CN113428144A - 一种电动汽车的自动控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本说明书实施例公开了一种电动汽车的自动控制方法及装置，自动控制方法根据电动汽车的车辆方向盘转角计算电动汽车所在弯道的第一动态轨迹曲率；根据电动汽车的横摆角速度计算电动汽车所在弯道的第二动态轨迹曲率；然后根据第一动态轨迹曲率和第二动态轨迹曲率确定当前车速下的目标道路曲率；至少依据目标道路曲率计算目标纵向加速度；最后按照目标纵向加速度对电动汽车进行纵向控制，以实现在弯道路况下的自动巡航，由于本发明实施例可以根据不同车速计算出最合理的目标道路曲率，从而可以根据目标道路曲率来计算目标纵向加速度，并按照目标纵向加速度对电动汽车进行纵向控制，提高弯道自动驾驶的安全性。

Description

一种电动汽车的自动控制方法及装置
技术领域
本申请涉及智能驾驶技术领域，尤其涉及一种电动汽车的自动控制方法及装置。
背景技术
目前，随着科技的不断发展，自动驾驶技术在电动汽车中的应用越来越广泛。
自动驾驶技术中，对于具有纵向控制功能如定速巡航、防止碰撞的电动汽车来说，在弯道上纵向控制的稳定性尤为重要。
弯道上的纵向控制需要获取弯道曲率，通过弯道曲率来计算纵向加速度等参数，来实现如定速巡航等功能。
目前获取弯道曲率的方式是配备测量道路曲率传感器如图像采集功能的传感器和识别车道线形状的传感器。但是，没有配置测量道路曲率传感器的电动汽车无法来获取弯道曲率，从而无法实现定速巡航等需要纵向自动驾驶控制的功能。
有鉴于此，需要针对没有测量道路曲率传感器的电动汽车提供一种电动汽车的自动控制方法，来提高获取弯道曲率的准确度，从而保证定速巡航等功能的稳定性。
发明内容
本说明书实施例提供一种智能驾驶电动汽车的控制方法及装置，以解决现有的控制方法存在的智能驾驶安全性差问题。
为解决上述技术问题，本说明书实施例是这样实现的：
本说明书实施例提供的一种电动汽车的自动控制方法，包括：
根据电动汽车的车辆方向盘转角计算所述电动汽车所在弯道的第一动态轨迹曲率；
根据所述电动汽车的横摆角速度计算所述电动汽车所在弯道的第二动态轨迹曲率；
根据所述第一动态轨迹曲率和所述第二动态轨迹曲率确定当前车速下的目标道路曲率；
至少依据所述目标道路曲率计算目标纵向加速度；
按照所述目标纵向加速度对所述电动汽车进行纵向控制，以实现在弯道路况下的自动巡航。
一种电动汽车的自动控制装置，包括：
第一计算模块，用于根据电动汽车的车辆方向盘转角计算所述电动汽车所在弯道的第一动态轨迹曲率；
第二计算模块，用于根据所述电动汽车的横摆角速度计算所述电动汽车所在弯道的第二动态轨迹曲率；
目标道路曲率确定模块，用于根据所述第一动态轨迹曲率和所述第二动态轨迹曲率确定当前车速下的目标道路曲率；
纵向加速度计算模块，用于至少依据所述目标道路曲率计算目标纵向加速度；
控制模块，用于按照所述目标纵向加速度对所述电动汽车进行纵向控制，以实现在弯道路况下的自动巡航。
本发明实施例中，根据电动汽车的车辆方向盘转角计算所述电动汽车所在弯道的第一动态轨迹曲率；根据所述电动汽车的横摆角速度计算所述电动汽车所在弯道的第二动态轨迹曲率；然后根据所述第一动态轨迹曲率和所述第二动态轨迹曲率确定当前车速下的目标道路曲率；至少依据所述目标道路曲率计算目标纵向加速度；最后按照所述目标纵向加速度对所述电动汽车进行纵向控制，以实现在弯道路况下的自动巡航，由于本发明实施例可以根据不同车速计算出最合理的目标道路曲率，从而可以根据目标道路曲率来计算目标纵向加速度，并按照目标纵向加速度对电动汽车进行纵向控制，提高弯道自动驾驶的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，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申请中记载的一些实施例，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是本说明书实施例提供的一种电动汽车的自动控制方法流程图。
图2是本说明书实施例中车速和最大横向加速的关系曲线示意图。
