CN109991974B - 自动驾驶路径跟随方法、装置及控制设备 - Google Patents

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    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0217—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory in accordance with energy consumption, time reduction or distance reduction criteria

Abstract

本发明提供一种自动驾驶路径跟随方法、装置及控制设备。该方法包括：根据预设自动路径跟随模型，确定车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的多组初始控制参数；对采用每一组初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价；根据综合评价的评价结果，确定能够使路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值最优的目标控制参数；根据目标控制参数和预设自动路径跟随模型，确定车辆从当前位置移动至预测位置的车辆转向角。本发明所述方法，在考虑道路跟随效果的同时，将车辆稳定性效果也作为联合控制目标，解决现有技术的自动驾驶控制，仅以路径跟随效果作为控制目标，易出现自动驾驶路径跟随过程中的车辆失稳问题。

Description

自动驾驶路径跟随方法、装置及控制设备
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，尤其是指一种自动驾驶路径跟随方法、装置及控制设备。
背景技术
自动驾驶车辆是传感技术、计算机技术、控制技术等高速发展的产物，为解决交通拥堵、提高行驶安全性以及特殊场合应用提供了便利。自动驾驶中对车辆的控制是核心技术，主要包括车速控制和方向控制等几部分。车速控制的目的是使车辆的实际运行车速按照期望值变化，方向控制的目的是使设计车辆按照期望的轨迹或路径行驶。
现有的自动驾驶路径跟踪方法一般是根据期望轨迹和当前位置，进行预瞄，计算车辆的方向盘转角，通过车辆控制单元控制车辆转向，达到跟随目标路径行驶的目的。现有技术自动驾驶控制中仅通过预瞄位置偏差和方向偏差两个指标作为参数计算最终方向盘转角的控制方式，未考虑车辆稳定性参数，在实际应用中会出现为了保证路径跟随效果最优而导致车辆失稳状况。
发明内容
本发明技术方案的目的在于提供一种自动驾驶路径跟随方法、装置及控制设备，用于解决现有技术的自动驾驶控制，仅以路径跟随效果作为控制目标，易出现自动驾驶路径跟随过程中的车辆失稳问题。
本发明实施例提供一种自动驾驶路径跟随的控制方法，其中，包括：
根据预设自动路径跟随模型，确定车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的多组初始控制参数；
对采用每一组所述初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价；
根据所述综合评价的评价结果，确定能够使路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值最优的目标控制参数；
根据所述目标控制参数和所述预设自动路径跟随模型，确定车辆从当前位置移动至所述预测位置的车辆转向角。
优选地，所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其中，所述对采用每一组所述初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的步骤包括：
计算采用每一组所述初始控制参数时，预设评价模型的评价数值，其中所述预设评价模型中包括路径跟随评价函数和车辆稳定性评价函数，且所述路径跟随评价函数和所述车辆稳定性评价函数分别对应一权重值。
优选地，所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其中，所述车辆在当前位置的移动速度不同时，所述路径跟随评价函数和所述车辆稳定性评价函数分别对应的权重值不同；
其中，所述车辆的当前位置的移动速度大于预设速度时，所述路径跟随评价参数所对应的权重值小于所述车辆稳定性评价函数所对应的权重值；所述车辆的当前位置的移动速度小于预设速度时，所述路径跟随评价参数所对应的权重值大于所述车辆稳定性评价函数所对应的权重值。
优选地，所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其中，所述路径跟随评价函数包括道路侧向偏移量评价函数和航向角偏移量评价函数，所述车辆稳定性评价函数包括车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数。
优选地，所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其中，所述预设评价模型表示为：
J＝wyJ(ey)+wψJ(eψ)+wrJ(r)+wφJ(φ)
其中，J为预设评价模型的评价数值；J(ey)、J(eψ)、J(r)和J(φ)分别为道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数；wy、wψ、wr和wφ分别为对应道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数的权重值。
优选地，所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其中，所述对采用每一组所述初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的步骤之前，所述方法还包括：
根据所述预设自动路径跟随模型，计算车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置时的道路侧向偏移量和航向角偏移量；以及根据预设车辆运动模型，计算车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置时的车辆横摆角速度和车辆侧倾角；
分别根据计算获得的道路侧向偏移量、航向角偏移量、车辆横摆角速度和车辆侧倾角，计算道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数。
优选地，所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其中，所述分别根据计算获得的道路侧向偏移量、航向角偏移量、车辆横摆角速度和车辆侧倾角，计算道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数的计算方式为：
Figure BDA0001536950350000031
其中，J(x)为归一化的道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数或者车辆侧倾角评价函数；
Ex为J(x)所对应评价参数的均方根，
Figure BDA0001536950350000032
为J(x)所对应评价参数的归一化参考值。
优选地，所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其中，所述根据预设自动路径跟随模型，确定车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的多组初始控制参数的步骤包括：
