CN112224214A - 车辆速度控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种车辆速度控制方法，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；采用动态滑模控制方式，根据车辆状态信息，确定在下一时刻对目标车辆的期望驱动力矩和期望制动力矩；根据确定的期望驱动力矩和期望制动力矩，在下一时刻对目标车辆进行加速控制或减速控制。本申请采用动态滑模控制方式确定了期望驱动力矩和期望制动力矩，即确定了跟踪期望速度时的具体力矩需求数值，基于该力矩需求数值对目标车辆进行加速或减速控制时，实现了对目标车辆在行驶过程中的精准速度控制。
Description
技术领域
本申请涉及控制技术领域，特别涉及一种车辆速度控制方法、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，车辆速度控制是车辆运动控制的其中一部分，车辆速度控制是指，将当前的车速与规划的速度进行比较，根据比较结果发出加速或减速的指令，从而控制车辆驱动系统或制动系统进行相应的操作，借此实现快速跟踪规划速度的控制目标。但是，采用现有的车辆速度控制方法，无法保证车辆行驶过程中对车辆速度的精确控制。
发明内容
本申请提供了一种车辆速度控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质，能够提高车辆行驶过程中对车辆速度的精确控制。
第一方面，本申请提供了一种车辆速度控制方法，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；
采用动态滑模控制方式，根据所述车辆状态信息，确定在下一时刻对所述目标车辆的期望驱动力矩和期望制动力矩；
根据所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩，在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制或减速控制。
可选的，所述车辆状态信息包括：
在所述当前时刻对所述目标车辆的期望速度；
所述目标车辆在所述当前时刻的实际速度；
所述目标车辆在所述当前时刻的驱动力矩；
所述目标车辆在所述当前时刻的制动力矩。
可选的，所述根据所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩，在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制或减速控制，包括：
将所述期望驱动力矩与所述期望制动力矩，分别与第一预设力矩进行比较；
根据比较结果，在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制或减速控制。
可选的，所述根据比较结果，在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制或减速控制，包括：
若所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩满足第一预设条件，则在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制；
若所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩满足第二预设条件，则在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制；
其中，所述第一预设条件为所述期望驱动力矩大于第一预设力矩、且所述期望制动力矩小于第一预设力矩；所述第二预设条件为所述期望制动力矩大于第一预设力矩、且所述期望驱动力矩小于第一预设力矩。
可选的，所述方法还包括：
若所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩不满足所述第一预设条件和所述第二预设条件，则判断所述目标车辆在所述当前时刻的实际速度与期望速度是否满足第三预设条件，其中，所述第三预设条件为所述实际速度小于所述期望速度、且所述实际速度与所述期望速度之间的速度差大于第一预设速度；
若满足所述第三预设条件，则在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制；若不满足所述第三预设条件，则在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制。
可选的，所述在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制，包括：
根据生成的加速信号，在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制；
其中，所述加速信号包括根据所述期望驱动力矩转换的加速踏板开度、以及制动踏板开度为零。
可选的，所述在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制，包括：
根据生成的减速信号，在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制；
