CN110341688B - 一种前轮转角补偿方法、装置、车载设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及一种前轮转角补偿方法、装置、车载设备及存储介质，方法包括：获取车辆的状态信息和规划路径；基于状态信息和规划路径，确定符合预设条件的前轮转角；基于符合预设条件的前轮转角，确定补偿转角；基于补偿转角，补偿车辆当前的前轮转角。本发明实施例，通过获取车辆的状态参数和规划路径，可确定符合预设条件的前轮转角，进而确定补偿转角，并基于补偿转角补偿车辆当前的前轮转角，能够减小由于车辆和路面等因素对路径跟踪所产生的扰动，从而提升车辆在复杂工况下的路径跟踪稳定性和准确性。

Description

一种前轮转角补偿方法、装置、车载设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及智能驾驶领域，具体涉及一种前轮转角补偿方法、装置、车载设备及存储介质。
背景技术
随着车辆技术的发展，智能驾驶技术是目前的研究热点。路径跟踪是智能驾驶技术中的重要内容，具体地，根据检测到的车辆状态(如当前车速、位置和航向角等)以及接收到的规划路径，计算出车辆的前轮转角，进而对车辆底层执行系统(如转向系统、制动系统和驱动系统等)进行实际的控制操作，使车辆能够按照规划路径安全稳定行驶。
在车辆行驶过程中，包括方向盘零位、两侧胎压、车辆底盘、路面等因素会对路径跟踪产生扰动，并导致车辆无法准确执行路径跟踪算法输出的控制参数(如前轮转角)，使路径跟踪效果不理想。
为了满足不同工况(如路面倾斜、方向盘零位不准确等)下路径跟踪的准确性，需要补偿路径跟踪算法输出的前轮转角，从而提高路径跟踪的精度和稳定性。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
为了解决现有技术存在的至少一个问题，本发明实施例提供了一种前轮转角补偿方法、装置、车载设备及存储介质。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种前轮转角补偿方法，包括：获取车辆的状态信息和规划路径；基于所述状态信息和所述规划路径，确定符合预设条件的前轮转角；基于所述符合预设条件的前轮转角，确定补偿转角；基于所述补偿转角，补偿所述车辆当前的前轮转角。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种前轮转角补偿装置，包括：获取单元，用于获取车辆的状态信息和规划路径；第一确定单元，用于基于所述状态信息和所述规划路径，确定符合预设条件的前轮转角；第二确定单元，用于基于所述符合预设条件的前轮转角，确定补偿转角；补偿单元，用于基于所述补偿转角，补偿所述车辆当前的前轮转角。
根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种车载设备，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，所述处理器通过所述计算机程序执行如上所述的前轮转角补偿方法。
根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行如上所述的前轮转角补偿方法。
在本发明实施例中，通过获取车辆的状态参数和规划路径，可确定符合预设条件的前轮转角，进而确定补偿转角，并基于补偿转角补偿车辆当前的前轮转角，能够减小由于车辆和路面等因素对路径跟踪所产生的扰动，从而提升车辆在复杂工况下的路径跟踪稳定性和准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例提供的一种智能车的整体架构图；
图2是根据本发明实施例提供的一种智能驾驶系统的框图；
图3是根据本发明实施例提供的一种车载设备的框图；
图4是根据本发明实施例的一种可选的前轮转角补偿方法的流程图；
图5是根据本发明实施例的一种可选的确定符合预设条件的前轮转角的流程图；
图6是根据本发明实施例的一种可选的横向距离误差的示意图；
图7是根据本发明实施例的一种可选的航向角误差的示意图；
图8是根据本发明实施例的一种可选的前轮转角补偿装置的框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