根据预设自动路径跟随模型，确定车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的初始控制参数组；
依据所述初始控制参数组生成多组待整定参数；
依据多组所述待整定参数，采用正交实验方式生成多组计算参数；
其中，所述对采用每一组所述初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的步骤中，对采用每一组所述计算参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价。
优选地，所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其中，所述根据所述综合评价的评价结果，确定能够使路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值最优的目标控制参数的步骤包括：
计算多组计算参数中，对于其中一维度参数取同一计算数值时的多组计算参数的综合评价的评价结果之和，其中每组所述计算参数分别包括至少一维度参数的对应计算数值；
比较所述其中一维度参数取不同计算数值时的多个综合评价的评价结果之和，确定综合评价的评价结果之和最优时所对应的计算数值为所述其中一维度参数信息的目标取值；
依次获得每一维度参数的目标取值，各个维度参数的目标取值形成为所述目标控制参数。
优选地，所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其中，所述根据所述综合评价的评价结果，确定能够使路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值最优的目标控制参数的步骤之后，所述方法还包括：
确定所述目标控制参数为待确定参数；
判断采用所述待确定参数时，车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值是否符合目标评价值；
若符合目标评价值，则确定所述待确定参数为所述目标控制参数；
若不符合目标评价值，则以所述待确定参数作为所述初始控制参数组，重新生成依据所述待确定参数的多组待整定参数，并采用正交实验方式生成多组计算参数，再次对采用每一组所述计算参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价，直至获得路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值符合目标评价值的目标控制参数。
优选地，所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其中，所述依据所述初始控制参数组生成多组待整定参数的步骤中：每一组所述待整定参数中的参数数值为相对应初始控制参数组中的参数数值的n倍，其中n为大于0的数值。
优选地，所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其中，所述预设自动路径跟随模型包括对应侧向偏移量的控制参数模型和对应航向角偏差的控制参数模型。
优选地，所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其中，所述预设自动路径跟随模型为：
Figure BDA0001536950350000051
其中，δ为车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的前轮转向角；△y为在所述预测位置处，车辆与所述目标路径轨迹的侧向偏移量；
Figure BDA0001536950350000052
为所述侧向偏移量的微分；△ψ为所述预测位置处，车辆的预计航向角与目标路径轨迹之间的航向角偏差；
Figure BDA0001536950350000053
为所述航向角偏差的微分；ey为所述车辆在当前位置时与所述目标路径轨迹之间的侧向偏移量；
kPY、kDY、kPT、kDT和kI分别为所述初始控制参数的其中一参数。
本发明具体实施例还提供一种自动驾驶路径跟随的控制装置，其中，包括：
参数预测模块，用于根据预设自动路径跟随模型，确定车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的多组初始控制参数；
评价模块，用于对采用每一组所述初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价；
分析模块，用于根据所述综合评价的评价结果，确定能够使路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值最优的目标控制参数；
计算模块，用于根据所述目标控制参数和所述预设自动路径跟随模型，确定车辆从当前位置移动至所述预测位置的车辆转向角。
本发明具体实施例还提供一种控制器，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；其中，所述处理器执行所述程序时执行如上中任一项所述的自动驾驶路径跟随的控制方法。
本发明具体实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现如上中任一项所述的自动驾驶路径跟随的控制方法中的步骤。
本发明的上述技术方案中的至少一个具有以下有益效果：
采用本发明具体实施例所述自动驾驶路径跟随的控制方法，利用预设自动路径跟随模型，确定车辆从当前位置移动至预测位置的多组控制参数，对采用每一初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价，确定综合评价的评价值最优的初始控制参数为用于确定自动驾驶路径跟随的车辆转向角的目标控制参数，因此该目标控制参数的确定方式均衡自动驾驶时的路径跟随效果和车辆稳定性，解决现有技术的自动驾驶控制，仅以路径跟随效果作为控制目标，易出现自动驾驶路径跟随过程中的车辆失稳问题。
附图说明
图1为本发明具体实施例所述控制方法的流程示意图；
图2为驾驶路径中，当前位置点与预测位置点的位置关系示意图；
图3为图1的步骤S110中的具体过程示意图；
图4为图1的步骤S130中的具体过程示意图；
图5为采用本发明具体实施例所述方法，确定目标控制参数的流程示意图；
图6为采用本发明具体实施例所述方法，对初始控制参数进行整定确定目标控制参数的具体流程示意图；
图7为本发明具体实施例所述控制装置的结构示意图；
图8为本发明具体实施例所述控制设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明实施例所述自动驾驶路径跟随的控制方法，用于确定自动驾驶路径跟随的车辆转向角的目标控制参数，根据路径跟随效果和车辆稳定性效果对自动路径跟随模型中车辆的初始控制参数进行联合评价确定，因此在自动驾驶路径跟随中考虑道路跟随效果的同时，将车辆稳定性效果也作为联合控制目标，解决现有技术的自动驾驶控制，仅以路径跟随效果作为控制目标，易出现自动驾驶路径跟随过程中的车辆失稳问题。
参阅图1所示，本发明具体实施例所述自动驾驶路径跟随的控制方法，具体包括：
S110，根据预设自动路径跟随模型，确定车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的多组初始控制参数；
S120，对采用每一组所述初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价；
S130，根据所述综合评价的评价结果，确定能够使路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值最优的目标控制参数；