其中，所述减速信号包括根据所述期望制动力矩转换的制动踏板开度、以及加速踏板开度为零。
第二方面，本申请提供了一种车辆速度控制装置，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；
力矩确定单元，用于采用动态滑模控制方式，根据所述车辆状态信息，确定在下一时刻对所述目标车辆的期望驱动力矩和期望制动力矩；
速度控制单元，用于根据所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩，在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制或减速控制。
可选的，所述车辆状态信息包括：
在所述当前时刻对所述目标车辆的期望速度；
所述目标车辆在所述当前时刻的实际速度；
所述目标车辆在所述当前时刻的驱动力矩；
所述目标车辆在所述当前时刻的制动力矩。
可选的，所述速度控制单元包括：
力矩比较子单元，用于将所述期望驱动力矩与所述期望制动力矩，分别与第一预设力矩进行比较；
速度控制子单元，用于根据比较结果，在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制或减速控制。
可选的，所述速度控制子单元包括：
加速控制子单元，用于若所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩满足第一预设条件，则在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制，其中，所述第一预设条件为所述期望驱动力矩大于第一预设力矩、且所述期望制动力矩小于第一预设力矩；
减速控制子单元，用于若所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩满足第二预设条件，则在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制，其中，所述第二预设条件为所述期望制动力矩大于第一预设力矩、且所述期望驱动力矩小于第一预设力矩。
可选的，所述速度控制子单元还包括速度判断子单元；
所述速度判断子单元，用于若所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩不满足所述第一预设条件和所述第二预设条件，则判断所述目标车辆在所述当前时刻的实际速度与期望速度是否满足第三预设条件，其中，所述第三预设条件为所述实际速度小于所述期望速度、且所述实际速度与所述期望速度之间的速度差大于第一预设速度；
所述加速控制子单元，还用于若所述实际速度与所述期望速度满足所述第三预设条件，则在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制；
所述减速控制子单元，还用于若所述实际速度与所述期望速度不满足所述第三预设条件，则在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制。
可选的，所述加速控制子单元，具体用于根据生成的加速信号，在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制，其中，所述加速信号包括根据所述期望驱动力矩转换的加速踏板开度、以及制动踏板开度为零。
可选的，所述减速控制子单元，具体用于根据生成的减速信号，在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制，其中，所述减速信号包括根据所述期望制动力矩转换的制动踏板开度、以及加速踏板开度为零。
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，执行上述车辆速度控制方法。
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速度控制方法。
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；采用动态滑模控制方式，根据车辆状态信息，确定在下一时刻对目标车辆的期望驱动力矩和期望制动力矩；根据确定的期望驱动力矩和期望制动力矩，在下一时刻对目标车辆进行加速控制或减速控制。可见，本申请采用动态滑模控制方式确定了期望驱动力矩和期望制动力矩，即确定了跟踪期望速度时的具体力矩需求数值，基于该力矩需求数值对目标车辆进行加速或减速控制时，实现了对目标车辆在行驶过程中的精准速度控制，此外，采用基于动态滑模控制的速度控制方式，能够有效的抵抗车辆在行驶过程中的外部干扰(比如路面不平、信号噪声)的影响。
附图说明
图1为本申请示出的一种车辆速度控制方法的流程示意图；
图2为本申请示出的一种车辆速度控制系统的结构示意图；
图3为本申请示出的一种车辆速度控制系统的仿真示意图；
图4为本申请示出的一种加减速切换的流程示意图；
图5为本申请示出的一种车辆速度控制装置的组成示意图；
