CN112193318A - 车辆路径控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种车辆路径控制方法，包括：在目标车辆的行驶过程中，获取目标车辆在当前时刻的车辆状态信息；基于车辆状态信息，通过求解含有约束条件的二次规划问题，确定目标车辆的车轮转角的转角控制信号；根据转角控制信号，在下一时刻对目标车辆的车轮转角进行控制，以使目标车辆在期望行驶路径上行驶。本申请通过求解含有约束条件的二次规划问题，可以得到目标车辆的车轮转角的转角控制信号，利用该转角控制信号对目标车辆的车轮转角进行控制，可以准确平稳地操控车辆进行转向，从而使目标车辆在期望行驶路径上行驶，进而增强了车辆的操纵稳定性和行驶安全性。

Description

车辆路径控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质

技术领域

本申请涉及控制技术领域，特别涉及一种车辆路径控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

随着科学技术的发展，先进的计算机技术、信息技术、自动控制技术和人工智能技术逐渐应用在交通系统上，智能交通系统应运而生。智能交通系统的目的是构建一个具有安全保障、高效节能和环境友好的运输系统，其重要组成部分之一就是智能车辆。

智能车辆是先进技术的集合体，能够实现环境感知、决策规划和运动控制等功能，其目的是减轻甚至代替驾驶员的操作，让车辆真正变成一个智能体，从而使其在民用领域和军用领域具有相当广泛的应用前景。在民用领域，智能车辆能够为驾驶员提供帮助，减轻驾驶员的行驶压力，在某些工况下代替驾驶员进行操作，同时也能极大程度地增加车辆行驶安全性。在军用领域，智能车辆能代替士兵完成日常和战斗任务，包括侦察、监视、运输和火力支援，从而极大程度地减少士兵数量和伤亡情况，同时克服在恶劣环境下人类无法进行活动的问题。

车辆运动控制是智能车辆的关键技术之一，同时也是研究智能车辆的基本问题和必要条件，所以对该技术进行深入研究具有十分重要的意义。车辆运动控制是通过收集车辆行驶时的周围环境、位移、姿态、车速等信息，根据预先拥有的经验和设定的逻辑，做出合适的决策，操纵驱动系统、制动系统和转向系统，实现跟踪规划路径和规划速度的控制目标。其中，车辆路径控制是车辆运动控制的其中一部分，车辆路径控制是指，根据期望的车辆行驶路径，发出转向的指令，从而控制车辆转向系统进行相应的操作，借此实现快速跟踪规划路径的控制目标。但是，采用现有的车辆路径控制方法，无法保证车辆行驶过程中对车辆路径的精确控制。

发明内容

本申请提供了一种车辆路径控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质，通过对车轮转角的准备控制，提高车辆行驶过程中对车辆路径的精确控制。

第一方面，本申请提供了一种车辆路径控制方法，包括：

在目标车辆的行驶过程中，获取所述目标车辆在当前时刻的车辆状态信息；

基于所述车辆状态信息，通过求解含有约束条件的二次规划问题，确定所述目标车辆的车轮转角的转角控制信号；

根据所述转角控制信号，在所述下一时刻对所述目标车辆的车轮转角进行控制，以使所述目标车辆在期望行驶路径上行驶。

可选的，所述车辆状态信息包括：

所述目标车辆在所述当前时刻的纵向速度；

所述目标车辆在所述当前时刻的侧向速度；

所述目标车辆在所述当前时刻的横摆角；

所述目标车辆在所述当前时刻的横摆角速度；

所述目标车辆在所述当前时刻的车轮实际转角。

可选的，所述二次规划问题是利用三自由度单轨车辆模型推导得到的。

可选的，所述系统状态变量包括所述目标车辆的以下至少一个状态变量：

纵向加速度、横向加速度、航向角、航向角速度、纵向位移、横向位移。

可选的，所述车辆行驶参数包括所述目标车辆在世界坐标系下的第一行驶参数、和/或所述目标车辆在车身坐标系下的第二行驶参数；

其中，所述第一行驶参数包括所述目标车辆的纵向位移、横向位移、航向角中的至少一个；所述第二行驶参数包括所述目标车辆的纵向加速度、横向加速度、航向角速度中的至少一个。