S140，根据所述目标控制参数和所述预设自动路径跟随模型，确定车辆从当前位置移动至所述预测位置的车辆转向角。
采用本发明具体实施例所述自动驾驶路径跟随的控制方法，利用预设自动路径跟随模型，确定车辆从当前位置移动至预测位置的多组初始控制参数，对采用每一初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价，确定综合评价的评价值最优的控制参数为用于确定自动驾驶路径跟随的车辆转向角的目标控制参数，因此该目标控制参数的确定方式均衡自动驾驶时的路径跟随效果和车辆稳定性，解决现有技术的自动驾驶控制，仅以路径跟随效果作为控制目标，易出现自动驾驶路径跟随过程中的车辆失稳问题。
具体地，步骤S120，对采用每一组初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的步骤包括：
计算采用每一组所述初始控制参数时，预设评价模型的评价数值，其中所述预设评价模型中包括路径跟随评价函数和车辆稳定性评价函数，且所述路径跟随评价函数和所述车辆稳定性评价函数分别对应一权重值；
其中，采用上述方式，在确定路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值是否为最优时，将采用多组初始控制参数分别进行预设评价模型的评价数值计算的结果进行比较，评价数值最小时，路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值最优，所对应的初始控制参数为目标控制参数。
采用本发明具体实施例所述控制方法，车辆在当前位置的移动速度不同时，所述路径跟随评价函数和所述车辆稳定性评价函数分别对应的权重值不同；
其中，所述车辆的当前位置的移动速度大于预设速度时，所述路径跟随评价参数所对应的权重值小于所述车辆稳定性评价函数所对应的权重值；所述车辆的当前位置的移动速度小于预设速度时，所述路径跟随评价参数所对应的权重值大于所述车辆稳定性评价函数所对应的权重值。
采用本发明具体实施例所述自动驾驶路径跟随的控制方法，在不同车速情况下，路径跟随评价参数所对应的权重值与车辆稳定性评价函数所对应的权重值不同，若当前车辆的行驶速度为低速行驶时，则存在失稳机率较低，则重点保证路径跟随效果，路径跟随评价参数所对应的权重值大于车辆稳定性评价参数所对应的权重值；若当前车辆的行驶速度为高速行驶时，存在失稳机率较高，则在保证路径跟随效果的同时还需要兼顾车辆稳定性效果，车辆稳定性评价参数所对应的权重值可以大于路径跟随评价参数所对应的权重值。
采用上述设置方式，以预设速度为参考速度，移动速度大于预设速度时，路径跟随评价参数所对应的权重值小于车辆稳定性评价函数所对应的权重值；车辆的当前位置的移动速度小于预设速度时，路径跟随评价参数所对应的权重值大于车辆稳定性评价函数所对应的权重值。具体预设速度的确定，可以依据对车辆行驶测验时，不同的车辆行驶速度对车辆稳定性的影响确定。
具体地，用于对路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的预设评价模型中，路径跟随评价函数包括道路侧向偏移量评价函数和航向角偏移量评价函数，车辆稳定性评价函数包括车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数。
上述用于路径跟随效果评价的参数包括道路侧向偏移量和航向角，具体并不限于仅包括该两种，用于车辆稳定性效果评价的参数包括车辆横摆角速度和车辆侧倾角，也不限于仅包括该两种，本领域技术人员根据本发明技术方案的原理也可以想到其他参数也能够用来作为路径跟随效果和车辆稳定性的评价。
本发明具体实施例中，举例说明，当预设评价模型中，路径跟随评价函数包括道路侧向偏移量评价函数和航向角偏移量评价函数，车辆稳定性评价函数包括车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数时，预设评价模型可以采用公式一表示为：
公式一，J＝wyJ(ey)+wψJ(eψ)+wrJ(r)+wφJ(φ)；
其中，J为预设评价模型的评价数值；J(ey)、J(eψ)、J(r)和J(φ)分别为道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数；wy、wψ、wr和wφ分别为对应道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数的权重值。
具体地，依据上述权重值的设置规则：车辆的当前位置的移动速度大于预设速度时，路径跟随评价参数所对应的权重值小于车辆稳定性评价函数所对应的权重值；车辆的当前位置的移动速度小于预设速度时，路径跟随评价参数所对应的权重值大于车辆稳定性评价函数所对应的权重值，上述预设评价模型中各函数对应的权重值，依据车辆的当前速度的不同，可以采用如下表一中的取值方式。
表一
车辆的速度 w<sub>y</sub> w<sub>ψ</sub> w<sub>r</sub> w<sub>φ</sub>
… … … … …
20km/h 1 1 0.2 0.2
…… … … … …
60km/h 0.5 0.5 0.5 0.5
… … … … …
100km/h 0.5 0.5 1 1
… … … … …
上述表一中的不同车辆速度时对应的各评价函数的权重值，仅用于说明不同车辆速度时，路径跟随评价函数、车辆稳定性评价函数分别对应的权重值之间的关系，实际应用时各函数所对应的权重值并不以此为限。
本发明具体实施例中，较佳地，在步骤S120之前，所述方法还包括：
根据预设自动路径跟随模型，计算车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置时的道路侧向偏移量和航向角偏移量；以及根据预设车辆运动模型，计算车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置时的车辆横摆角速度和车辆侧倾角；
分别根据计算获得的道路侧向偏移量、航向角偏移量、车辆横摆角速度和车辆侧倾角，计算道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数。
具体地，分别根据计算获得的道路侧向偏移量、航向角偏移量、车辆横摆角速度和车辆侧倾角，计算道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数的计算方式可以为如下的公式二：
Figure BDA0001536950350000101
其中，J(x)为归一化的道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数或者车辆侧倾角评价函数；
Ex为J(x)所对应评价参数的均方根，
Figure BDA0001536950350000102
为J(x)所对应评价参数的归一化参考值。
例如，当J(x)为道路侧向偏移量评价函数时，Ex为道路侧向偏移量的均方根，
Figure BDA0001536950350000103
为道路侧向偏移量的归一化参考值；
当J(x)为航向角偏移量评价函数时，Ex为航向角偏移量的均方根，
Figure BDA0001536950350000104
为航向角偏移量的归一化参考值；
当J(x)为车辆横摆角速度评价函数时，Ex为车辆横摆角速度的均方根，
Figure BDA0001536950350000105
为车辆横摆角速度的归一化参考值；
当J(x)为车辆侧倾角评价函数时，Ex为车辆侧倾角的均方根，
Figure BDA0001536950350000106
为车辆侧倾角的归一化参考值。