图6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速度控制方法，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。利用该车辆速度控制方法，能够对车辆的行驶速度进行精确控制，从而有效地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速度控制方法的流程示意图，下面结合图2所示的车辆速度控制系统的结构示意图、以及图3所示的车辆速度控制系统的仿真示意图，对本申请实施例提供的车辆速度控制方法中各步骤的相关内容进行介绍。
该车辆速度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速度控制方法进行车速控制的车辆，定义为目标车辆。
在本申请实施例中，需要对目标车辆的速度进行实时控制，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速度进行控制。具体地，该车辆状态信息可以包括：在当前时刻对目标车辆的期望速度、目标车辆在当前时刻的实际速度、目标车辆在当前时刻的驱动力矩、目标车辆在当前时刻的制动力矩。
参见图2，在目标车辆上，用于实现速度控制的组成部分包括：速度跟踪控制器、CAN总线、整车控制器等。其中，速度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在当前时刻的车辆状态信息，具体可用于获取上述车辆状态信息所包括的期望速度、实际速度、驱动力矩和制动力矩等信号；整车控制器包括信号接收端和信号发送端，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实际速度、驱动力矩和制动力矩等信号，以便速度跟踪控制器能够从CAN总线上获取这些信号；此外，上述车辆状态信息中的期望速度信号可以由目标车辆的智能驾驶系统给出。
参见图3，在目标车辆上，用于实现速度控制的组成模块包括：操作输入模块、驱动系统模块、制动系统模块、车辆模型模块、速度控制模块和智能驾驶模块等；其中，操作输入模块可以模拟图2所示的整车控制器的某些功能，速度控制模块可以模拟图2所示的速度跟踪控制器的某些功能，智能驾驶模块可以模拟目标车辆的智能驾驶系统的某些功能。基于此，在上述车辆状态信息中，期望速度Out可以由智能驾驶模块给出，速度控制模块从图2所示的CAN总线读取实际速度In、驱动力矩In和制动力矩In。
S102：采用动态滑模控制方式，根据车辆状态信息，确定在下一时刻对目标车辆的期望驱动力矩和期望制动力矩。
在本申请实施例中，可以采用动态滑模控制的方式，根据目标车辆在当前时刻的车辆状态信息(即S101确定的车辆状态信息)，确定在下一时刻对目标车辆的期望驱动力矩和期望制动力矩，从而得到跟踪期望速度时的具体力矩需求数值，以便基于该具体力矩需求数值对目标车辆的速度进行精准控制。
需要说明的是，动态滑模控制方式能够克服系统的不确定性，对干扰和未建模动态具有很强的鲁棒性，尤其是对非线性系统的控制具有良好的控制效果，因此，本申请实施例采用此方式确定目标车辆的期望驱动力矩和期望制动力矩，并基于此力矩数值对目标车辆进行期望速度的跟踪速度时，不但能够对目标车辆的速度进行精确控制，还能够有效的抵抗目标车辆在行驶过程中的外部干扰(比如路面不平、信号噪声)的影响。
如图2所示的速度跟踪控制器，是一种基于动态滑模控制的速度跟踪控制器，其可以通过构建速度跟踪误差滑模面，对目标车辆的加速和减速的控制律进行推导，并通过构造相应的Lyapunov函数，对推到出的控制律进行稳定性分析，最终得到加速和减速的力矩需求数值，即，得到期望驱动力矩和期望制动力矩。
参见图2，速度跟踪控制器可以基于接收到的信号，即，目标车辆在当前时刻的车辆状态信息，该车辆状态信息可以包括图3所示的期望速度In(即期望速度Out)、实际速度In、驱动力矩In和制动力矩In，基于该车辆状态信息，根据设计的控制律计算出下一时刻对目标车辆的期望驱动力矩和期望制动力矩，以便将该期望驱动力矩和期望制动力矩转换成相应的加速踏板开度和制动踏板开度，并向整车控制器发送所生成的加速踏板开度和制动踏板开度这两个信号。
S103：根据期望驱动力矩和期望制动力矩，在下一时刻对目标车辆进行加速控制或减速控制。
参见图2，速度跟踪控制器在根据设计的控制律计算出目标车辆在下一时刻的期望驱动力矩和期望制动力矩后，可以将其分别转换为加速踏板开度和制动踏板开度，然后，将加速踏板开度和制动踏板开度作为发送信号发送给整车控制器；整车控制器在接收到加速踏板开度信号和制动踏板开度信号后，基于接收的信号对目标车辆的速度进行加速或减速控制。参见图3，操作输入模块用于接收速度控制模块发送的加速踏板开度Out和制动踏板开度Out(即加速踏板开度In和制动踏板开度In)。
本申请实施例中，在对目标车辆的每次驾驶控制之前，应先启动速度控制功能，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，开始进行速度控制流程；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，开始进行速度控制流程。
在本申请实施例的一种实现方式中，S103具体可以包括步骤A：将期望驱动力矩与期望制动力矩，分别与第一预设力矩进行比较；根据比较结果，在下一时刻对目标车辆进行加速控制或减速控制。