可选的，所述确定所述目标车辆的车轮转角的转角控制信号，包括：

基于对目标参数的调整结果，确定所述目标车辆的车轮转角的转角控制信号，其中，所述目标参数包括预测时域、控制时域、系统输出变量的比例系数中的至少一项，所述预测时域是与未来时刻的车辆行驶轨迹相关的参数，所述控制时域是与未来时刻的车轮转角相关的参数，所述系统输出变量包括所述目标车辆的横向位移和航向角。

第二方面，本申请提供了一种车辆路径控制装置，包括：

信息获取单元，用于在目标车辆的行驶过程中，获取所述目标车辆在当前时刻的车辆状态信息；

信号确定单元，用于基于所述车辆参数，通过求解含有约束条件的二次规划问题，确定所述目标车辆的车轮转角的转角控制信号；

转角控制单元，用于根据所述转角控制信号，在所述下一时刻对所述目标车辆的车轮转角进行控制。

可选的，所述车辆状态信息包括：

所述目标车辆在所述当前时刻的纵向速度；

所述目标车辆在所述当前时刻的侧向速度；

所述目标车辆在所述当前时刻的横摆角；

所述目标车辆在所述当前时刻的横摆角速度；

所述目标车辆在所述当前时刻的车轮实际转角。

可选的，所述二次规划问题是利用三自由度单轨车辆模型推导得到的。

可选的，所述约束条件包括基于系统状态变量的约束条件和/或基于车辆行驶参数的约束条件。

可选的，所述系统状态变量包括所述目标车辆的以下至少一个状态变量：

纵向加速度、横向加速度、航向角、航向角速度、纵向位移、横向位移。

可选的，所述车辆行驶参数包括所述目标车辆在世界坐标系下的第一行驶参数、和/或所述目标车辆在车身坐标系下的第二行驶参数；

其中，所述第一行驶参数包括所述目标车辆的纵向位移、横向位移、航向角中的至少一个；所述第二行驶参数包括所述目标车辆的纵向加速度、横向加速度、航向角速度中的至少一个。

可选的，所述信号确定单元，具体用于基于对目标参数的调整结果，确定所述目标车辆的车轮转角的转角控制信号，其中，所述目标参数包括预测时域、控制时域、系统输出变量的比例系数中的至少一项，所述预测时域是与未来时刻的车辆行驶轨迹相关的参数，所述控制时域是与未来时刻的车轮转角相关的参数，所述系统输出变量包括所述目标车辆的横向位移和航向角。

第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器；

所述存储器，用于存储计算机程序；

所述处理器，用于通过调用所述计算机程序，执行上述车辆路径控制方法。

第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述车辆路径控制方法。

在以上本申请提供的技术方案中，在目标车辆的行驶过程中，获取目标车辆在当前时刻的车辆状态信息；基于车辆状态信息，通过求解含有约束条件的二次规划问题，确定目标车辆的车轮转角的转角控制信号；根据转角控制信号，在下一时刻对目标车辆的车轮转角进行控制，以使目标车辆在期望行驶路径上行驶。本申请通过求解含有约束条件的二次规划问题，可以得到目标车辆的车轮转角的转角控制信号，利用该转角控制信号对目标车辆的车轮转角进行控制，可以准确平稳地操控车辆进行转向，从而使目标车辆在期望行驶路径上行驶，进而增强了车辆的操纵稳定性和行驶安全性。

附图说明

图1为本申请示出的一种车辆路径控制方法的流程示意图；

图2为本申请示出的一种车辆路径控制系统的结构示意图；

图3为本申请示出的一种车辆路径控制系统的仿真示意图；

图4为本申请示出的一种车辆路径控制装置的组成示意图；

图5为本申请示出的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

本申请实施例将提供一种车辆路径控制方法，该方法不限定应用的车辆类型，例如，其可以应用于特种车辆(比如六轴特种车辆)及其它军用机动车辆，亦可应用于民用重型车辆。利用该车辆路径控制方法，通过对车轮转角的实时控制，能够对车辆的行驶路径进行精确控制，从而有效地增强车辆的操纵稳定性、以及提高车辆的行驶安全性。

参见图1，为本申请实施例提供的一种车辆路径控制方法的流程示意图，下面将结合图2所示的车辆路径控制系统的结构示意图、以及图3所示的车辆路径控制系统的仿真示意图，对本申请实施例提供的车辆路径控制方法中各步骤的相关内容进行介绍。