基于上述方式，根据预设自动路径跟随模型，可以计算车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置时的道路侧向偏移量和航向角偏移量；以及根据预设车辆运动模型，可以计算车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置时的车辆横摆角速度和车辆侧倾角，在此基础上采用公式二能够分别计算获得各参数的评价函数，并进一步采用公式一的预设评价模型，计算获得相对应控制参数时，车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的结果值J。
以下对于本发明具体实施例中，根据预设车辆运动模型，计算车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置时的车辆横摆角速度和车辆侧倾角的具体方式，以及根据预设车辆运动模型，计算车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置时的车辆横摆角速度和车辆侧倾角的具体方式进行详细说明。
本发明具体实施例中，预设自动路径跟随模型包括对应侧向偏移量的控制参数模型和对应航向角偏差的控制参数模型，具体可以表示为公式三：
公式三，
Figure BDA0001536950350000107
其中，δ为车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的前轮转向角；△y为在预测位置处，车辆与所述目标路径轨迹的道路侧向偏移量；
Figure BDA0001536950350000108
为道路侧向偏移量的微分；△ψ为预测位置处，车辆的预计航向角与目标路径轨迹之间的航向角偏差；
Figure BDA0001536950350000111
为航向角偏差的微分；ey为车辆在当前位置时与所述目标路径轨迹之间的侧向偏移量；τ表示时间；
kPY、kDY、kPT、kDT和kI分别为用于控制车辆以前轮转向角δ从当前位置移动至预测位置时的各个控制参数。
结合图2，当车辆的当前位置质心点为cm，在当前位置时，与目标路径之间具有道路侧向偏移量(也即位置偏差)为ey，当前位置的车辆航向角与目标路径之间的航向角偏差eψ，采用本发明具体实施例所述方法，通过上述公式三所表示的预设自动路径跟随模型，用于使车辆依据目标路径轨迹从当前位置cm移动至预测位置P处时的道路侧向偏移量△y与航向角偏差△ψ最小。
根据图2以及当前位置cm与预测位置P处的几何位置关系，在当前位置cm处，当前位置的车辆航向角与目标路径之间的航向角偏差eψ的微分
Figure BDA0001536950350000112
可以采用如下公式四计算获得：
公式四，
Figure BDA0001536950350000113
其中，r为车辆的横摆角速度，u为车辆当前行驶轨迹的切线方向的前进速度，ρ为目标路径上，从当前位置cm至预测位置P处的近似曲率。
此外，在预测位置P处，车辆的预计航向角与目标路径之间的航向角偏差△ψ可以采用如下公式五计算获得：
公式五，△ψ＝eψ+Lρ-Tpr；
进一步地，在预测位置P处，车辆的预计航向角与目标路径之间的航向角偏差△ψ的微分
Figure BDA0001536950350000114
可以采用如下公式六计算获得：
公式六，
Figure BDA0001536950350000115
其中，L为从当前位置cm至预测位置P处的距离；Tp为从当前位置cm至预测位置P的行驶时间，并且L＝Tpu。
在预测位置P处，与目标路径之间的道路侧向偏移量△y(也即位置偏差)可以采用如下公式七计算获得：
公式七，
Figure BDA0001536950350000116
此外，在预测位置P处，与目标路径之间的道路侧向偏移量的微分
Figure BDA0001536950350000117
可以采用如下公式八计算获得：
公式八，
Figure BDA0001536950350000121
其中，β为车辆在当前位置时的侧偏角。
因此，根据图2以及当前位置cm与预测位置P处的几何位置关系，在预设自动路径跟随模型可以表示为公式三的方式时，采用上述的公式四至公式八，根据当前位置时，与目标路径之间的道路侧向偏移量ey与航向角偏差eψ，可以预测在预测位置P处时，车辆的预计航向角与目标路径之间的航向角偏差△ψ以及微分
Figure BDA0001536950350000122
以及与目标路径之间的道路侧向偏移量△y和微分
Figure BDA0001536950350000123
这样根据公式三，可以预测出用于控制车辆以前轮转向角δ从当前位置移动至预测位置时的各个初始控制参数kPY、kDY、kPT、kDT和kI。
进一步地，根据以上的公式三至公式八，并结合公式二，可以计算获得当采用公式三所表示的设自动路径跟随模型时，以所选定的初始控制参数作为输入参数时，从当前位置移动至预测位置P处时的道路侧向偏移量评价函数和航向角偏移量评价函数的计算数值J(x)。
另外，利用公式二，本发明还根据以下的预设车辆运动模型，考虑车辆侧向运动、横摆运动、侧倾运动的三自由度，计算车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置处的车辆横摆角速度和车辆侧倾角可以采用以下的公式九：
Figure BDA0001536950350000124
Figure BDA0001536950350000125
Figure BDA0001536950350000126
其中V为车辆纵向速度，β为侧偏角，
Figure BDA0001536950350000127
为侧偏角的微分，Mz为车辆z方向的质量，Ms为车辆的悬挂质量，r为横摆角速度，
Figure BDA0001536950350000128
为横摆角速度的微分，φ为侧倾角，
Figure BDA0001536950350000129
为侧倾角的微分，
Figure BDA00015369503500001210
为侧倾角的二阶微分，δ为方向盘转角，Iz、Ixz、Ix分别为z方向、xz平面和x方向的转动惯量，sIx是悬挂质量绕X轴的转动惯量，M为整车质量，h为车辆质心高度，Yβ、Yr、Yφ、Yδ分别为单位侧偏角、单位横摆角速度、单位侧倾角、单位前轮转角引起的地面侧向反作用力，Nβ、Nr、Nφ、Nδ分别为单位侧偏角、单位横摆角速度、单位侧倾角、单位前轮转角产生的对z轴的力矩，Lφ、Lp分别为单位侧倾角、单位侧倾角速度在减震器产生的阻力矩。
因此，通过上述的预设车辆运动模型，结合公式三，可预测在外界特定转向角δ输入情况在预测位置处的横摆角速度和侧倾角，进一步结合公式二，可以获得车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数的计算数值J(x)。
参阅公式一，并结合公式三的预设自动路径跟随模型，可以预测车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的转向角δ，并依据公式三确定输出预测转向角δ时的至少一组初始控制参数kPY、kDY、kPT、kDT和kI，在所确定初始控制参数的条件下，采用上述的公式分别计算道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数以及车辆侧倾角评价函数的计算数值，以确定对采用该组初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值J，根据多组初始控制参数所获得的评价值J相比较，确定能够实现当前车辆自动跟随控制的目标控制参数。
本发明具体实施例中，参阅图3并结合图1所示，较佳地，步骤S110中，根据预设自动路径跟随模型，确定车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的多组初始控制参数的步骤包括：