需要说明的是，本申请实施例不对第一预设力矩的大小进行限定，第一预设力矩的数值大小可以根据实验经验进行预先设定，具体可以根据实际控制效果调整，比如，第一预设力矩可以是1N·m。
在本实现方式中，图3所示的速度控制模块会从目标车辆的CAN总线上读取目标车辆的实际速度、电机驱动力矩、电机制动力矩(即实际速度In、驱动力矩In和制动力矩In)等信号，以及从智能驾驶模块获取期望速度In信号；在接收到上述信号后，使用设计的滑模控制律，计算期望驱动力矩和期望制动力矩；在计算好期望驱动力矩和期望制动力矩之后，需要进行速度切换策略的加/减速判定，下面对该速度切换策略进行具体介绍。
参见图4所示的加减速切换的流程示意图，上述步骤A中的“根据比较结果，在下一时刻对目标车辆进行加速控制或减速控制”，具体可以包括以下步骤：
S401：将期望驱动力矩和期望制动力矩，与第一预设力矩进行比较。
S402：判断期望驱动力矩和期望制动力矩是否满足第一预设条件，若是，则执行S405，若否，则执行S403。
其中，第一预设条件为期望驱动力矩大于第一预设力矩、且期望制动力矩小于第一预设力矩。
例如，当第一预设力矩是1N·m时，需要判定期望驱动力矩是否大于1N·m且期望制动力矩是否小于1N·m，若期望驱动力矩大于1N·m且期望制动力矩小于1N·m，则对目标车辆进行加速控制。
S403：判断期望驱动力矩和期望制动力矩是否满足第二预设条件，若是，则执行S406，若否，则执行S404。
其中，第二预设条件为期望制动力矩大于第一预设力矩、且期望驱动力矩小于第一预设力矩。
例如，当第一预设力矩是1N·m时，需要判定期望制动力矩是否大于1N·m且期望驱动力矩是否小于1N·m，若期望制动力矩大于1N·m且期望驱动力矩小于1N·m，则对目标车辆进行减速控制。
需要说明的是，本申请实施例不限定S402和S403的执行顺序，可以如图4所示的先执行S402后执行S403，也可以先执行S403后执行S402。
S404：若期望驱动力矩和期望制动力矩不满足第一预设条件和第二预设条件，则判断目标车辆在当前时刻的实际速度与期望速度是否满足第三预设条件；若满足第三预设条件，则执行S405；若不满足第三预设条件，则执行S406。
其中，第三预设条件为实际速度小于期望速度、且实际速度与期望速度之间的速度差大于第一预设速度；
需要说明的是，本申请实施例不对第一预设速度的大小进行限定，第一预设速度的数值大小可以根据实验经验进行预先设定，具体可以根据实际控制效果调整，比如，第一预设速度可以是0.1m/s。
例如，当第一预设速度是0.1m/s时，需要判定实际车速是否小于期望车速、且实际速度与期望速度之间的速度差是否大于0.1m/s；若实际车速小于期望车速、且实际速度与期望速度之间的速度差是否大于0.1m/s，则对目标车辆进行加速控制，反之，则对目标车辆进行减速控制。
S405：若期望驱动力矩和期望制动力矩满足第一预设条件，则在下一时刻对目标车辆进行加速控制。
当期望驱动力矩和期望制动力矩满足第一预设条件时，即，满足期望驱动力矩大于第一预设力矩、且期望制动力矩小于第一预设力矩时，接下来需要对目标车辆进行加速控制。
在本申请实施例中，S405中的“在下一时刻对目标车辆进行减速控制”，具体可以包括：根据生成的加速信号，在下一时刻对目标车辆进行加速控制，其中，加速信号包括根据期望驱动力矩转换的加速踏板开度、以及制动踏板开度为零。
具体来讲，在对目标车辆进行加速控制时，需要将期望驱动力矩转换成加速踏板开度，同时将制动踏板开度置为零，作为加速信号；在进行转换之后，图2所示的速度跟踪控制器会将上述加速信号(即加速踏板开度和制动踏板开度)发送给图2所示的整车控制器，由整车控制器对目标车辆进行加速控制。
S406：若所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩满足第二预设条件，则在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制。
当期望驱动力矩和期望制动力矩满足第二预设条件时，即，满足期望制动力矩大于第一预设力矩、且期望驱动力矩小于第一预设力矩时，接下来需要对目标车辆进行减速控制。
在本申请实施例中，S406中的“在下一时刻对目标车辆进行减速控制”，具体可以包括：根据生成的减速信号，在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制，其中，所述减速信号包括根据所述期望制动力矩转换的制动踏板开度、以及加速踏板开度为零。
具体来讲，在对目标车辆进行减速控制时，需要将期望制动力矩转换成制动踏板开度，同时将加速踏板开度置为零，作为减速信号；在进行转换之后，图2所示的速度跟踪控制器会将上述减速信号(即加速踏板开度和制动踏板开度)发送给图2所示的整车控制器，由整车控制器对目标车辆进行减速制。
另外，在基于转换的加速踏板开度和制动踏板开度对目标车辆进行速度控制后，参见图2，整车控制器还需要获取目标车辆此时的实际速度、驱动力矩和制动力矩，并在CAN总线上广播，以便被速度跟踪控制器获取，从而对目标车辆的速度进行实时的速度跟踪控制。
在本申请实施例中，采用上述加速和减速的切换策略，可以有效降低加速和制动执行器的频繁切换，从而保证目标车辆的平稳运行。
