CN108334074A - 车辆的水平稳定横向控制 - Google Patents

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Abstract

车辆的水平稳定横向控制。基于主车辆的环境传感器系统的环境传感器信号和/或地图结合瞬时位置的车辆的横向控制，其中，基于环境传感器信号和/或位置确定来确定瞬时行驶的道路的路线以及主车辆在道路上的位置，在主车辆中进行自主转向干预，结果近似或对应于主车辆的方向盘的致动或者向驾驶员提供有关转向干预的信息，重复地确定在瞬时行驶的道路上主车辆要取向的水平位置，其中，确定从主机动车辆的瞬时位置开始在瞬时行驶的道路上位于主车辆前方的内切点，并且确定从主机动车辆上的点开始经过该内切点到与水平点函数的交点的切线，并且所述角度包含在主车辆的中心纵轴与所述切线之间并且用于确定转向干预的角度规格。

Description

车辆的水平稳定横向控制
技术领域
本文公开了一种用于车辆的水平稳定横向控制的系统和对应方法。该系统和方法尤其可用于(部分地)自主移动机动车辆。然而，在驾驶员转向的机动车辆中，车辆的这种横向控制也可帮助驾驶员选择行驶轨迹。这方面的细节在权利要求书中定义；另外，说明书和附图包含有关系统和操作原理的相关信息以及系统和方法的变型。
背景技术
在自主机器人控制领域，为了避免碰撞，从Quinlan,S.和Khatib,O.的“Elasticbands:connecting path planning and control”(Robotics and Automation，1993年，第2卷，第802-807页)以及从Sattel,T.和Brandt,T.的“Ground vehicle guidance alongcollision-free trajectories using elastic bands”(American Control Conference，2005年，第7卷，第4991-4996页)已知有使用所谓的弹性带的构思。这些弹性带导致无碰撞路径，当穿越该路径时，由于在路径周围随时间改变或移位的障碍物，该路径在人为力的影响下变形。
从Alia,C.、Gilles,T.和Ali,C.的“Local trajectory planning and trackingof自主vehicles,using clothoid tentacles method”(Intelligent VehiclesSymposium，2015年，第674-679页)已知，为了确定从主车辆开始的、指示可穿越的轨迹的回旋触角(clothoid tentacle)，其中，占用栅格将各个回旋触角指示为无碰撞的可穿越轨迹。
发明内容
潜在问题
尽管上述构思提供了可用的结果，但是它们是非常计算密集的。因此，在大规模生产的机动车辆中使用将需要相对强大，因此相对昂贵的计算机。这种情况由于以下事实而加剧：对于机动车辆通常行驶的速度，必须比相对缓慢移动的机器人快得多地获得结果。
所提出的解决方案
一种基于主车辆的环境传感器系统和/或(地形/道路)地图，结合主车辆的瞬时位置确定，用于车辆的水平稳定横向控制的系统/方法。主车辆的环境传感器系统可基于雷达、激光雷达、相机、超声波等和/或基于地图材料，其可与主车辆的瞬时位置确定相结合。例如，基于卫星的导航装置可提供该位置确定。环境传感器系统和/或位置确定可被配置用于确定瞬时行驶的道路的路线(course)以及主车辆在道路上的位置。转向角度干预装置被配置用于在主车辆中进行自主驾驶操作干预，结果近似或对应于主车辆的方向盘的致动或者向驾驶员提供有关转向干预的信息。控制器被提供并且被配置用于重复地确定在瞬时行驶的道路上主车辆要取向的水平位置。为此，控制器被配置用于确定从主机动车辆的瞬时位置开始在瞬时行驶的道路上位于主车辆前方的内切点，并且确定从主机动车辆上的点开始经过该内切点到与水平点函数的交点的直线。包含在主车辆的中心纵轴与该直线之间的角度用于确定转向干预的角度规格(angle specification)。
可针对驾驶员通过触觉、光学、声学等手段选择性地指定转向干预的该角度规格，以使得驾驶员适当地对方向盘进行致动。另选地，转向干预的角度规格被供应给经由齿轮机构作用于转向装置上的致动器。
另外的实施方式和有利的改进