图3是本说明书实施例提供的一种电动汽车的自动控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本说明书一个或多个实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书一个或多个实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本说明书一个或多个实施例保护的范围。
以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。
电动汽车的自动驾驶技术中，基于纵向控制功能可以实现自动巡航、防止碰撞等功能，尤其是在弯道控制中的安全性、平顺性以及转弯速度的高效性等反应了车辆综合运动控制的性能。
电动汽车在弯道实现纵向控制功能时，弯道曲率是重要的参数，通过弯道曲率可以计算出在电动汽车在弯道中的驱动扭矩、制动扭矩等相关控制参数，从而提供精确的控制指令来实现电动汽车在弯道时的精确控制。
本发明实施例中，可以针对没有测量道路曲率传感器的电动汽车在弯道时提供道路曲率，进而可以计算出纵向加速度等控制指令需要的参数，使得整车控制器(Vehiclecontrol unit，VCU)如电磁抗干扰(Electro MagneticSusceptibility，EMS)执行器、电子车身稳定系统(Electronic Stability Program，ESP)执行器等对电动汽车的运动状态进行干预或控制。
本发明实施例中，电动汽车的控制系统可以包括：自动驾驶控制器、轮速传感器、惯性测量单元、方向盘转角传感器等。其中，轮速传感器可以提供车辆行驶速度即车速，方向盘转角传感器可以提供方向盘转角信息，惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)可以提供车辆摆角速度，自动驾驶控制器可以根据上述信息计算动态轨迹曲率、弯道速度极限值等参数，进而可以控制电动汽车按照所需要的驱动扭矩及制动扭矩等行驶。
其中，惯性测量单元，是测量物体三轴姿态角、角速度和加速度的装置，可以测量电动汽车的横摆角速度。轮速传感器是电动汽车车轮转速传感器，可以测量驱动轮的转速和非驱动轮的转速的传感器。
本发明实施例可以针对未配备检测道路曲率传感器的电动汽车，可以丰富转弯时自的纵向控制功能，也可以配备给具有检测道路曲率传感器的电动汽车，替换原有获取道路曲率的相关方案作为替代方案。
本发明提供了如下实施例：
图1为本说明书实施例中一种电动汽车的自动控制方法的流程示意图。
如图1所示，本发明实施例公开了一种电动汽车的自动控制方法，包括：
步骤S100、根据电动汽车的车辆方向盘转角计算所述电动汽车所在弯道的第一动态轨迹曲率；
本发明实施例中，执行主体可以是自动驾驶控制器，可以实现对电动汽车的纵向控制，进而实现自动巡航、防止碰撞等功能。可以是如MCU等相关控制器，也可以是独立的控制单元，只要能实现纵向控制功能即可，在此不进行具体限定。
本申请实施例中，根据电动汽车的车辆方向盘转角计算电动汽车所在弯道的第一动态轨迹曲率。其中，车辆方向盘转角可以从驾驶员操控的角度反应出电动汽车所在弯道的曲率即第一动态轨迹曲率，受外部影响小。
计算的第一动态轨迹曲率在低车速例如低于1m/s的情况下计算出的曲率准确度高。
其中，根据电动汽车的车辆方向盘转角计算所述电动汽车的第一动态轨迹曲率包括：
获取方向盘转角传感器所采集的电动汽车的车辆方向盘转角；
根据所述车辆方向盘转角与车轮转角预先标定的对应关系得到与所述车辆方向盘转角对应的车轮转角；
通过所述车轮转角计算车辆运行轨迹的道路半径；
将所述道路半径的倒数作为所述第一动态轨迹曲率。
本发明实施例中，方向盘转角数值可以从转角传感器来获取。方向盘是与车辆前轮是有一定的固定关系。目前车辆转向机构可分为线控转向和非线控转向，非线控转向机构是通过机械结构组成，所以方向盘转角和前轮转角会呈现一种对应关系，而线控转向的车辆转向机构中方向盘转角也与前轮转角呈现对应关系，其具体关系与具体车辆具体情况相关。因此，本发明实施例中预先标定有方向盘转角与前轮转角的对应关系表，该对应关系表针对不同车辆具有不同的对应关系。