图1为根据本发明实施例提供的一种智能车的整体架构图，在人工驾驶模式下，驾驶员通过操作控制车辆行驶的装置驾驶车辆，控制车辆行驶的装置例如包括但不限于制动踏板、方向盘和油门踏板等。控制车辆行驶的装置可直接操作车辆底层执行系统控制车辆行驶。车辆底层执行系统控制车辆行驶，车辆底层执行系统包括但不限于：转向系统、制动系统和驱动系统。转向系统、制动系统和驱动系统属于车辆领域成熟系统，在此不再赘述。
在实际应用中，智能车也可以为无人车，车辆的驾驶控制由智能驾驶系统来执行。
图1中，第一传感器组采集的数据包括但不限于车辆外界环境的数据和探测车辆的位置数据，第一传感器组例如包括但不限于摄像头、激光雷达、毫米波雷达、GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)和IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)中的至少一个。
第二传感器组采集的数据包括但不限于车辆的动力学数据，第二传感器组例如包括但不限于车轮转速传感器、速度传感器、加速度传感器、方向盘转角传感器、前轮转角传感器中的至少一个。
第一传感器组和第二传感器组中所有传感器在智能车行驶过程中都在以较高的频率传送数据。智能驾驶系统可获取第一传感器组的数据和第二传感器组的数据，并且智能驾驶系统可与云端服务器无线通信，交互各种信息。
在实际应用中，智能驾驶系统可以为软件系统、硬件系统或者软硬件结合的系统。例如，智能驾驶系统是运行在操作系统上的软件系统，车载硬件系统是支持操作系统运行的硬件系统。
在实际应用中，智能车还可包括图1中未示出的车辆CAN总线，车辆CAN总线连接车辆底层执行系统。智能驾驶系统与车辆底层执行系统之间的信息交互通过车辆CAN总线进行传递。
如图2所示，智能驾驶系统可划分为多个模块，例如包括但不限于：感知定位模块和规划控制模块。
(1)感知定位模块，用于基于获取的传感器数据、V2X(Vehicle to X，车用无线通信)数据、高精度地图等数据中的至少一种，进行环境感知与定位，生成感知定位信息，实现对障碍物感知、摄像头图像的可行驶区域识别以及车辆的定位等。
V2X是智能交通运输系统的关键技术，使得车与车、车与基站、基站与基站之间能够通信，从而获得实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息，提高智能驾驶安全性、减少拥堵、提高交通效率、提供车载娱乐信息等。
高精度地图是智能驾驶领域中使用的地理地图，与传统地图相比，不同之处在于：1)高精度地图包括大量的驾驶辅助信息，例如依托道路网的精确三维表征：包括交叉路口局和路标位置等；2)高精地图还包括大量的语义信息，例如报告交通灯上不同颜色的含义，又例如指示道路的速度限制，以及左转车道开始的位置；3)高精度地图能达到厘米级的精度，确保智能车的安全行驶。
(2)规划控制模块，用于基于感知定位模块生成的感知定位信息，并结合V2X数据、高精度地图等数据中的至少一种，进行路径规划，生成路径规划信息，决策车辆航向、车辆速度、车辆的期望加速度、期望的方向盘转角等，以及进行路径跟踪，例如基于路径跟踪算法计算前轮转角。规划控制模块，还用于生成车辆底层执行系统的控制指令，并下发控制指令，以使车辆底层执行系统控制车辆按照期望路径行驶，例如通过控制方向盘、刹车以及油门对车辆进行横向和纵向控制。
智能驾驶系统可实现前轮转角补偿方法各实施例的步骤，例如可包括以下步骤一至步骤四：
步骤一：获取车辆的状态信息和规划路径；
步骤二：基于所述状态信息和所述规划路径，确定符合预设条件的前轮转角；
步骤三：基于所述符合预设条件的前轮转角，确定补偿转角；
步骤四：基于所述补偿转角，补偿所述车辆当前的前轮转角。
本发明实施例中，通过获取车辆的状态参数和规划路径，可确定符合预设条件的前轮转角，进而确定补偿转角，并基于补偿转角补偿车辆当前的前轮转角，能够减小由于车辆和路面等因素对路径跟踪所产生的扰动，从而提升车辆在复杂工况下的路径跟踪稳定性和准确性。
如图3所示，根据本发明实施例提供的一种车载设备，可包括：至少一个处理器301和至少一个存储器302。车载设备中的各个组件通过总线系统303耦合在一起。可理解，总线系统303用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统303除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但为了清楚说明起见，在图3中将各种总线都标为总线系统303。
