中，需要多种高精度传感设备，如激光雷达、毫米波雷达、摄像头等，这会增加车辆的成本和复杂度。此外，虽然它能够实现全覆盖无盲区监控，但在处理大量数据时可能会对计算能力和存储能力提出更高的要求。

7、第二种方法中，系统涉及多个故障设备的检测、故障码值的整合、安全控制策略的获取等步骤。这会导致系统复杂度增加，从而增加了实现和维护的成本。虽然该系统能够检测和响应故障，但在某些情况下，可能需要在短时间内对故障进行快速响应。对于某些实时性要求较高的场景，该系统的性能可能还有待验证。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明根据规划轨迹第一个位置点和车辆当前位置点的属性作为判断条件，能够在规划轨迹失效的第一时间进行检测，并立即启动相应的控制策略，确保车辆在失效后仍能保持稳定和安全的行驶状态。

2、本发明提出了一种车辆自动驾驶控制方法，主要用于在自动驾驶场景下规划轨迹失效时对车辆进行控制，该方法包括：

3、步骤1，判断是否存在规划轨迹，若存在规划轨迹则进入步骤2，否则车辆退出自动驾驶；

4、步骤2，实时获取车辆当前位置的位置坐标信息和航向角信息，周期性地计算规划轨迹第一个点和车辆当前位置的距离偏差l和航向角偏差θ；

5、步骤3，根据步骤2中算出的距离偏差l和航向角偏差θ判断规划轨迹是否失效，若规划轨迹失效则进入步骤4，否则车辆正常进行自动驾驶；

6、步骤4，计算规划轨迹的失效时间t；

7、步骤5，根据步骤4中算出的失效时间t，采取相应的措施。

8、在一个实施例中，所述步骤1中，判断是否存在规划轨迹为：根据路径规划算法的计算结果判断是否存在规划轨迹。

9、在一个实施例中，所述路径规划算法根据车辆的位置、目标位置和环境信息来计算最优路径，所述最优路径即为自动驾驶的规划轨迹。

10、在一个实施例中，所述规划轨迹由一串包含位置、航向角、曲率、速度、时间的点组成。

11、在一个实施例中，所述步骤2中，距离偏差l的计算公式如下：

12、

13、其中，yplanning、xplanning为规划轨迹第一个点的位置坐标信息，yvehicle、xvehic为车辆当前位置的位置坐标信息。

14、在一个实施例中，所述步骤2中，航向角偏差θ的计算公式如下：

15、θ＝|θplanning-θvehicle|                         (2)

16、其中，θplanning为规划轨迹第一个点的航向角信息，θvehicle为车辆当前位置的航向角信息。

17、在一个实施例中，所述步骤2中，计算的运行周期为0.02秒。

18、在一个实施例中，所述步骤3包括：

19、利用步骤2中算出的距离偏差l和航向角偏差θ分别与预先设置的距离偏差阈值参数lthreshold和航向角偏差阈值参数θthreshold相比较，若l>lthreshold||θ>θthreshold，则规划轨迹失效并进入步骤4，否则车辆正常进行自动驾驶。

20、在一个实施例中，所述步骤5包括：

21、利用步骤4中算出的失效时间t与预先设置的失效时间阈值参数tthreshold相比较，若t>tthreshold，则提示驾驶员接管，车辆退出自动驾驶，否则，设置横向控制方向盘转速的指令为crate，设置纵向控制加速度的指令为aprotect，并向驾驶员提示规划轨迹处于预失效状态。

22、本发明的车辆自动驾驶控制方法的有益效果在于：

23、本发明采用了高效的实时监测系统，周期性的实时计算出规划轨迹与车辆当前位置的距离偏差和航向角偏差，能够在规划轨迹失效的第一时间进行检测和判断，并立即进行干预。

24、同时，该车辆控制方法能够在规划轨迹失效后，立即启动相应的车辆横纵向控制策略，确保车辆在规划轨迹失效后仍能保持稳定和安全的行驶状态，增强了自动驾驶系统的稳定性和可靠性。

25、此外，该车辆控制方法不需要处理大量数据，因此计算运行成本较低，在实际应用中更为高效和实用，特别是在处理实时数据和控制车辆行驶时。通过本发明的车辆控制方法，可以在自动驾驶场景下减少因规划轨迹失效导致的车辆失控情况，降低了交通事故的风险，提高了自动驾驶车辆的行驶安全性。

技术特征：

1.一种车辆自动驾驶控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的车辆自动驾驶控制方法，其特征在于，所述步骤1中，判断是否存在规划轨迹为：根据路径规划算法的计算结果判断是否存在规划轨迹。

3.根据权利要求2所述的车辆自动驾驶控制方法，其特征在于，所述路径规划算法根据车辆的位置、目标位置和环境信息来计算最优路径，所述最优路径即为自动驾驶的规划轨迹。

4.根据权利要求2所述的车辆自动驾驶控制方法，其特征在于，所述规划轨迹由一串包含位置、航向角、曲率、速度、时间的点组成。

5.根据权利要求1所述的车辆自动驾驶控制方法，其特征在于，所述步骤2中，距离偏差l的计算公式如下：

6.根据权利要求1所述的车辆自动驾驶控制方法，其特征在于，所述步骤2中，航向角偏差θ的计算公式如下：

7.根据权利要求1所述的车辆自动驾驶控制方法，其特征在于，所述步骤2中，计算的运行周期为0.02秒。

8.根据权利要求1所述的车辆自动驾驶控制方法，其特征在于，所述步骤3包括：

9.根据权利要求1所述的车辆自动驾驶控制方法，其特征在于，所述步骤5包括：

技术总结
本发明提出了一种车辆自动驾驶控制方法，包括：步骤1，判断是否存在规划轨迹，若存在规划轨迹则进入步骤2，否则车辆退出自动驾驶。步骤2，实时获取车辆当前位置的位置坐标信息和航向角信息，周期性地计算规划轨迹第一个点和车辆当前位置的距离偏差L和航向角偏差θ。步骤3，根据步骤2中算出的距离偏差L和航向角偏差θ判断规划轨迹是否失效，若规划轨迹失效则进入步骤4，否则车辆正常进行自动驾驶。步骤4，计算规划轨迹的失效时间t。步骤5，根据步骤4中算出的失效时间t，采取相应的措施。本发明能够在规划轨迹失效的第一时间进行检测，并立即启动相应的控制方法，确保车辆在失效后仍能保持稳定和安全的行驶状态。

技术研发人员：任超,刘君勋,王佳妮,彭怡凡
受保护的技术使用者：上汽大众汽车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16