本申请实施例中，电动汽车转向过程中，每个车轮都必须按不同的圆圈运动。电动汽车所采用的转向拉杆具有独特的几何结构，可使内车轮的转向角度大于外车轮。由于内车轮所经过的圆圈半径较小，因此它的转向角度比外车轮要大。对每个车轮都画一条垂直于它们的直线，线的交点便是转向的中心点。基于此可以通过车轮转角计算车辆运行轨迹的道路半径。
由于转弯时，车辆在弯道的转弯轨迹为曲线，曲线的曲率半径等于最靠近当前点曲线的圆弧半径，曲率等于该半径值的倒数。基于此，本发明实施例中将道路半径的倒数作为所述第一动态轨迹曲率。
步骤S200、根据所述电动汽车的横摆角速度计算所述电动汽车所在弯道的第二动态轨迹曲率；
本发明实施例中，还可以通过横摆角速度来计算出第二动态轨迹曲率。其中横摆角速度可以从驾驶员操控的角度反应出电动汽车所在弯道的曲率即第二动态轨迹曲率，受外部影响小。横摆角速度在车速较高时例如高于40m/s的情况下计算出的曲率准确度较高。
根据所述电动汽车的横摆角速度计算所述电动汽车所在弯道的第二动态轨迹曲率包括：
获取IMU所采集的所述电动汽车的横摆角速度；
获取所述电动汽车的当前车速；
将所述横摆角速度与所述当前车速的商作为所述第二动态轨迹曲率。
本发明实施例中，可以通过IMU来获取横摆角速度。根据曲率计算公式计算第二动态轨迹曲率。
其中，曲率计算公式可以包括：
curvature(1/m)＝yaw rate(rad/s)/vehicle speed(m/s)，其中curvature为第二动态轨迹曲率，yaw rate为IMU采集的横摆角速度，vehicle speed为轮速传感器输出的当前车速。
可以理解的是，本发明实施例中，另一种实现方式还可以包括车辆方向盘转角与第一动态轨迹曲率可以预先标定对应关系，横摆角速度还可以与第二动态轨迹曲率预先标定对应关系，当计算第一动态轨迹曲率或第二动态轨迹曲率时查询标定的对应关系表即可，在此不进行赘述。
步骤S300、根据所述第一动态轨迹曲率和所述第二动态轨迹曲率确定在所述电动汽车在当前车速下的目标道路曲率；
本发明实施例中，会根据不同车速来确定出对应的目标道路曲率。
其中，由于车速不同，实现纵向控制时对应的目标加速度也不同，如果要实现弯道的平稳，在不同车速下应当对应不同的计算方式，来得到不同车速下的目标道路曲率。
当前车速可以通过轮速传感器根据当前轮速计算得出，也可以是其它传感器例如MCU所直接输出的，优选采用轮速传感器计算得出。具体根据不同车速确定目标道路曲率的过程在后续进行详细介绍。
步骤S400、至少依据所述目标道路曲率计算目标纵向加速度；
步骤S500、按照所述目标纵向加速度对所述电动汽车进行纵向控制，以实现在弯道路况下的自动巡航。
本发明实施例中，在得到目标道路曲率后，来计算目标纵向加速度。其中，纵向加速度即沿着车的轴向的加速度，目标纵向加速度即期望达到的纵向加速度，其与当前加速度共同得到控制指令来实现对电动汽车的纵向控制。
根据决策规划出目标轨迹,通过纵向控制和横向控制的配合使汽车能够按照跟踪目标轨迹准确稳定行驶。当然，本发明实施例中除了实现自动巡航，还可以是实现其它例如避免碰撞、换道、超车等功能。
本发明实施例中，可以根据不同车速计算出最合理的目标道路曲率，从而可以根据目标道路曲率来计算目标纵向加速度，并按照目标纵向加速度对电动汽车进行纵向控制，提高弯道自动驾驶的安全性。
前述实施例中介绍了根据不同车速确定目标道路曲率的过程，下面进行详细介绍。
本发明实施例中，所述根据所述第一动态轨迹曲率和所述第二动态轨迹曲率确定在所述电动汽车在当前车速下的目标道路曲率包括：
获取所述当前车速；
若所述当前车速处于第一阈值区间，则将所述第一动态轨迹曲率作为第一目标道路曲率；
若所述当前车速处于第二阈值区间，则将所述第二动态轨迹曲率作为第二目标道路曲率；
若所述当前车速处于第三阈值区间，根据所述第一动态轨迹曲率、所述第二动态轨迹曲率以及预设权重比计算第三目标道路曲率；所述预设权重比与所述电动汽车的情况相关；
若所述当前车速处于第四阈值区间，则查找标定的目标道路曲率表得到所述第四目标道路曲率；其中，所述目标道路曲率表为通过线性内插算法计算所述第二道路目标道路曲率和所述第三目标道路曲率后进行标定的；
其中，所述第一阈值区间中的第一车速小于所述第二阈值区间的第二车速；所述第二车速小于所述第四阈值区间的第四车速；所述第四车速小于所述第三阈值区间的第三车速。