在一个变型中，控制系统被配置并旨在用于考虑道路的横向边缘、要距道路的该边缘建立的安全距离和/或主车辆的(二分之一)车宽来确定位于瞬时行驶的道路上的内切点。
在一个变型中，控制系统被配置并旨在用于在位于主车辆前方的具有弯道的路段中将位于瞬时行驶的道路上的内切点确定为安全距离函数的点，该安全距离函数是低阶多项式，例如一阶至四阶，优选三阶多项式。
在一个变型中，控制系统被配置并旨在用于在位于主车辆前方的具有弯道的路段中将水平点函数确定为低阶多项式(例如，一阶至四阶，优选三阶多项式)，和/或用于在位于主车辆前方的具有笔直路线的路段中将水平点函数确定为主车辆在预定时段内将要到达的直线段。在一个变型中，水平点函数和安全距离函数仅在其横向偏移方面不同。
在一个变型中，控制系统被配置并旨在用于从利用主车辆的环境传感器系统和/或地图确定的道路的横向边缘的路线开始，结合主车辆的瞬时位置确定，例如通过近似来确定水平点函数的多项式或直线段。
在一个变型中，控制系统被配置并旨在用于考虑主车辆距道路的横向边缘的安全距离和/或预定横向距离来确定水平点函数。
在一个变型中，控制系统被配置并旨在用于根据主车辆的瞬时位置和道路的路线来在多项式的确定和直线段的确定之间切换。
在一个变型中，控制系统被配置并旨在用于考虑描述道路的横向边缘的路线的低阶多项式(例如，一阶至四阶，优选三阶多项式)，并且考虑要距道路的该边缘建立的安全距离、主车辆的二分之一车宽和/或主车辆距道路的横向边缘的预定横向距离，例如通过近似来确定安全距离函数和/或水平点函数。
在一个变型中，控制系统被配置并旨在用于考虑安全距离函数根据位置变量的微分/导数来确定主车辆上的点与内切点之间的切线以及主车辆的中心纵轴与该切线之间的角度。
附图说明
从以下参照相关附图对示例性实施方式的描述得出进一步的目的、特征、优点和可能的应用，示例性实施方式不应被解释为限制。单独或按照任何组合描述和/或以图形示出的所有特征也独立于其在权利要求书中的分组或其向后引用，构成本文所公开的主题。附图中所示的组件的尺寸和比例未必是按比例的，在要实现的实施方式中可不同于本文所示的那些。
图1示意性地示出主机动车辆在左转弯的车道上行驶的第一驾驶状况。
图2以放大视图示意性地示出具有用于计算转弯的进一步的细节的来自图1的车道。
图3示意性地示出具有用于计算转弯的进一步的细节的来自图1的车道。
图4示意性地示出具有用于计算直行的细节的车道。
图5至图7示意性地示出从转弯到直行的转变的条件。
图8示意性地示出用于实现转弯和直行的控制器。
具体实施方式
图1示意性地示出主(机动)车辆行驶到(左)转弯路段的驾驶状况。与关联的车辆的控制系统用于车辆的水平稳定横向控制。例如，结合从基于卫星的导航系统的瞬时位置确定，该控制系统访问主车辆的环境传感器系统和道路地图。在一个变型中，环境传感器系统包括雷达传感器和(红外和日光)相机(这里没有更详细地描绘)，利用其来检测和评估车辆的前方和侧方的环境状况。通过使用该环境传感器系统和位置确定，瞬时行驶的道路的路线以及主车辆在道路上的位置被确定并连续地提供给控制系统。控制系统包括转向角度干预装置(没有更详细地描绘)，其具有计算机、程序/数据存储器、输入/输出装置等。该转向角度干预装置联接到车辆中的对应致动器(没有更详细地描绘)，并且被配置用于在主车辆中进行与主车辆的方向盘的致动对应的自主转向干预。控制器(下面更详细地说明)被设置在控制系统中，并且被配置用于连续地、重复地确定瞬时行驶的道路上主车辆要取向的水平位置HP。确定从主车辆的瞬时位置P0开始在瞬间行驶的道路上位于主车辆前方的内切点TP。确定从在当前情况下在主车辆的前方和中心的点开始，穿过该切点TP到与水平点函数pSP(x)的交点HPCD的切线TTP(x)。
角度PHITP包含在主车辆的中心纵轴与切线TTP(x)之间。该角度PHITP用于确定控制系统中的转向干预的角度规格。
特别地，在图2和图3中说明了对于道路的弯道路线，如何确定安全距离函数pLDELTA(x)和水平点函数pSP(x)。道路的横向边缘的路线(从主车辆的环境传感器系统和道路地图，结合瞬时位置确定)、基于道路的安全距离DSMDEF、基于控制的安全距离dSMCTRL和二分之一车宽DHVW用作输入变量。
用于确定多项式形式的安全距离函数pLDELTA(x)的距离dDelta被确定为基于道路的安全距离dSMDEF、基于控制的安全距离dSMCTRL和二分之一车宽dHVW之和：