S111，根据预设自动路径跟随模型，确定车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的初始控制参数组；
S112，依据所述初始控制参数组生成多组待整定参数；
S113，依据多组所述待整定参数，采用正交实验方式生成多组计算参数；
其中，对步骤S120，采用每一组所述初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的步骤中，对采用每一组计算参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价。
通过步骤S111，利用上述的方式，可以确定车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置为预测转向角δ时的至少一组初始控制参数kPY、kDY、kPT、kDT、kI，也即为初始控制参数组，根据该初始控制参数组，采用上述的步骤S112和S113，采用正交试验方式对初始控制参数组进行优化设置，获得多组计算参数，分别计算采用每一组计算参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价，从中确定使路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值最优的其中一组计算参数为目标控制参数，以进一步确定车辆转向角。
上述多组控制参数确定的方式，可以降低初值敏感度，加速收敛使得计算初值的非线性问题规模较小，且较佳地利用上述方式可以根据实际车载运算设备性能进行多次整定迭代，以使控制参数最优。
具体地，步骤S112，依据初始控制参数组生成多组待整定参数的步骤中：每一组待整定参数中的参数数值为相对应初始控制参数组中的参数数值的n倍，其中n为大于0的数值。
基于上述的计算参数的生成方式，结合图1，步骤S130，根据所述综合评价的评价结果，确定能够使路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值最优的目标控制参数的步骤，如图4所示，包括：
S131，计算多组计算参数中，对于其中一维度参数取同一计算数值时的多组计算参数的综合评价的评价结果之和，其中每组所述计算参数分别包括至少一维度参数的对应计算数值；
S132，比较所述其中一维度参数取不同计算数值时的多个综合评价的评价结果之和，确定综合评价的评价结果之和最优时所对应的计算数值为所述其中一维度参数信息的目标取值；
S133，依次获得每一维度参数的目标取值，各个维度参数的目标取值形成为目标控制参数。
具体地，上述的多组计算参数中的多个维度参数即为上述kPY、kDY、kPT、kDT、kI，该五个参数构成为五个维度参数，采有该方式，需要根据多组计算参数，比较对一维度参数取不同计算数值时的多组计算参数的综合评价的评价结果之和，确定综合评价的评价结果之和最优时所对应的计算数值为所述其中一维度参数信息的目标取值，以此确定目标控制参数的各个维度参数的参数数值。
举例说明，结合公式三，当包括kPY、kDY、kPT、kDT、kI的初始控制参数组的数值分别为a0、b0、c0、d0、e0时，采用步骤S112，进行初始控制参数组的参数构造，可以构成为如下表二的多组待整定参数：
表二
Figure BDA0001536950350000141
Figure BDA0001536950350000151
基于上述的表二，根据步骤S113，采用上述的多组待整定参数，利用正交实验方式生成多组计算参数，如表三所示：
表三
Figure BDA0001536950350000152
上述的表三，第1行至第16行中，每一行的多个参数形成为一组计算参数，可以分别用于车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果的综合评价，根据公式一，并结合上述的公式二至公式九，可以计算获得每一组计算参数时的综合评价的评价数值J，计算结果分别对应为最后一列的J1至J16的数值；较佳地，采用本发明具体实施例所述方法，基于上述的计算方式，还进一步计算每一组计算参数中的其中一参数的数值固定时，其中参数为表二中的不同取值时，所对应获得的综合评价的评价数值J之和，参阅表三，获得最后四行Ⅰi、Ⅱi、Ⅲi、Ⅳi中的计算数值，举例说明∑Ji(A1)为第1行至第16行中，KPY取值为A1各组计算参数，用于进行路径跟随效果和车辆稳定性效果的综合评价计算时的评价数值J之和，最后四行Ⅰi、Ⅱi、Ⅲi、Ⅳi中其他各项的计算结果也是采用该方式确定，在此不一一详细说明。
基于上述计算过程，对比上述Ⅰi、Ⅱi、Ⅲi、Ⅳi中各项计算结果的数值，选择固定该参数取值时，使所计算的评价数值J之和最小的参数为对应参数的取值。举例说明，根据以上表三中的数值，如kPY列∑Ji(A1)最小，也即确定数值，如kPY数值时，对比上述的各评价数值J之和，A1固定时所对应各组计算参数的评价数值J之和最小，则选择A1＝0.1a0为参数kPY的整定结果，也即为目标控制参数中的其中一参数的取值；以此类推，可得出其他四个控制参数kDY，kPT，kDT和kI的整定结果，假设为B2、C3、D4、E1，该五个值构成了此次整定的最优解，获得目标控制参数。
较佳地，结合图1和图5，采用本发明具体实施例所述方法在确定上述目标控制参数之后，还进一步包括：
S151，确定所述目标控制参数为待确定参数；
S152，判断采用所述待确定参数时，车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值是否符合目标评价值；
S153，若符合目标评价值，则确定所述待确定参数为所述目标控制参数；
S154，若不符合目标评价值，则以所述待确定参数作为所述初始控制参数组，重新生成依据所述待确定参数组的多组待整定参数，并采用正交实验方式生成多组计算参数，再次对采用每一组所述计算参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价，直至获得路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值符合目标评价值的目标控制参数。
根据以上的方式，本发明具体实施例所述自动驾驶路径跟随的控制方法，参阅图1，结合上述表二和表三中的数据，步骤S110至步骤S130的详细执行流程可以参阅图6所示，具体包括：
S160，依据根据预设自动路径跟随模型所确定的初始控制参数组，生成多组计算参数，如表二所示；
S161，选定其中一组计算参数，根据公式三计算方向盘转角δ；
S162，根据公式九计算采用所选定计算参数时的预测横摆角速度、侧倾角；
S163，通过公式三的路径模型预测侧向偏移量与航向角偏差；
S164，与实际路径比较计算实际的侧向偏移量、航向角偏差；
S165，带入公式一计算综合评价值J1；
S166，参阅表三，根据选定每一组计算参数2-16，分别计处采用每一组计算参数时的综合评价值J2……J16；
S167，使用正交试验法确定整定的目标控制参数，该正交试验法的具体过程可以参阅图4所示；
S168，判断目标控制参数是否达到预设评价函数目标；
S169，当目标控制参数未达到预设评价函数目标时，则返回执行S160，将目标控制参数作为初始控制参数组，再次进行参数整定；
S170，当目标控制参数达到预设评价函数目标时，则输出目标控制参数，目标控制参数可以作为转向角的确定参数。