进一步地，需要说明的是，为了对目标车辆进行实时的速度控制，在上述的“下一时刻”对目标车辆进行速度控制后，需要获取目标车辆在上述“下一时刻”的车辆状态信息，以便将上述“下一时刻”将作为“当前时刻”，继续执行S101以获取目标车辆在“当前时刻”的车辆状态信息。
为了获取目标车辆在上述“下一时刻”的车辆状态信息，参见图3，速度控制模块可以将转换得到的加速踏板开度Out和制动踏板开度Out发送给操作输入模块；操作输入模块可以模拟图2所示的整车控制器的某些功能，操作输入模块接收到速度控制模块发送的加速踏板开度Out和制动踏板开度Out(即加速踏板开度In和制动踏板开度In)后，将加速踏板开度In转换为期望驱动力矩Out、以及将制动踏板开度In转换为期望制动力矩Out，并且，将期望驱动力矩Out发送给驱动系统模块、将期望制动力矩Out发送给制动系统模块；驱动系统模块可以有一个驱动系统模型，用于模拟目标车辆的驱动系统，可读取目标车辆的实际驱动力矩Out，并将该实际驱动力矩Out发送给车辆模型模块；制动系统模块可以有一个制动系统模型，用于模拟目标车辆的制动系统，可读取目标车辆的实际制动力矩Out，并将该实际制动力矩Out发送给车辆模型模块。车辆模型模块可以模拟目标车辆的实际模型，根据驱动系统模块发送的驱动力矩In(即驱动力矩Out)以及制动系统模块发送的制动力矩In(即制动力矩Out)，模拟目标车辆的实际速度Out(即实际速度In)，这样，可以模拟目标车辆的实际行驶过程。
其中，在图3所示的驱动系统模块中，期望驱动力矩In是驱动系统模块的输入，实际驱动力矩Out是驱动系统模块的输出，期望驱动力矩In的数值为理想的驱动系统输出值，实际驱动力矩Out的数值为实际的驱动系统输出值。由于实际的驱动系统通常无法按照设计者的意图输出，即，无法按照期望驱动力矩In的数值输出，因此，期望驱动力矩In与实际驱动力矩Out之间会存在一定的误差，例如，设计者想让驱动系统输出100Nm的力矩(即期望驱动力矩In)，但它实际可能输出的是98Nm(即实际驱动力矩Out)，二者之间有一定误差。
其中，在图3所示的制动系统模块中，期望制动力矩In是制动系统模块的输入，实际制动力矩Out是制动系统模块的输出，期望制动力矩In的数值为理想的制动系统输出值，实际制动力矩Out的数值为实际的制动系统输出值。由于实际的制动系统通常无法按照设计者的意图输出，即，无法按照期望制动力矩In的数值输出，因此，期望制动力矩In与实际制动力矩Out之间会存在一定的误差，例如，设计者想让制动系统输出10000Nm的力矩(即期望制动力矩In)，但它实际可能输出的是9800Nm(即实际制动力矩Out)，二者之间有一定误差。
以上本申请提供的车辆速度控制方法中，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；采用动态滑模控制方式，根据车辆状态信息，确定在下一时刻对目标车辆的期望驱动力矩和期望制动力矩；根据确定的期望驱动力矩和期望制动力矩，在下一时刻对目标车辆进行加速控制或减速控制。可见，本申请采用动态滑模控制方式确定了期望驱动力矩和期望制动力矩，即确定了跟踪期望速度时的具体力矩需求数值，基于该力矩需求数值对目标车辆进行加速或减速控制时，实现了对目标车辆在行驶过程中的精准速度控制，此外，采用基于动态滑模控制的速度控制方式，能够有效的抵抗车辆在行驶过程中的外部干扰(比如路面不平、信号噪声)的影响。
参见图5，为本申请实施例提供的一种车辆速度控制装置的组成示意图，该装置包括：
信息获取单元510，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；
力矩确定单元520，用于采用动态滑模控制方式，根据所述车辆状态信息，确定在下一时刻对所述目标车辆的期望驱动力矩和期望制动力矩；
速度控制单元530，用于根据所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩，在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制或减速控制。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述车辆状态信息包括：
在所述当前时刻对所述目标车辆的期望速度；
所述目标车辆在所述当前时刻的实际速度；
所述目标车辆在所述当前时刻的驱动力矩；
所述目标车辆在所述当前时刻的制动力矩。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述速度控制单元530包括：
力矩比较子单元，用于将所述期望驱动力矩与所述期望制动力矩，分别与第一预设力矩进行比较；
速度控制子单元，用于根据比较结果，在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制或减速控制。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述速度控制子单元包括：
加速控制子单元，用于若所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩满足第一预设条件，则在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制，其中，所述第一预设条件为所述期望驱动力矩大于第一预设力矩、且所述期望制动力矩小于第一预设力矩；