dDelta:＝dSM,def+dSM,CTRL+dHVW
基于距离dDelta，以具有系数b0至b3的三阶多项式的形式确定安全距离函数pLDELTA(x)：
pLDELTA(x)＝f(pL(x),dDelta)＝b3x3+b2x2+b1x+b0
在从道路的左横向边缘到道路的相对(右)横向边缘的横向距离dSP中确定具有系数a0至a3的三阶多项式形式的水平点函数pSP(x)：
pSP(x)＝f(pL(x),dSP)＝a3x3+a2x2+a1x+a0
基于安全距离函数pLDELTA(x)
pLDELTA(x)＝b3x3+b2x2+b1x+b0
如下确定角度PHITP：首先，安全距离函数pLDELTA(x)根据位置变量x求导：
dpLDELTA(x)/dx＝3b3x2+2b2x+b1
切线TTP(x)具有以下方程：
TTP(x)＝pLDELTA(xTP)+dpLDELTA(xTP)/dx*(x–xTP)
为了确定连接车辆中的原点P0和位于瞬时行驶的道路上的内切点TP的切线，必须确定切线方程的零点。为此，确定三次方程
–2b3x3TP–b2x2TP+b0＝0
的零点。从该值，切线向量gammaTP可被确定为：
gammaTP＝(XTP,yTP＝TTP(XTP))，
并且角度PHITP被确定为：
PHITP＝arctan(yTP/XTP)。
基于安全距离函数pLDELTA(x)
PLDELTA(x)＝b3x3+b2x2+b1x+b0
和切线TTP(x)
TTP(x)＝dpLDELTA(xTP)/dx*x，
求解穿过此切点TP到交点HPCD的切线TTP(x)的方程：
a3x3HPCD+a2x2HPCD+(a1–dpLDELTA(xTP)/dx))*xHPCD+a0＝0，
其将水平点向量gammaHPCD给出为：
gammaHPCD＝(XHPCD,yHPCD＝TTP(xHPCD))。
方程给出两个解：即，车辆左转弯之前位于切点多项式的右侧，或者在右转弯之前位于切点多项式的左侧。在这种情况下，远离车辆的交点用作水平点。
对于沿直线延伸的路段(参见图4)，基于水平点函数pSP(x)
pSP(x)＝f(pL(x),dSP)＝a3x3+a2x2+a1x+a0
以及可设定的时段tdef(其隐含地设定限定横向速度的时间)，求解以下方程：
abs(gammaHPSAD)＝abs((XHPSAD,yHPSAD))＝v*tdef，
其中HPSAD是具有速度v的车辆在时段tdef内将要到达的水平点函数pSP(x)上的点。
基于此，对于车辆的直行，切线向量gammaTP可被确定为：
gammaHPSAD＝(XHPSAD,PSPHPSAD)，
角度PHISAD可被确定为：
PHISAD＝arctan(YHPSAD/XHPSAD)。
在图5至图7中说明了从转弯转变为直行的条件。
假定基于通过转弯算法(参见图1至图3)确定的水平位置满足条件：
abs(gammaHPCD)<v*tdef，
则对应角度PHICD被用作用于转向角度控制的默认值：
PHIS:＝PHICD
环境传感器系统在其连续观察期间识别出弯道的曲率减小。在某个时间点，距离v*tdef将等于所计算的水平位置。从这个时间点开始，指向直行的水平位置的角度规格gammaHPSAD被用作用于转向角度控制的默认值：
PHIS:＝PHISAD
由于所计算的角度PHICD和PHISAD(作为在从转弯转变为直行期间用于转向角度控制的默认值)在定义上是相等的，所以所得的角度规格也是连续变化的值。
图8描绘了用于根据上述实现方式来实现转弯和直行的控制器。
上述变型及其设计和操作方面仅用于更好地理解结构、操作原理和性质；其并非将本公开限于例如示例性实施方式。附图有时是示意性的，并且重要性质和效果有时以更大的比例来示出，以便阐明功能、功能原理、技术实施方式和特征。图中或文中以及所有权利要求中公开的任何操作原理、任何原理、任何技术实施方式和任何特征可自由地和任意地与文中的任何特征以及与包含在本公开中的其它图、其它操作原理、原理、技术实施方式和特征或其结果组合，以使得将指派所描述的变型的所有可以想到的组合。还涵盖文中(即，说明书的任何部分中、权利要求书中)的所有单独的陈述之间的组合以及文中、权利要求书中和附图中的各种变型之间的组合。此外，权利要求不限制本公开，或者因此，不限制所有公开的特征彼此组合的选项。所有公开的特征也在本文中明确地公开(单独地以及与所有其它特征组合)。