本发明具体实施例所述自动驾驶路径跟随的控制方法，在考虑道路跟随效果的同时将车辆稳定性参数作为重要联合控制目标，使得自动驾驶车辆在控制车辆跟随路径的同时保证车辆的稳定性，不出现因跟随路径而出现的危险情况。此外，本发明所述方法中，路径跟随和车辆稳定性的控制目标依据车速加权生成联合评价函数，保证自动驾驶车辆在低速不容易失稳情况下优先考虑路径跟随效果，车辆在高速易失稳情况下更注重车辆稳定性，在确保路径跟随效果的同时避免翻车、失控等危险情况发生。再者，本发明所述方法中，使用正交试验法对控制函数中多个控制参数进行实时联合整定，实时参数整定保证车辆在行驶过程中能根据路面附着系数、车速等变化实时改变控制参数，运算速度快，对初始值敏感度低，避免单个参数选择不合理，最终使自动驾驶控制的路径跟随和车辆稳定联合控制效果最优。
本发明具体实施例另一方面还提供一种自动驾驶路径跟随的控制装置，如图7所示，该控制装置包括：
参数预测模块，用于根据预设自动路径跟随模型，确定车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的多组初始控制参数；
评价模块，用于对采用每一组所述初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价；
分析模块，用于根据所述综合评价的评价结果，确定能够使路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值最优的目标控制参数；
计算模块，用于根据所述目标控制参数和所述预设自动路径跟随模型，确定车辆从当前位置移动至所述预测位置的车辆转向角。
采用本发明具体实施例所述自动驾驶路径跟随的控制装置，利用预设自动路径跟随模型，确定车辆从当前位置移动至预测位置的多组初始控制参数，对采用每一初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价，确定综合评价的评价值最优的初始控制参数为用于确定自动驾驶路径跟随的车辆转向角的目标控制参数，因此该目标控制参数的确定方式均衡自动驾驶时的路径跟随效果和车辆稳定性，解决现有技术的自动驾驶控制，仅以路径跟随效果作为控制目标，易出现自动驾驶路径跟随过程中的车辆失稳问题。
其中，所述评价模块具体用于：
计算采用每一组所述初始控制参数时，预设评价模型的评价数值，其中所述预设评价模型中包括路径跟随评价函数和车辆稳定性评价函数，且所述路径跟随评价函数和所述车辆稳定性评价函数分别对应一权重值。
较佳地，所述车辆在当前位置的移动速度不同时，所述路径跟随评价函数和所述车辆稳定性评价函数分别对应的权重值不同；
其中，所述车辆的当前位置的移动速度大于预设速度时，所述路径跟随评价参数所对应的权重值小于所述车辆稳定性评价函数所对应的权重值；所述车辆的当前位置的移动速度小于预设速度时，所述路径跟随评价参数所对应的权重值大于所述车辆稳定性评价函数所对应的权重值。
采用本发明具体实施例所述自动驾驶路径跟随的控制装置，在不同车速情况下，路径跟随评价参数所对应的权重值与车辆稳定性评价函数所对应的权重值不同，若当前车辆的行驶速度为低速行驶时，则存在失稳机率较低，则重点保证路径跟随效果，路径跟随评价参数所对应的权重值大于车辆稳定性评价参数所对应的权重值；若当前车辆的行驶速度为高速行驶时，存在失稳机率较高，则在保证路径跟随效果的同时还需要兼顾车辆稳定性效果，车辆稳定性评价参数所对应的权重值可以大于路径跟随评价参数所对应的权重值。
具体地，所述路径跟随评价函数包括道路侧向偏移量评价函数和航向角偏移量评价函数，所述车辆稳定性评价函数包括车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数。
上述用于路径跟随效果评价的参数包括道路侧向偏移量和航向角，具体并不限于仅包括该两种，用于车辆稳定性效果评价的参数包括车辆横摆角速度和车辆侧倾角，也不限于仅包括该两种，本领域技术人员根据本发明技术方案的原理也可以想到其他参数也能够用来作为路径跟随效果和车辆稳定性的评价。
本发明具体实施例中，所述预设评价模型表示为：
J＝wyJ(ey)+wψJ(eψ)+wrJ(r)+wφJ(φ)
其中，J为预设评价模型的评价数值；J(ey)、J(eψ)、J(r)和J(φ)分别为道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数；wy、wψ、wr和wφ分别为对应道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数的权重值。
较佳地，本发明具体实施例所述控制装置，还包括：
参数值确定模块，用于根据所述预设自动路径跟随模型，计算车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置时的道路侧向偏移量和航向角偏移量；以及根据预设车辆运动模型，计算车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置时的车辆横摆角速度和车辆侧倾角；
评价函数确定模块，用于分别根据计算获得的道路侧向偏移量、航向角偏移量、车辆横摆角速度和车辆侧倾角，计算道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数。
具体地，所述评价函数确定模块分别根据计算获得的道路侧向偏移量、航向角偏移量、车辆横摆角速度和车辆侧倾角，计算道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数的计算方式为：
Figure BDA0001536950350000191
其中，J(x)为归一化的道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数或者车辆侧倾角评价函数；
Ex为J(x)所对应评价参数的均方根，
Figure BDA0001536950350000201
为J(x)所对应评价参数的归一化参考值。
结合本发明实施例所述方法部分中的详细描述，根据公式一至公式九，根据预设自动路径跟随模型，可以计算车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置时的道路侧向偏移量和航向角偏移量；以及根据预设车辆运动模型，可以计算车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置时的车辆横摆角速度和车辆侧倾角，在此基础上采用上公式二能够分别计算获得各参数的评价函数，并进一步采用公式一的预设评价模型，计算获得相对应控制参数时，车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的结果值J。
以上根据预设评价模型进行综合评价，确定综合评价的结果数值J的具体过程可以参阅以上的详细描述，在此不再赘述。
本发明具体实施例中，所述参数预测模块具体包括：
第一计算单元，用于根据预设自动路径跟随模型，确定车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的初始控制参数组；
第二计算单元，用于依据所述初始控制参数组生成多组待整定参数；
第三计算单元，用于依据多组所述待整定参数，采用正交实验方式生成多组计算参数；
其中，所述评价模块对采用每一组所述初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的步骤中，对采用每一组所述计算参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价。
上述多组控制参数确定的方式，可以降低初值敏感度，加速收敛使得计算初值的非线性问题规模较小，且较佳地利用上述方式可以根据实际车载运算设备性能进行多次整定迭代，以使控制参数最优。
较佳地，所述分析模块包括：
第一分析单元，用于计算多组计算参数中，对于其中一维度参数取同一计算数值时的多组计算参数的综合评价的评价结果之和，其中每组所述计算参数分别包括至少一维度参数的对应计算数值；