本发明实施例中，不同车速下对应不同的目标道路曲率算法。
其中，本发明设置有多个阈值区间，第一阈值区间可以是当前车速Vcurr较低例如0＜Vcurr＜1m/s，第二阈值区间可以是例如1m/s＜＝Vcurr＜＝30m/s，第四阈值区间可以是30m/s＜Vcurr＜40m/s，第三阈值区间可以是车速较高例如Vcurr>＝40m/s。当然，各个阈值区间的设置可以根据实际需要进行标定，也可以根据不同的车型、车况标定不同的阈值区间，在此不进行赘述。
由于车速较低时例如当前车速小于1m/s，利用方向盘转角所计算的曲率较为准确，无需考虑外部因素例如离心力等影响，因此在第一阈值区间内直接采用第一动态轨迹曲率作为第一目标道路曲率。
在车速较高时例如当前车速大于1m/s小于或等于30m/s时，利用横摆角速度计算的曲率较为准确，需要主要参照外部因素例如离心力等影响。因此在第四阈值区间直接采用第二动态轨迹曲率作为第二目标道路曲率。
当处于第三阈值区间时，需要综合考虑内部因素和外部因素，加入权重比，例如在第二动态轨迹曲率的基础上乘权重比参数并结合第一动态轨迹曲率的前馈值计算得到第三目标道路曲率，其中，前馈值在第一动态轨迹曲率乘以常数k，k与车辆具体情况提前标定。
当处于第四阈值区间时，通过线性内插法将第二动态轨迹曲率和第三目标道路曲率平稳过渡。当然还可以标定出线性曲率的目标道路曲率表来实现直接查询。
可见，本发明实施例中，对应不同的车速可以有不同的目标道路曲率算法，提高了得到目标道路曲率的准确性。
本发明实施例中，得到目标道路曲率后，还包括对所述目标道路曲率进行低通滤波处理。本发明实施例中的各个传感器，尤其是IMU等，其相对低频率的信号是更稳定可靠并真实反映车辆稳定行驶状态的，所以过滤掉相对高频率部分是所需的操作，因此使用低频滤波，提高计算目标曲率的精度。
前述实施例中介绍了计算目标纵向加速度的过程，下面进行详细介绍。本发明实施例中，所述至少依据所述目标道路曲率计算目标纵向加速度包括：
根据所述当前车速查找预先标定的车速-最大横向加速关系表，得到最大横向加速度；
将滤波后的目标道路曲率以及所述最大横向加速度根据预设公式计算弯道速度极限值；
根据所述弯道速度极限值、所述当前车速、达到目标车速的预瞄时间T计算所述目标纵向加速度。
本发明实施例中，如果要得到目标纵向加速度，需要先计算出最大横向加速度值。根据预先标定的车速和最大横向加速度关系曲线可以得到最大横向加速度aymax。如图2所示，图2是车速和最大横向加速度关系曲线示意图。横轴表征车速V，纵轴表征最大横向加速度aymax。
当然，本发明实施例优选采用查找预先标定的车速-最大横向加速关系表的方式。其中，可以参照如下表1来实现查询。
Figure BDA0003194581290000101
Figure BDA0003194581290000111
Figure BDA0003194581290000121
Figure BDA0003194581290000131
Figure BDA0003194581290000141
表1
然后计算出弯道速度极限值Vmax。将滤波后的目标道路曲率以及所述最大横向加速度根据预设公式计算弯道速度极限值。
其中，预设公式为：
Figure BDA0003194581290000142
其中，Ccurve为前述经过滤波后的目标道路曲率。
最后可以根据所述弯道速度极限值、所述当前车速、达到目标车速的预瞄时间T计算所述目标纵向加速度。
根据Vmax、当前车速Vcurr和达到期望车速的预瞄时间T，计算出目标纵向加速度即期望的纵向加速度ax。其中，预瞄时间T与当前车速Vcurr相关，在当前车速较小(Vcurr＜10m/s)时，T的值也取较小的值Tmin，Tmin优选可以为3，在当前车速Vcurr较大(Vcurr＞45m/s)时，T的值取较大值Tmax，Tmax优选可以为10，在当前车速在10和45之间时，T值需通过线性内插法得到。
其中得到ax的具体过程可以参考如下公式：
Figure BDA0003194581290000143
得到目标纵向加速度后，可以对电动汽车进行纵向控制。
本发明实施例中，所述按照所述目标纵向加速度对所述电动汽车进行纵向控制包括：