减速控制子单元，用于若所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩满足第二预设条件，则在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制，其中，所述第二预设条件为所述期望制动力矩大于第一预设力矩、且所述期望驱动力矩小于第一预设力矩。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述速度控制子单元还包括速度判断子单元；
所述速度判断子单元，用于若所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩不满足所述第一预设条件和所述第二预设条件，则判断所述目标车辆在所述当前时刻的实际速度与期望速度是否满足第三预设条件，其中，所述第三预设条件为所述实际速度小于所述期望速度、且所述实际速度与所述期望速度之间的速度差大于第一预设速度；
所述加速控制子单元，还用于若所述实际速度与所述期望速度满足所述第三预设条件，则在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制；
所述减速控制子单元，还用于若所述实际速度与所述期望速度不满足所述第三预设条件，则在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述加速控制子单元，具体用于根据生成的加速信号，在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制，其中，所述加速信号包括根据所述期望驱动力矩转换的加速踏板开度、以及制动踏板开度为零。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述减速控制子单元，具体用于根据生成的减速信号，在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制，其中，所述减速信号包括根据所述期望制动力矩转换的制动踏板开度、以及加速踏板开度为零。
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6所示，该电子设备6000包括至少一个处理器6001、存储器6002和总线6003，至少一个处理器6001均与存储器6002电连接；存储器6002被配置用于存储有至少一个计算机可执行指令，处理器6001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速度控制方法的步骤。
进一步，处理器6001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，采用动态滑模控制方式确定了期望驱动力矩和期望制动力矩，即确定了跟踪期望速度时的具体力矩需求数值，基于该力矩需求数值对目标车辆进行加速或减速控制时，实现了对目标车辆在行驶过程中的精准速度控制，此外，采用基于动态滑模控制的速度控制方式，能够有效的抵抗车辆在行驶过程中的外部干扰(比如路面不平、信号噪声)的影响。另外，采用加速和减速的切换策略，可以有效降低加速和制动执行器的频繁切换，从而保证了目标车辆的平稳运行。
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速度控制方法的步骤。
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，采用动态滑模控制方式确定了期望驱动力矩和期望制动力矩，即确定了跟踪期望速度时的具体力矩需求数值，基于该力矩需求数值对目标车辆进行加速或减速控制时，实现了对目标车辆在行驶过程中的精准速度控制，此外，采用基于动态滑模控制的速度控制方式，能够有效的抵抗车辆在行驶过程中的外部干扰(比如路面不平、信号噪声)的影响。另外，采用加速和减速的切换策略，可以有效降低加速和制动执行器的频繁切换，从而保证了目标车辆的平稳运行。
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)
1.一种车辆速度控制方法，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；
采用动态滑模控制方式，根据所述车辆状态信息，确定在下一时刻对所述目标车辆的期望驱动力矩和期望制动力矩；
根据所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩，在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制或减速控制。
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：
在所述当前时刻对所述目标车辆的期望速度；
所述目标车辆在所述当前时刻的实际速度；
所述目标车辆在所述当前时刻的驱动力矩；