第二分析单元，用于比较所述其中一维度参数取不同计算数值时的多个综合评价的评价结果之和，确定综合评价的评价结果之和最优时所对应的计算数值为所述其中一维度参数信息的目标取值；
其中，依次获得每一维度参数的目标取值，各个维度参数的目标取值形成为所述目标控制参数。
较佳地，本发明具体实施例所述控制装置，还包括：
参数选定模块，用于确定所述目标控制参数为待确定参数；
判断模块，用于判断采用所述待确定参数时，车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值是否符合目标评价值；
若符合目标评价值，则确定所述待确定参数为所述目标控制参数；
若不符合目标评价值，则以所述待确定参数作为所述初始控制参数组，重新生成依据所述待确定参数组的多组待整定参数，并采用正交实验方式生成多组计算参数，再次对采用每一组所述计算参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价，直至获得路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值符合目标评价值的目标控制参数。
较佳地，所述第二计算单元在依据所述初始控制参数组生成多组待整定参数的步骤中：每一组所述待整定参数中的参数数值为相对应初始控制参数组中的参数数值的n倍，其中n为大于0的数值。
本发明所述控制装置中，通过上述的方式，使用正交试验法对多个控制参数进行实时联合整定，实时参数整定保证车辆在行驶过程中能根据路面附着系数、车速等变化实时改变控制参数，运算速度快，对初始值敏感度低，避免单个参数选择不合理，最终使自动驾驶控制的路径跟随和车辆稳定联合控制效果最优。
采用本发明具体实施例所述控制装置，对控制参数采用正交试验法进行整正，以确定能够使使自动驾驶控制的路径跟随和车辆稳定联合控制效果最优的控制参数的具体方式和过程，可以结合图1至图6，并参阅以上的详细描述，在此不再详细说明。
本发明具体实施例所述控制装置中，所述预设自动路径跟随模型包括对应侧向偏移量的控制参数模型和对应航向角偏差的控制参数模型。
本发明具体实施例所述控制装置中，所述预设自动路径跟随模型为：
Figure BDA0001536950350000221
其中，δ为车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的前轮转向角；△y为在所述预测位置处，车辆与所述目标路径轨迹的侧向偏移量；
Figure BDA0001536950350000222
为所述侧向偏移量的微分；△ψ为所述预测位置处，车辆的预计航向角与目标路径轨迹之间的航向角偏差；
Figure BDA0001536950350000223
为所述航向角偏差的微分；ey为所述车辆在当前位置时与所述目标路径轨迹之间的侧向偏移量；
kPY、kDY、kPT、kDT和kI分别为所述控制参数的其中一参数。
本发明具体实施例所述控制装置中，预设自动路径跟随模型根据预测位置的道路侧向偏移量和航向角偏差联合计算，确定控制前轮的转向角。
采用本发明具体实施例所述控制装置，在考虑道路跟随效果的同时将车辆稳定性参数作为重要联合控制目标，使得自动驾驶车辆在控制车辆跟随路径的同时保证车辆的稳定性，不出现因跟随路径而出现的危险情况。
此外，本发明所述控制装置，路径跟随和车辆稳定性的控制目标依据车速加权生成联合评价函数，保证自动驾驶车辆在低速不容易失稳情况下优先考虑路径跟随效果，车辆在高速易失稳情况下更注重车辆稳定性，在确保路径跟随效果的同时避免翻车、失控等危险情况发生。
再者，本发明所述控制装置中，使用正交试验法对控制函数中多个控制参数进行实时联合整定，实时参数整定保证车辆在行驶过程中能根据路面附着系数、车速等变化实时改变控制参数，运算速度快，对初始值敏感度低，避免单个参数选择不合理，最终使自动驾驶控制的路径跟随和车辆稳定联合控制效果最优。
本发明具体实施例还提供一种自动驾驶路径跟随的控制设备，如图8所示，该控制设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；其中，所述处理器执行所述程序时执行如上中任一项所述的自动驾驶路径跟随的控制方法。
具体地，总线接口提供存储器与处理器相连接的接口，处理器负责管理总线架构和通常的处理，存储器可以存储处理器在执行操作时所使用的数据。由处理器代表的一个或多个处理器和存储器代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。
进一步地，本发明具体实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现如上中任一项所述的自动驾驶路径跟随的控制方法中的步骤。
依据以上中的详细描述，本领域技术人员应该能够了解采用本发明具体实施例所述自动驾驶路径跟随的控制方法的控制设备和计算机可读存储介质的具体实施方式，在此不再详细说明。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述原理前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种自动驾驶路径跟随的控制方法，其特征在于，包括：
根据预设自动路径跟随模型，确定车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的多组初始控制参数；
计算采用每一组所述初始控制参数时，预设评价模型的评价数值，对采用每一组所述初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价；其中所述预设评价模型中包括路径跟随评价函数和车辆稳定性评价函数，且所述路径跟随评价函数和所述车辆稳定性评价函数分别对应一权重值；所述车辆在当前位置的移动速度不同时，所述路径跟随评价函数和所述车辆稳定性评价函数分别对应的权重值不同；
根据所述综合评价的评价结果，确定能够使路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值最优的目标控制参数；
根据所述目标控制参数和所述预设自动路径跟随模型，确定车辆从当前位置移动至所述预测位置的车辆转向角。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其特征在于，
所述车辆的当前位置的移动速度大于预设速度时，所述路径跟随评价参数所对应的权重值小于所述车辆稳定性评价函数所对应的权重值；所述车辆的当前位置的移动速度小于预设速度时，所述路径跟随评价参数所对应的权重值大于所述车辆稳定性评价函数所对应的权重值。
3.根据权利要求1所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其特征在于，所述路径跟随评价函数包括道路侧向偏移量评价函数和航向角偏移量评价函数，所述车辆稳定性评价函数包括车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数。
4.根据权利要求3所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其特征在于，所述预设评价模型表示为：
J＝wyJ(ey)+wψJ(eψ)+wrJ(r)+wφJ(φ)
其中，J为预设评价模型的评价数值；J(ey)、J(eψ)、J(r)和J(φ)分别为道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数；wy、wψ、wr和wφ分别为对应道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数的权重值。