可以理解，本实施例中的存储器302可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DoubleDataRateSDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，DRRAM)。本文描述的存储器302旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
在一些实施方式中，存储器302存储了如下的元素，可执行单元或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作系统3021和应用程序3022。
其中，操作系统3021，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序3022，包含各种应用程序，例如媒体播放器(Media Player)、浏览器(Browser)等，用于实现各种应用业务。实现本发明实施例方法的程序可以包含在应用程序3022中。
在本发明实施例中，处理器301通过调用存储器302存储的程序或指令，具体的，可以是应用程序3022中存储的程序或指令，处理器301用于执行前轮转角补偿方法各实施例的步骤，例如可包括以下步骤一至步骤四：
步骤一：获取车辆的状态信息和规划路径；
步骤二：基于所述状态信息和所述规划路径，确定符合预设条件的前轮转角；
步骤三：基于所述符合预设条件的前轮转角，确定补偿转角；
步骤四：基于所述补偿转角，补偿所述车辆当前的前轮转角。
本发明实施例中，通过获取车辆的状态参数和规划路径，可确定符合预设条件的前轮转角，进而确定补偿转角，并基于补偿转角补偿车辆当前的前轮转角，能够减小由于车辆和路面等因素对路径跟踪所产生的扰动，从而提升车辆在复杂工况下的路径跟踪稳定性和准确性。
上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器301中，或者由处理器301实现。处理器301可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器301中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器301可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器302，处理器301读取存储器302中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSP Device，DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。
对于软件实现，可通过执行本文所述功能的单元来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
可以理解的是，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，方法实施例的步骤之间除非存在明确的先后顺序，否则执行顺序可任意调整。所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
如图4所示，本发明实施例公开一种前轮转角补偿方法，该方法主要针对处于智能驾驶过程中的车辆进行路径跟踪。该方法的执行主体为车载设备，在一些实施例中，该方法的执行主体为车载设备所支持的智能驾驶系统。
图4所示的前轮转角补偿方法可包括以下步骤401至404：
401、获取车辆的状态信息和规划路径。
402、基于所述状态信息和所述规划路径，确定符合预设条件的前轮转角。
403、基于所述符合预设条件的前轮转角，确定补偿转角。
404、基于所述补偿转角，补偿所述车辆当前的前轮转角。
在智能车行驶过程中传感器以较高的频率传送数据，车载设备可周期性或实时地获取到传感器数据，车载设备中安装的智能驾驶系统可获取到传感器数据，并基于传感器数据进行感知定位，并基于感知定位的结果进行路径规划，进而可获取规划路径和车辆的状态信息。
在一些实施例中，车辆的状态信息包括但不限于车辆的位置、速度和航向角中的至少一个。
车辆的位置可理解为：车辆在全局坐标系的绝对位置；或，车辆与规划路径之间的相对位置。其中，全局坐标系可理解为世界坐标系。
车辆的速度可理解为：车辆相对于地面的速度。
车辆的航向角可理解为：车辆后轴中心对应的航向角。