Claims (10)

1.一种基于主车辆的环境传感器系统和/或地图，结合瞬时位置确定，用于车辆的水平稳定横向控制的控制系统，其中，
–所述环境传感器系统和/或所述位置确定被配置用于确定瞬时行驶的道路的路线以及所述主车辆在所述道路上的位置，
–转向角度干预装置被配置用于在所述主车辆中进行自主转向干预，结果近似或对应于所述主车辆的方向盘的致动或者向驾驶员提供有关转向干预的信息，并且
–控制器被提供并且被配置用于：
–重复地确定在瞬时行驶的道路上所述主车辆要取向的水平位置，其中，确定从所述主机动车辆的瞬时位置开始在瞬时行驶的道路上位于所述主车辆前方的内切点(TP)，并且确定从所述主机动车辆上的点开始经过该内切点(TP)到与水平点函数(pSP(x))的交点的切线(TTP(x))，并且
–角度(PHITP)包含在所述主车辆的中心纵轴与所述切线(TTP(x))之间并且用于确定所述转向干预的角度规格。
2.根据权利要求1所述的控制系统，该控制系统被配置并旨在用于考虑所述道路的横向边缘、要距所述道路的该边缘建立的安全距离(DDELTA)和/或所述主车辆的二分之一车宽(DHVW)来确定位于瞬时行驶的道路上的所述内切点(TP)。
3.根据权利要求2所述的控制系统，该控制系统被配置并旨在用于在位于所述主车辆前方的具有弯道的路段中将位于瞬时行驶的道路上的所述内切点(TP)确定为安全距离函数pLDELTA(x)的点，该安全距离函数pLDELTA(x)是低阶多项式。
4.根据前述权利要求中的一项所述的控制系统，该控制系统被配置并旨在：
–用于在位于所述主车辆前方的具有弯道的路段中将所述水平点函数确定为低阶多项式，和/或
–用于在位于所述主车辆前方的具有笔直路线的路段中将所述水平点函数pSP(x)确定为所述主车辆在预定时段内将要到达的直线段。
5.根据前述权利要求中的一项所述的控制系统，该控制系统被配置并旨在：
用于从利用所述主车辆的所述环境传感器系统和/或地图所确定的所述道路的所述横向边缘的路线开始，结合所述主车辆的瞬时位置确定，来确定水平点函数pSP(x)的所述多项式或所述直线段。
6.根据前述权利要求所述的控制系统，该控制系统被配置并旨在用于考虑所述主车辆距所述道路的所述横向边缘的安全距离和/或预定横向距离来确定所述水平点函数pSP(x)。
7.根据前述权利要求中的一项所述的控制系统，该控制系统被配置并旨在用于根据所述主车辆的瞬时位置和所述道路的路线来在所述多项式的确定和所述直线段的确定之间切换。
8.根据前述权利要求中的一项所述的控制系统，该控制系统被配置并旨在用于考虑(i)描述所述道路的所述横向边缘的路线的低阶多项式、(ii)要距所述道路的该边缘建立的安全距离、(iii)所述主车辆的二分之一车宽和/或(iv)所述主车辆距所述道路的所述横向边缘的预定横向距离来确定：
–所述安全距离函数(pLDELTA(x))；和/或
–所述水平点函数(pSP(x))。
9.根据前述权利要求中的一项所述的控制系统，该控制系统被配置并旨在用于考虑所述安全距离函数pLDELTA(x)根据位置变量(x)的微分来确定所述主车辆上的所述点与所述内切点(TP)之间的切线(TTP(x))以及所述主车辆的中心纵轴与所述切线(TTP(x))之间的所述角度(PHITP)。
10.一种基于主车辆的环境传感器系统的环境传感器信号和/或地图，结合瞬时位置确定，用于车辆的水平稳定横向控制的控制系统，其中，
–基于所述环境传感器信号和/或所述位置确定来确定瞬时行驶的道路的路线以及所述主车辆在所述道路上的位置，
–在所述主车辆中进行自主转向干预，结果近似或对应于所述主车辆的方向盘的致动或者向驾驶员提供有关转向干预的信息，
重复地确定在瞬时行驶的道路上所述主车辆要取向的水平位置，其中，确定从所述主机动车辆的瞬时位置开始在瞬时行驶的道路上位于所述主车辆前方的内切点(TP)，并且确定从所述主机动车辆上的点开始经过该内切点(TP)到与水平点函数(pSP(x))的交点的切线(TTP(x))，以及
–角度(PHITP)包含在所述主车辆的中心纵轴与所述切线(TTP(x))之间并且用于确定所述转向干预的角度规格。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6847885B2 (ja) * 2018-03-20 2021-03-24 株式会社東芝 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム
KR102132899B1 (ko) * 2018-10-08 2020-07-21 주식회사 만도 교차로에서의 경로 생성 장치 및 교차로에서의 차량 제어 장치 및 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5208750A (en) * 1987-06-17 1993-05-04 Nissan Motor Co., Ltd. Control system for unmanned automotive vehicle
US5926126A (en) * 1997-09-08 1999-07-20 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for detecting an in-path target obstacle in front of a vehicle
US20090319113A1 (en) * 2008-06-20 2009-12-24 Gm Global Technology Operations, Inc. Path generation algorithm for automated lane centering and lane changing control system
EP2298603A1 (de) * 2009-09-16 2011-03-23 Audi AG Verfahren zur prädikativen Ansteuerung eines adaptiven Kurvenlichts und Kraftfahrzeug
US20120221168A1 (en) * 2011-02-28 2012-08-30 GM Global Technology Operations LLC Redundant lane sensing systems for fault-tolerant vehicular lateral controller
US20120323446A1 (en) * 2010-12-18 2012-12-20 Audi Ag Method for the operation of a transverse guiding driver assist system of a motor vehicle, and motor vehicle