所述目标车辆在所述当前时刻的制动力矩。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩，在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制或减速控制，包括：
将所述期望驱动力矩与所述期望制动力矩，分别与第一预设力矩进行比较；
根据比较结果，在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制或减速控制。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据比较结果，在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制或减速控制，包括：
若所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩满足第一预设条件，则在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制；
若所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩满足第二预设条件，则在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制；
其中，所述第一预设条件为所述期望驱动力矩大于第一预设力矩、且所述期望制动力矩小于第一预设力矩；所述第二预设条件为所述期望制动力矩大于第一预设力矩、且所述期望驱动力矩小于第一预设力矩。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩不满足所述第一预设条件和所述第二预设条件，则判断所述目标车辆在所述当前时刻的实际速度与期望速度是否满足第三预设条件，其中，所述第三预设条件为所述实际速度小于所述期望速度、且所述实际速度与所述期望速度之间的速度差大于第一预设速度；
若满足所述第三预设条件，则在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制；若不满足所述第三预设条件，则在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制，包括：
根据生成的加速信号，在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制；
其中，所述加速信号包括根据所述期望驱动力矩转换的加速踏板开度、以及制动踏板开度为零。
7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制，包括：
根据生成的减速信号，在所述下一时刻对所述目标车辆进行减速控制；
其中，所述减速信号包括根据所述期望制动力矩转换的制动踏板开度、以及加速踏板开度为零。
8.一种车辆速度控制装置，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；
力矩确定单元，用于采用动态滑模控制方式，根据所述车辆状态信息，确定在下一时刻对所述目标车辆的期望驱动力矩和期望制动力矩；
速度控制单元，用于根据所述期望驱动力矩和所述期望制动力矩，在所述下一时刻对所述目标车辆进行加速控制或减速控制。
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中任一项所述的车辆速度控制方法。
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任一项所述的车辆速度控制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011101228.1A CN112224214A (zh) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | 车辆速度控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011101228.1A CN112224214A (zh) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | 车辆速度控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112224214A true CN112224214A (zh) | 2021-01-15 |
Family
ID=74113607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011101228.1A Pending CN112224214A (zh) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | 车辆速度控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112224214A (zh) |
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2020
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