在一些实施例中，规划路径包括但不限于多个轨迹点以及每个轨迹点对应的位置、航向角和转弯半径中的至少一个。
轨迹点对应的位置可理解为：轨迹点在全局坐标系的绝对位置。
轨迹点对应的航向角并非轨迹点的航向角，而是车辆的航向角，车辆的航向角可理解为车辆后轴中心对应的航向角。
轨迹点对应的转弯半径，对于直线中的点，转弯半径的数值可设置为10000米，智能驾驶系统会将该值对应的轨迹点判定为直线上的点。
基于以上描述，本领域技术人员可以理解：规划路径包括轨迹点集合，集合中还包括每个轨迹点在全局坐标系的绝对位置、每个轨迹点对应的车辆航向角、每个轨迹点对应的转弯半径。
在获取车辆的状态信息和规划路径，即可基于状态信息和规划路径，确定符合预设条件的前轮转角。预设条件的目的在于保证数据质量，提高路径跟踪的准确性和稳定性。
本实施例中，符合预设条件的前轮转角为智能驾驶系统基于路径跟踪算法计算的前轮转角。路径跟踪算法可以是本领域常用的算法，例如Pure Pursuit算法，LinearQuadratic Regulator算法，Model Predictive Control算法等主流跟踪算法，本实施例不再赘述。
本实施例中，智能驾驶系统基于路径跟踪算法计算当前的前轮转角后，可基于车辆当前的状态信息和规划路径，判断当前的前轮转角是否符合预设条件，若符合，则可记录当前的前轮转角，并执行后续的补偿处理，若不符合，说明数据不可靠，则不补偿当前的前轮转角，也不记录当前的前轮转角，而是进行下一次前轮转角的计算。
在实际应用中，车载设备周期性或实时地获取到传感器数据，车载设备中安装的智能驾驶系统也周期性地，例如200ms，或实时地基于路径跟踪算法计算的前轮转角。
在一些实施例中，智能驾驶系统每次基于路径跟踪算法计算前轮转角后，均判断是否符合预设条件，并记录符合预设条件的前轮转角，为后续确定补偿转角提供数据依据。
基于以上描述，本领域技术人员可以理解，步骤402描述的“基于状态信息和规划路径，确定符合预设条件的前轮转角”，是周期循环的过程，且在车辆智能驾驶过程中持续的过程。
基于以上描述，本领域技术人员可以理解，由于确定符合预设条件的前轮转角，是周期循环的过程，且在车辆智能驾驶过程中持续的过程，因此步骤403描述的“基于符合预设条件的前轮转角确定补偿转角”中，“符合预设条件的前轮转角”可能为一个，也可能为多个。
因此，“基于符合预设条件的前轮转角，确定补偿转角”可以理解为：基于车辆当前的前轮转角和历史记录的符合预设条件的前轮转角，确定补偿转角。其中，车辆当前的前轮转角是智能驾驶系统基于路径跟踪算法计算得到的，且符合预设条件。
本实施例中，在确定补偿转角后，可补偿车辆当前的前轮转角，具体地，补偿后的前轮转角为补偿转角与车辆当前的前轮转角之和。
本发明实施例，通过获取车辆的状态参数和规划路径，可确定符合预设条件的前轮转角，进而确定补偿转角，并基于补偿转角补偿车辆当前的前轮转角，能够减小由于车辆和路面等因素对路径跟踪所产生的扰动，从而提升车辆在复杂工况下的路径跟踪稳定性和准确性。
在一些实施例中，步骤402描述的“基于所述状态信息和所述规划路径，确定符合预设条件的前轮转角”，如图5所示，具体可以包括以下步骤4021至4023：
4021、基于所述状态信息和所述规划路径，确定第一参考轨迹点；
4022、计算所述车辆与所述第一参考轨迹点的横向距离误差和航向角偏差；
4023、基于所述横向距离误差和所述航向角偏差，确定符合预设条件的前轮转角。
本实施例中，智能驾驶系统规划路径后，控制车辆按照规划路径行驶，规划路径中包括多个轨迹点，规划路径可以看作是多个轨迹点的连线。由于智能驾驶系统可周期性或实时地通过获取车辆的状态信息和规划路径，因此智能驾驶系统可基于车辆的状态信息和规划路径来确定车辆的行驶数据。
车辆的行驶数据包括但不限于：横向距离误差、航向角偏差和车辆当前的前轮转角。其中，横向距离误差是和航向角偏差分别是车辆与第一参考轨迹点的横向距离误差和航向角偏差；车辆当前的前轮转角是智能驾驶系统基于路径跟踪算法计算得到的，且符合预设条件。
本实施例中，由于横向距离误差是和航向角偏差分别是车辆与第一参考轨迹点的横向距离误差和航向角偏差，因此，在计算横向距离误差是和航向角偏差之前，首先应确定第一参考轨迹点，具体地，智能驾驶系统基于车辆的状态信息和规划路径，确定第一参考轨迹点。
本实施例中，第一参考轨迹点为：距离车辆后轴中心最近的轨迹点；或，距离车辆后轴中心间隔预设数量的轨迹点。其中，预设数量可以理解为预设的轨迹点数量。