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4332836C1 (de) 1993-09-27 1994-09-15 Daimler Benz Ag Vorrichtung zur spurhaltungsgeregelten Lenkung eines Fahrzeugs
DE102007061900B4 (de) 2007-12-20 2022-07-07 Volkswagen Ag Spurhalteassistenzsystem und -verfahren für ein Kraftfahrzeug
JP6049541B2 (ja) 2013-05-31 2016-12-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両制御システム
DE102017207391B4 (de) * 2017-05-03 2019-02-28 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Erzeugen eines an eine momentane Fahrsituation eines Fahrzeugs angepassten resultierenden Hilfslenkmoments unter Verwendung eines aktiven Lenkunterstützungssystems sowie Lenkunterstützungssystem

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5208750A (en) * 1987-06-17 1993-05-04 Nissan Motor Co., Ltd. Control system for unmanned automotive vehicle
US5926126A (en) * 1997-09-08 1999-07-20 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for detecting an in-path target obstacle in front of a vehicle
US20090319113A1 (en) * 2008-06-20 2009-12-24 Gm Global Technology Operations, Inc. Path generation algorithm for automated lane centering and lane changing control system
EP2298603A1 (de) * 2009-09-16 2011-03-23 Audi AG Verfahren zur prädikativen Ansteuerung eines adaptiven Kurvenlichts und Kraftfahrzeug
US20120323446A1 (en) * 2010-12-18 2012-12-20 Audi Ag Method for the operation of a transverse guiding driver assist system of a motor vehicle, and motor vehicle
US20120221168A1 (en) * 2011-02-28 2012-08-30 GM Global Technology Operations LLC Redundant lane sensing systems for fault-tolerant vehicular lateral controller

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王广玮: "智能车辆横向运动控制系统设计与实验研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅱ辑》 *

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