该车辆路径控制方法可以包括以下步骤S101-S103：

S101：在目标车辆的行驶过程中，获取目标车辆在当前时刻的车辆状态信息。

需要说明的是，为便于描述，将采用本申请实施例提供的车辆路径控制方法进行车轮转角控制的车辆，定义为目标车辆。

在本申请实施例中，需要对目标车辆的车轮转角进行实时控制，因此，需要实时获取目标车辆的车辆状态信息，故而，需要获取目标车辆在当前时刻的车辆状态信息，以便基于该车辆状态信息，对目标车辆在下一时刻的车轮转角进行控制。具体地，该车辆状态信息可以包括：

目标车辆在当前时刻的纵向速度；

目标车辆在当前时刻的侧向速度；

目标车辆在当前时刻的横摆角；

目标车辆在当前时刻的横摆角速度；

目标车辆在当前时刻的车轮实际转角。

参见图2，在目标车辆上，用于实现车辆路径控制的组成部分包括：路径跟踪控制器、CAN总线、电控转向控制器等。其中，路径跟踪控制器包括信号接收端和信号发送端，其信号接收端用于获取目标车辆的期望行驶路径、以及目标车辆在当前时刻的车辆状态信息，该车辆状态信号可以包括目标车辆在当前时刻的纵向速度、侧向速度、横摆角、横摆角速度、车轮实际转角等信号，这些信号可以由相关传感器检测得到；电控转向控制器包括信号接收端和信号发送端，其信号接收端用于接收路径跟踪控制器发送的信号，其信号发送端用于在CAN总线上广播上述车辆状态信息所包括的车轮实际转角信号，以便路径跟踪控制器能够从CAN总线上获取该信号；此外，上述车辆状态信息中的期望行驶路径可以由目标车辆的智能驾驶系统给出，本申请实施例通过对目标车辆的车轮转角进行实时控制，以使目标车辆在该期望行驶路径上准确行驶。

参见图3，在目标车辆上，用于实现车辆路径控制的组成模块包括：路径跟踪控制模块、电控转向控制模块、车辆模型模块和传感器模块等；其中，路径跟踪控制模块可以模拟图2所示的路径跟踪控制器的相关功能，电控转向控制模块可以模拟图2所示的电控转向控制器的相关功能，传感器模块可以模拟目标车辆的各个传感器，车辆模型模块可以模拟目标车辆的实际模型。基于此，路径跟踪控制模块可以从智能驾驶系统获取目标车辆的期望行驶路径，可以从图2所示的CAN总线读取目标车辆在当前时刻的实际车轮转角，可以从传感器模块获取目标车辆在当前时刻的纵向速度、侧向速度、横摆角、横摆角速度等信号。

S102：基于车辆状态信息，通过求解含有约束条件的二次规划问题，确定目标车辆的车轮转角的转角控制信号。

在本申请实施例中，可以在当前车辆状态信息(比如上述目标车辆在当前时刻的纵向速度、侧向速度、横摆角、横摆角速度和车轮实际转角等)的基础上，通过求解含有约束条件的二次规划问题，得到目标车辆的车轮转角的转角控制信号，即，得到跟踪期望行驶路径时的转角控制信号，以便接下来基于该转角控制信号对目标车辆的车轮转角进行精准控制，从而保证目标车辆在期望行驶路径上行驶。

参见图2，路径跟踪控制器的接收信号包括智能驾驶系统给出的期望行驶路径、以及车辆传感器检测得到的当前车辆状态信息，路径跟踪控制器可以根据该接收信号，通过求解含有约束条件的二次规划问题，确定目标车辆的车轮转角的转角控制信号，并将该转角控制信号发送给电控转向控制器，以便电控转向控制器根据该转角控制信号，对目标车辆的车轮转角进行实际控制。

参见图3，路径跟踪控制模块可以从智能驾驶系统获取期望行驶路径、并从传感器模块获取当前车辆状态信息，然后，根据期望行驶路径和当前车辆状态信息，通过求解含有约束条件的二次规划问题，确定目标车辆的车轮转角的转角控制信号，并将该转角控制信号发送给电控转向控制模块，以便电控转向控制模块根据该转角控制信号，对目标车辆的车轮转角进行模拟控制。