本实施例中，横向距离误差为车辆后轴中心至连线的距离；其中，所述连线为第一参考轨迹点与第二参考轨迹点之间的连线，所述第二参考轨迹点为规划路径上与第一参考轨迹点相邻的轨迹点。
本领域技术人员可以理解，第二参考轨迹点为车辆由第一参考轨迹点沿着规划路径行驶后可到达的轨迹点，也即第二参考轨迹点为规划路径上第一参考轨迹点之后的轨迹点。
本实施例中，航向角误差为所述车辆的航向角与第一航向角之间的差值；其中，所述车辆的航向角为车辆后轴中心对应的航向角，所述第一航向角为所述第一参考轨迹点对应的航向角。
本实施例中，智能驾驶车辆基于横向距离误差和航向角偏差，可确定符合预设条件的前轮转角。通过预设条件可以判断车辆是否发生大规模的偏移，是否发生转弯，是否在保持直行等。预设条件例如可包括但不限于以下至少一个：
(1)横向距离误差小于或等于预设距离阈值；
(2)航向角偏差小于或等于第一预设角度阈值；
(3)车辆实际的前轮转角小于或等于第二预设角度阈值；
(4)第一参考轨迹点对应的转弯半径大于预设长度阈值；
(5)车辆的速度大于预设速度阈值。
其中，预设距离阈值、第一预设角度阈值、第二预设角度阈值、预设长度阈值和预设速度阈值，可以是保证数据质量的前提下合理设置的阈值，具体可通过大量实验或者实际应用来确定，本实施例不限定阈值的具体取值。
其中，(3)提及的车辆实际的前轮转角可以由例如图1所示的第二传感器组中的前轮转角传感器采集得到，并由前轮转角传感器将车辆实际的前轮转角传送给智能驾驶系统。
本领域技术人员可以理解，由于车载设备周期性或实时地获取到传感器数据，车载设备中安装的智能驾驶系统也周期性地或实时地获取车辆的状态信息和规划路径，因此，“基于所述状态信息和所述规划路径，确定第一参考轨迹点”、“计算所述车辆与所述第一参考轨迹点的横向距离误差和航向角偏差”以及“基于横向距离误差和航向角偏差，确定符合预设条件的前轮转角”，是周期循环的过程，且在车辆智能驾驶过程中持续的过程。
本领域技术人员还可以理解，由于“基于横向距离误差和航向角偏差，确定符合预设条件的前轮转角”，是周期循环的过程，且在车辆智能驾驶过程中持续的过程，因此“符合预设条件的前轮转角”可能为一个，也可能为多个。
本发明实施例，通过获取车辆的状态参数和规划路径，可确定第一参考轨迹点，并计算车辆与第一参考轨迹点的横向距离误差和航向角偏差，进而基于横向距离误差和航向角偏差，确定符合预设条件的前轮转角，并基于符合预设条件的前轮转角确定补偿转角，以计算的补偿转角补偿车辆当前的前轮转角，能够减小由于车辆和路面等因素对路径跟踪所产生的扰动，从而提升车辆在复杂工况下的路径跟踪稳定性和准确性。
在一些实施例中，智能驾驶系统获取车辆的状态信息：车辆在全局坐标系的绝对位置、速度和航向角；以及规划路径，规划路径包括轨迹点集合，集合中还包括每个轨迹点在全局坐标系的绝对位置、每个轨迹点对应的车辆航向角、每个轨迹点对应的转弯半径。
智能驾驶系统基于车辆的位置，搜索轨迹点集合中距离车辆后轴中心最近的轨迹点作为第一参考轨迹点，以及规划路径上与第一参考轨迹点相邻的轨迹点为第二参考轨迹点；并获取第一参考轨迹点的位置及对应的车辆航向角、转弯半径，以及获取第二参考轨迹点的位置。
智能驾驶系统计算车辆与第一参考轨迹点的横向距离误差，横向距离误差为车辆后轴中心至连线的距离；其中，所述连线为第一参考轨迹点与第二参考轨迹点之间的连线。如图6所示，车辆后轴中心点O与第一参考轨迹点A与第二参考轨迹点B的连线L之间的距离r，r为横向距离误差。
智能驾驶系统计算车辆与第一参考轨迹点的航向角偏差，航向角误差为车辆的航向角与第一航向角之间的差值。其中，车辆的航向角为车辆后轴中心对应的航向角，第一航向角为第一参考轨迹点对应的航向角。如图7所示，车辆的航向角为α，第一航向角为β，则航向角偏差为α与β的差值。
以下结合具体的应用场景，对上述横向距离误差以及航向角偏差的计算方法进行说明：
车辆在全局坐标系的绝对位置为(x1,y1)，基于(x1,y1)搜索规划路径中与(x1,y1)最近的第一参考轨迹点为(xb,yb)，与(xb,yb)相邻的第二参考轨迹点为(xe,ye)，车辆的航向角为θ1以及第一参考轨迹点对应的航向角θb。
其中，横向距离误差为：
Figure BDA0002079608640000161
航向角偏差为：
εα＝θ1-θb (2)