5.根据权利要求4所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其特征在于，所述对采用每一组所述初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的步骤之前，所述方法还包括：
根据所述预设自动路径跟随模型，计算车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置时的道路侧向偏移量和航向角偏移量；以及根据预设车辆运动模型，计算车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置时的车辆横摆角速度和车辆侧倾角；
分别根据计算获得的道路侧向偏移量、航向角偏移量、车辆横摆角速度和车辆侧倾角，计算道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数。
6.根据权利要求5所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其特征在于，所述分别根据计算获得的道路侧向偏移量、航向角偏移量、车辆横摆角速度和车辆侧倾角，计算道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数和车辆侧倾角评价函数的计算方式为：
Figure FDA0003462573960000021
其中，J(x)为归一化的道路侧向偏移量评价函数、航向角偏移量评价函数、车辆横摆角速度评价函数或者车辆侧倾角评价函数；
Ex为J(x)所对应评价参数的均方根，
Figure FDA0003462573960000022
为J(x)所对应评价参数的归一化参考值。
7.根据权利要求1所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其特征在于，所述根据预设自动路径跟随模型，确定车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的多组初始控制参数的步骤包括：
根据预设自动路径跟随模型，确定车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的初始控制参数组；
依据所述初始控制参数组生成多组待整定参数；
依据多组所述待整定参数，采用正交实验方式生成多组计算参数；
其中，所述对采用每一组所述初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的步骤中，对采用每一组所述计算参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价。
8.根据权利要求7所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其特征在于，所述根据所述综合评价的评价结果，确定能够使路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值最优的目标控制参数的步骤包括：
计算多组计算参数中，对于其中一维度参数取同一计算数值时的多组计算参数的综合评价的评价结果之和，其中每组所述计算参数分别包括至少一维度参数的对应计算数值；
比较所述其中一维度参数取不同计算数值时的多个综合评价的评价结果之和，确定综合评价的评价结果之和最优时所对应的计算数值为所述其中一维度参数信息的目标取值；
依次获得每一维度参数的目标取值，各个维度参数的目标取值形成为所述目标控制参数。
9.根据权利要求7所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其特征在于，所述根据所述综合评价的评价结果，确定能够使路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值最优的目标控制参数的步骤之后，所述方法还包括：
确定所述目标控制参数为待确定参数；
判断采用所述待确定参数时，车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值是否符合目标评价值；
若符合目标评价值，则确定所述待确定参数为所述目标控制参数；
若不符合目标评价值，则以所述待确定参数作为所述初始控制参数组，重新生成依据所述待确定参数的多组待整定参数，并采用正交实验方式生成多组计算参数，再次对采用每一组所述计算参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价，直至获得路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值符合目标评价值的目标控制参数。
10.根据权利要求7所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其特征在于，所述依据所述初始控制参数组生成多组待整定参数的步骤中：每一组所述待整定参数中的参数数值为相对应初始控制参数组中的参数数值的n倍，其中n为大于0的数值。
11.根据权利要求1所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其特征在于，所述预设自动路径跟随模型包括对应侧向偏移量的控制参数模型和对应航向角偏差的控制参数模型。
12.根据权利要求1所述的自动驾驶路径跟随的控制方法，其特征在于，所述预设自动路径跟随模型为：
Figure FDA0003462573960000041
其中，δ为车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的前轮转向角；Δy为在所述预测位置处，车辆与所述目标路径轨迹的侧向偏移量；
Figure FDA0003462573960000042
为所述侧向偏移量的微分；Δψ为所述预测位置处，车辆的预计航向角与目标路径轨迹之间的航向角偏差；
Figure FDA0003462573960000043
为所述航向角偏差的微分；ey为所述车辆在当前位置时与所述目标路径轨迹之间的侧向偏移量；
kPY、kDY、kPT、kDT和kI分别为所述控制参数的其中一参数。
13.一种自动驾驶路径跟随的控制装置，其特征在于，包括：
参数预测模块，用于根据预设自动路径跟随模型，确定车辆依据目标路径轨迹从当前位置移动至预测位置的多组初始控制参数；
评价模块，用于计算采用每一组所述初始控制参数时，预设评价模型的评价数值，对采用每一组所述初始控制参数时车辆的路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价；其中所述预设评价模型中包括路径跟随评价函数和车辆稳定性评价函数，且所述路径跟随评价函数和所述车辆稳定性评价函数分别对应一权重值；所述车辆在当前位置的移动速度不同时，所述路径跟随评价函数和所述车辆稳定性评价函数分别对应的权重值不同；
分析模块，用于根据所述综合评价的评价结果，确定能够使路径跟随效果和车辆稳定性效果进行综合评价的评价值最优的目标控制参数；
计算模块，用于根据所述目标控制参数和所述预设自动路径跟随模型，确定车辆从当前位置移动至所述预测位置的车辆转向角。
14.一种自动驾驶路径跟随的控制设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行所述程序时执行如权利要求1至12中任一项所述的自动驾驶路径跟随的控制方法。
15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至12中任一项所述的自动驾驶路径跟随的控制方法中的步骤。
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