在本申请实施例中，二次规划问题是根据车辆预测模型推导得到的，具体可以是利用三自由度单轨车辆模型推导得到的。具体来讲，为了实现对目标车辆的相关控制功能，可以基于设计好的模型进行控制，例如，目标车辆使用的模型可以包括车辆横向动力学模型，该车辆横向动力学模型可以包括三自由度单轨车辆模型和线性轮胎模型等，基于此，图2所示的路径跟踪控制器可以是一种基于模型预测控制的路径跟踪控制器，路径跟踪控制器可以使用上述三自由度单轨车辆模型作为车辆预测模型，并利用该车辆预测模型，构建含有约束条件的二次规划问题，通过对其进行求解，得到车轮转角的最佳输出值，该最佳输出值即为目标车辆的车轮转角的转角控制信号，从而实现目标车辆在行驶过程中精确的路径跟随功能。

在图2中，路径跟踪控制器，可以从CAN总线上接收智能驾驶系统发送的期望行驶路径信号、并获取到当前车辆状态信息(目标车辆在当前时刻的纵向速度、侧向速度、横摆角、横摆角速度、各轴车轮实际转角等信号)，在接收到这些信号之后，路径跟踪控制器的车辆预测模型会给出目标车辆在未来时刻的系统输出，该系统输出是当前时刻的1轴车轮转角目标值，该值是一个长度为控制时域的最优序列。路径跟踪控制器可以包括一个优化目标函数模块，该优化目标函数模块可以接收车辆预测模型的上述系统输出，用于对二次次规划问题涉及的目标函数进行优化。需要说明的是，本申请实施例中涉及的目标函数，可以采用现有技术中存在的目标函数，亦可以采用现有的优化方式对目标函数进行优化。

具体地，优化目标函数模块的优化功能涉及约束条件和二次规划问题。其中，该约束条件可以包括基于系统状态变量的约束条件和/或基于车辆行驶参数的约束条件，在本申请实施例中，系统状态变量可以包括目标车辆的纵向加速度、横向加速度、航向角、航向角速度、纵向位移、横向位移中至少一个状态变量，车辆行驶参数可以包括目标车辆在世界坐标系下的第一行驶参数、和/或目标车辆在车身坐标系下的第二行驶参数，其中，第一行驶参数包括目标车辆的纵向位移、横向位移、航向角中的至少一个；第二行驶参数包括目标车辆的纵向加速度、横向加速度、航向角速度中的至少一个；而二次规划问题，是指带有二次型目标函数和约束条件的最优化问题，可以在优化目标函数模块里进行二次规划问题的求解，以得到车轮转角的最优解序列，然后，根据模型预测控制的规定，选取该最优解序列的首位元素作为当前时刻车轮转角的最优值，并将该最优值作为目标车辆的车轮转角的转角控制信号。

在本申请实施例的一种实现方式中，S102中的“确定目标车辆的车轮转角的转角控制信号”，具体可以包括：

基于对目标参数的调整结果，确定目标车辆的车轮转角的转角控制信号，其中，该目标参数包括预测时域、控制时域、系统输出变量的比例系数中的至少一项。其中，预测时域是与未来时刻的车辆行驶轨迹相关的参数，控制时域是与未来时刻的车轮转角相关的参数，系统输出变量包括目标车辆的横向位移和航向角。

下面对预测时域、控制时域、系统输出变量的比例系数这三个技术术语进行介绍。

预测时域：计算未来第一时长的车辆预测模型输出的车辆行驶轨迹，比如，当第一时长为5秒时，计算未来5秒的车辆预测模型输出的车辆行驶轨迹。

控制时域：在车辆路径控制的过程时，计算未来第二时长的1轴车轮转角值，比如，当第二时长为3秒时，计算未来3秒的1轴车轮转角值。

系统输出变量的比例系数：这里的系统输出变量主要是指横向位移和航向角，比例系数是指这两个系统输出变量(即横向位移和航向角)的跟踪精度比例系数。例如，当比例系数大于0.5时(比如0.7)时，主要使横向位移的跟踪误差为零；当比例系数小于0.5时(比如0.3)，主要使航向角的跟踪误差为零；当比例系数为0.5时，需要兼顾横向位移和航向角的跟踪误差。

在本实现方式中，对目标车辆的路径进行控制的过程中，需要调整的参数包括预测时域、控制时域、系统输出变量的比例系数等，这些参数会直接影响路径控制的效果和二次规划的求解时间。