在一些实施例中，考虑到车辆行驶过程中，由于车辆机械结构以路面等因素会对路径跟踪产生扰动，影响路径跟踪的准确性和稳定性。因此，通过预设条件保证数据质量，提高路径跟踪的准确性和稳定性。智能驾驶车辆基于横向距离误差和航向角偏差，可确定符合预设条件的前轮转角。预设条件例如可包括：
(1)横向距离误差小于或等于0.3m；
(2)航向角偏差小于或等于0.01rad；
(3)车辆实际的前轮转角小于或等于0.5rad；
(4)第一参考轨迹点对应的转弯半径大于1000m；
(5)车辆的速度大于3m/s。
本实施例中，智能驾驶系统若确定车辆满足以上预设条件，则说明基于路径跟踪算法计算的前轮转角符合以上预设条件，是合格数据，并记录符合预设条件的前轮转角，为后续确定补偿转角提供数据依据。
在一些实施例中，基于符合预设条件的前轮转角，确定补偿转角，具体可包括：
判断符合预设条件的前轮转角的数量是否达到预设数量；
若未达到预设数量，则不计算补偿转角；
若达到预设数量，则计算补偿转角。
在实际的应用场景中，基于单一或者少量的符合预设条件的前轮转角是不能保证补偿转角的计算准确性，因此需要一定数量的符合预设条件的前轮转角来计算补偿转角。通过判断符合预设条件的前轮转角的数量是否达到预设数量，在数量大于或等于预设数量的情况下计算补偿转角，进一步地保证了路径跟踪的准确性。
在一些实施例中，若符合预设条件的前轮转角的数量达到预设数量，则计算补偿转角的方式可以为：基于符合预设条件的前轮转角的数量、上一次计算的补偿转角和所述车辆当前的前轮转角，计算补偿转角。
在一些实施例中，计算补偿转角的方式具体描述如下：
若符合预设条件的前轮转角的数量等于预设数量，则补偿转角为符合预设条件的前轮转角的平均值。
若符合预设条件的前轮转角的数量大于预设数量，则补偿转角基于上一次计算的补偿转角以及和车辆当前的前轮转角计算。
在一些实施例中，计算补偿转角的方式具体为：
通过以下公式计算补偿转向角：
Figure BDA0002079608640000171
其中，δΔ为本次计算的补偿转向角，δ′Δ为上一次计算的补偿转向角，δcur为车辆当前的前轮转角，k为预设数量。
如图8所示，本发明实施例公开一种前轮转角补偿装置，该装置主要针对处于智能驾驶过程中的车辆进行路径跟踪。该装置的执行主体为车载设备，在一些实施例中，该装置的执行主体为车载设备所支持的智能驾驶系统。
图8所示的前轮转角补偿装置可包括以下单元：获取单元81、第一确定单元82、第二确定单元83和补偿单元84。各单元具体说明如下：
获取单元81，用于获取车辆的状态信息和规划路径；
第一确定单元82，用于基于所述状态信息和所述规划路径，确定符合预设条件的前轮转角；
第二确定单元83，用于基于所述符合预设条件的前轮转角，确定补偿转角；
补偿单元84，用于基于所述补偿转角，补偿所述车辆当前的前轮转角。
本实施例公开的前轮转角补偿装置，可实现以上各方法实施例公开的前轮转角补偿方法，为避免重复，在此不再赘述。
本实施例公开的前轮转角补偿装置，通过获取车辆的状态参数和规划路径，可确定符合预设条件的前轮转角，进而确定补偿转角，并基于补偿转角补偿车辆当前的前轮转角，能够减小由于车辆和路面等因素对路径跟踪所产生的扰动，从而提升车辆在复杂工况下的路径跟踪稳定性和准确性。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
根据本发明实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行如上所述的前轮转角补偿方法。
可选地，在本实施例中，存储介质被设置为存储用于执行以上各方法实施例提供的前轮转角补偿方法的程序代码，例如包括以下步骤：
获取车辆的状态信息和规划路径；
基于所述状态信息和所述规划路径，确定符合预设条件的前轮转角；
基于所述符合预设条件的前轮转角，确定补偿转角；
基于所述补偿转角，补偿所述车辆当前的前轮转角。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
上述实施例中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在上述计算机可读取的存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在存储介质中，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的客户端，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述仅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技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明实施例的保护范围。