S103：根据转角控制信号，在下一时刻对目标车辆的车轮转角进行控制，以使目标车辆在期望行驶路径上行驶。

参见图2，路径跟踪控制器将生成的转角控制信号发送给电控转向控制器，电控转向控制器在接收到转角控制信号后，根据该转角控制信号对目标车辆的车轮转角进行控制，即控制各个转向桥的转向电机输出力矩，通过转向力矩控制，使目标车辆在期望行驶路径上行驶。

参见图3，电控转向控制模块根据输入的转角控制信号对目标车辆的转向系统进行控制，即控制各个转向桥的转向电机输出力矩。车辆模型模块在接收到转向力矩信号之后，会对目标车辆进行车辆运动学求解，并更新车辆状态信息。此外，目标车辆上的传感器模块会将更新后的车辆状态信息反馈给其余模块，即，反馈给电控转向模块和路径跟踪控制模块，从而形成闭环控制。

本申请实施例中，在对目标车辆的每次驾驶控制之前，应先启动路径控制功能，启动后会检测控制系统的工作状态，并进行信号握手程序。这样，可以检测图2所示的各个控制器间的信号是否正常传输，当各个控制器的工作状态正常时，开始进行车辆路径控制流程；同理，可以检测图3所示的各个模块间的信号是否正常传输，当各个模块的工作状态正常时，开始进行车辆路径控制流程。

需要说明的是，为了对目标车辆进行实时的路径控制，在上述的“下一时刻”对目标车辆进行车轮转角的控制后，需要将上述的“下一时刻”作为“当前时刻”，继续执行步骤S101。此外，图2所示的路径跟踪控制器，在上述的“下一时刻”对目标车辆进行转角控制后，还需要获取车轮实际转角，并将该车轮实际转角在CAN总线上广播，从而更新车轮实际转角。

在以上本申请提供的车辆路径控制方法中，在目标车辆的行驶过程中，获取目标车辆在当前时刻的车辆状态信息；基于车辆状态信息，通过求解含有约束条件的二次规划问题，确定目标车辆的车轮转角的转角控制信号；根据转角控制信号，在下一时刻对目标车辆的车轮转角进行控制，以使目标车辆在期望行驶路径上行驶。本申请通过求解含有约束条件的二次规划问题，可以得到目标车辆的车轮转角的转角控制信号，利用该转角控制信号对目标车辆的车轮转角进行控制，可以准确平稳地操控车辆进行转向，从而使目标车辆在期望行驶路径上行驶，进而增强了车辆的操纵稳定性和行驶安全性。

参见图4，本申请实施例提供了一种车辆路径控制装置的组成示意图，该装置可以包括：

信息获取单元410，用于在目标车辆的行驶过程中，获取所述目标车辆在当前时刻的车辆状态信息；

信号确定单元420，用于基于所述车辆参数，通过求解含有约束条件的二次规划问题，确定所述目标车辆的车轮转角的转角控制信号；

转角控制单元430，用于根据所述转角控制信号，在所述下一时刻对所述目标车辆的车轮转角进行控制。

在本申请实施例的一种实现方式中，所述车辆状态信息可以包括：

所述目标车辆在所述当前时刻的纵向速度；

所述目标车辆在所述当前时刻的侧向速度；

所述目标车辆在所述当前时刻的横摆角；

所述目标车辆在所述当前时刻的横摆角速度；

所述目标车辆在所述当前时刻的车轮实际转角。

在本申请实施例的一种实现方式中，所述二次规划问题可以是利用三自由度单轨车辆模型推导得到的。

在本申请实施例的一种实现方式中，所述约束条件可以包括基于系统状态变量的约束条件和/或基于车辆行驶参数的约束条件。

在本申请实施例的一种实现方式中，所述系统状态变量包括所述目标车辆的以下至少一个状态变量：

纵向加速度、横向加速度、航向角、航向角速度、纵向位移、横向位移。

在本申请实施例的一种实现方式中，所述车辆行驶参数包括所述目标车辆在世界坐标系下的第一行驶参数、和/或所述目标车辆在车身坐标系下的第二行驶参数；

其中，所述第一行驶参数包括所述目标车辆的纵向位移、横向位移、航向角中的至少一个；所述第二行驶参数包括所述目标车辆的纵向加速度、横向加速度、航向角速度中的至少一个。

在本申请实施例的一种实现方式中，所述信号确定单元420，具体用于基于对目标参数的调整结果，确定所述目标车辆的车轮转角的转角控制信号，其中，所述目标参数包括预测时域、控制时域、系统输出变量的比例系数中的至少一项，所述预测时域是与未来时刻的车辆行驶轨迹相关的参数，所述控制时域是与未来时刻的车轮转角相关的参数，所述系统输出变量包括所述目标车辆的横向位移和航向角。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备的结构示意图如图5所示，该电子设备5000包括至少一个处理器5001、存储器5002和总线5003，至少一个处理器5001均与存储器5002电连接；存储器5002被配置用于存储有至少一个计算机可执行指令，处理器5001被配置用于执行该至少一个计算机可执行指令，从而执行如本申请中任意一个实施例或任意一种可选实施方式提供的任意一种车辆路径控制方法的步骤。

进一步，处理器5001可以是FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其它具有逻辑处理能力的器件，如MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)、CPU(Central Process Unit，中央处理器)。

应用本申请实施例，通过求解含有约束条件的二次规划问题，可以得到目标车辆的车轮转角的转角控制信号，利用该转角控制信号对目标车辆的车轮转角进行控制，可以准确平稳地操控车辆进行转向，从而使目标车辆在期望行驶路径上行驶，进而增强了车辆的操纵稳定性和行驶安全性。

本申请实施例还提供了另一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序用于被处理器执行时实现本申请中任意一个实施例或任意一种可选实施方式提供的任意一种车辆路径控制方法的步骤。

本申请实施例提供的计算机可读存储介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(RandomAccess Memory，随即存储器)、EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读存储介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。

应用本申请实施例，通过求解含有约束条件的二次规划问题，可以得到目标车辆的车轮转角的转角控制信号，利用该转角控制信号对目标车辆的车轮转角进行控制，可以准确平稳地操控车辆进行转向，从而使目标车辆在期望行驶路径上行驶，进而增强了车辆的操纵稳定性和行驶安全性。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆路径控制方法，其特征在于，包括：

在目标车辆的行驶过程中，获取所述目标车辆在当前时刻的车辆状态信息；

基于所述车辆状态信息，通过求解含有约束条件的二次规划问题，确定所述目标车辆的车轮转角的转角控制信号；

根据所述转角控制信号，在所述下一时刻对所述目标车辆的车轮转角进行控制，以使所述目标车辆在期望行驶路径上行驶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆状态信息包括：

所述目标车辆在所述当前时刻的纵向速度；

所述目标车辆在所述当前时刻的侧向速度；

所述目标车辆在所述当前时刻的横摆角；

所述目标车辆在所述当前时刻的横摆角速度；

所述目标车辆在所述当前时刻的车轮实际转角。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二次规划问题是利用三自由度单轨车辆模型推导得到的。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括基于系统状态变量的约束条件和/或基于车辆行驶参数的约束条件。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述系统状态变量包括所述目标车辆的以下至少一个状态变量：

纵向加速度、横向加速度、航向角、航向角速度、纵向位移、横向位移。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述车辆行驶参数包括所述目标车辆在世界坐标系下的第一行驶参数、和/或所述目标车辆在车身坐标系下的第二行驶参数；

其中，所述第一行驶参数包括所述目标车辆的纵向位移、横向位移、航向角中的至少一个；所述第二行驶参数包括所述目标车辆的纵向加速度、横向加速度、航向角速度中的至少一个。

7.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述目标车辆的车轮转角的转角控制信号，包括：

基于对目标参数的调整结果，确定所述目标车辆的车轮转角的转角控制信号，其中，所述目标参数包括预测时域、控制时域、系统输出变量的比例系数中的至少一项，所述预测时域是与未来时刻的车辆行驶轨迹相关的参数，所述控制时域是与未来时刻的车轮转角相关的参数，所述系统输出变量包括所述目标车辆的横向位移和航向角。

8.一种车辆路径控制装置，其特征在于，包括：

信息获取单元，用于在目标车辆的行驶过程中，获取所述目标车辆在当前时刻的车辆状态信息；

信号确定单元，用于基于所述车辆参数，通过求解含有约束条件的二次规划问题，确定所述目标车辆的车轮转角的转角控制信号；

转角控制单元，用于根据所述转角控制信号，在所述下一时刻对所述目标车辆的车轮转角进行控制。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器；

所述存储器，用于存储计算机程序；

所述处理器，用于通过调用所述计算机程序，执行如权利要求1-7中任一项所述的路径控制方法。

10.一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权利要求1-7任一项所述的路径控制方法。

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