Claims (11)

1.一种前轮转角补偿方法，其特征在于，包括：
获取车辆的状态信息和规划路径；
基于所述状态信息和所述规划路径，确定符合预设条件的一个或多个前轮转角；
基于所述符合预设条件的一个或多个前轮转角，确定补偿转角；
基于所述补偿转角，补偿所述车辆当前的前轮转角；
所述预设条件包括以下至少之一：
所述车辆与第一参考轨迹点的横向距离误差小于或等于预设距离阈值；
所述车辆与所述第一参考轨迹点的航向角偏差小于或等于第一预设角度阈值；
车辆实际的前轮转角小于或等于第二预设角度阈值；
所述第一参考轨迹点对应的转弯半径大于预设长度阈值；
所述车辆的速度大于预设速度阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态信息包括以下至少之一：
车辆的位置、速度和航向角。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述规划路径中包括以下至少之一：
多个轨迹点以及每个所述轨迹点对应的位置、航向角和转弯半径。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述状态信息和所述规划路径，确定符合预设条件的前轮转角，包括：
基于所述状态信息和所述规划路径，确定第一参考轨迹点；
计算所述车辆与所述第一参考轨迹点的横向距离误差和航向角偏差；
基于所述横向距离误差和所述航向角偏差，确定符合预设条件的前轮转角。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一参考轨迹点为：
距离车辆后轴中心最近的轨迹点；或，距离车辆后轴中心间隔预设数量的轨迹点。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述横向距离误差为车辆后轴中心至连线的距离；其中，所述连线为所述第一参考轨迹点与第二参考轨迹点之间的连线，所述第二参考轨迹点为所述规划路径上与所述第一参考轨迹点相邻的轨迹点；
所述航向角偏差为所述车辆的航向角与第一航向角之间的差值；其中，所述车辆的航向角为车辆后轴中心对应的航向角，所述第一航向角为所述第一参考轨迹点对应的航向角。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述符合预设条件的前轮转角，确定补偿转角，包括：
判断所述符合预设条件的前轮转角的数量是否达到预设数量；
若未达到预设数量，则不计算补偿转角；
若达到预设数量，则计算补偿转角。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述计算补偿转角，包括：
基于所述符合预设条件的前轮转角的数量、上一次计算的补偿转角和所述车辆当前的前轮转角，计算补偿转角。
9.一种前轮转角补偿装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取车辆的状态信息和规划路径；
第一确定单元，用于基于所述状态信息和所述规划路径，确定符合预设条件的一个或多个前轮转角；
第二确定单元，用于基于所述符合预设条件的一个或多个前轮转角，确定补偿转角；
补偿单元，用于基于所述补偿转角，补偿所述车辆当前的前轮转角；
所述预设条件包括以下至少之一：
所述车辆与第一参考轨迹点的横向距离误差小于或等于预设距离阈值；
所述车辆与所述第一参考轨迹点的航向角偏差小于或等于第一预设角度阈值；
车辆实际的前轮转角小于或等于第二预设角度阈值；
所述第一参考轨迹点对应的转弯半径大于预设长度阈值；
所述车辆的速度大于预设速度阈值。
10.一种车载设备，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，所述处理器通过所述计算机程序执行权利要求1至8任一项所述的前轮转角补偿方法。
11.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至8任一项所述的前轮转角补偿方法。
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