根据所述目标纵向加速度和所述当前时刻的纵向加速度进行PID运算得到执行器控制指令；
将所述执行器控制指令发送给目标执行器控制所述电动汽车纵向运动。
所述根据所述目标纵向加速度和所述当前时刻的纵向加速度进行PID运算得到执行器控制指令的过程中将所述弯道速度极限值作为所述PID运算的约束值。
本发明实施例中，将计算出来的纵向加速度期望值ax提供至下一层的控制模块，将目标纵向加速度和当前的纵向加速度，进行PID运算，最终将对执行器的加速度或减速度指令发送至相应的执行器，例如VCU或ESP，其中，VCU可以是EMS，达到控制车辆纵向运动的目标。此过程中，用最高允许车速Vmax当做一个阈值来进行约束。
本发明实施例可以针对没有测量道路曲率传感器的车辆提供通过车速、横摆角速度和方向盘转角估算道路曲率的方法，进而计算弯道速度限值和加速度限值等，从而提高弯道控制所需的驱动扭矩和制动扭矩的精度，本发明适用于自适应巡航的弯道控制算法开发。
基于同样的思路，本说明书实施例还提供了上述方法对应的装置。图3为本说明书实施例提供的对应于前述实施例的一种电动汽车的控制装置的结构示意图。如图3所示，该装置应用于自动驾驶控制器，可以包括：
一种电动汽车的自动控制装置，其特征在于，包括：
第一计算模块301，用于根据电动汽车的车辆方向盘转角计算所述电动汽车所在弯道的第一动态轨迹曲率；
第二计算模块302，用于根据所述电动汽车的横摆角速度计算所述电动汽车所在弯道的第二动态轨迹曲率；
目标道路曲率确定模块303，用于根据所述第一动态轨迹曲率和所述第二动态轨迹曲率确定当前车速下的目标道路曲率；
纵向加速度计算模块304，用于至少依据所述目标道路曲率计算目标纵向加速度；
控制模块305，用于按照所述目标纵向加速度对所述电动汽车进行纵向控制，以实现在弯道路况下的自动巡航。
在一些实施例中，所述根据电动汽车的车辆方向盘转角计算所述电动汽车所在弯道的第一动态轨迹曲率包括：
获取方向盘转角传感器所采集的电动汽车的车辆方向盘转角；
根据所述车辆方向盘转角与车轮转角预先标定的对应关系得到与所述车辆方向盘转角对应的车轮转角；
通过所述车轮转角计算车辆运行轨迹的道路半径；
将所述道路半径的倒数作为所述第一动态轨迹曲率。
在一些实施例中，所述根据所述电动汽车的横摆角速度计算所述电动汽车所在弯道的第二动态轨迹曲率包括：
获取IMU所采集的所述电动汽车的横摆角速度；
获取所述电动汽车的当前车速；
将所述横摆角速度与所述当前车速的商作为所述第二动态轨迹曲率。
在一些实施例中，所述根据所述第一动态轨迹曲率和所述第二动态轨迹曲率确定在所述电动汽车在当前车速下的目标道路曲率包括：
获取所述当前车速；
若所述当前车速处于第一阈值区间，则将所述第一动态轨迹曲率作为第一目标道路曲率；
若所述当前车速处于第二阈值区间，则将所述第二动态轨迹曲率作为第二目标道路曲率；
若所述当前车速处于第三阈值区间，根据所述第一动态轨迹曲率、所述第二动态轨迹曲率以及预设权重比计算第三目标道路曲率；所述预设权重比与所述电动汽车的情况相关；
若所述当前车速处于第四阈值区间，则查找标定的目标道路曲率表得到所述第四目标道路曲率；其中，所述目标道路曲率表为通过线性内插算法计算所述第二道路目标道路曲率和所述第三目标道路曲率后进行标定的；
其中，所述第一阈值区间中的第一车速小于所述第二阈值区间的第二车速；所述第二车速小于所述第四阈值区间的第四车速；所述第四车速小于所述第三阈值区间的第三车速。
在一些实施例中，所述确定在所述电动汽车在当前车速下的目标道路曲率后还包括：
对所述目标道路曲率低通滤波处理。
在一些实施例中，所述至少依据所述目标道路曲率计算目标纵向加速度包括：
根据所述当前车速查找预先标定的车速-最大横向加速关系表，得到最大横向加速度；
将滤波后的目标道路曲率以及所述最大横向加速度根据预设公式计算弯道速度极限值；
根据所述弯道速度极限值、所述当前车速、达到目标车速的预瞄时间T计算所述目标纵向加速度。
在一些实施例中，所述按照所述目标纵向加速度对所述电动汽车进行纵向控制包括：
根据所述目标纵向加速度和所述当前时刻的纵向加速度进行PID运算得到执行器控制指令；
将所述执行器控制指令发送给目标执行器控制所述电动汽车纵向运动。
在一些实施例中，所述根据所述目标纵向加速度和所述当前时刻的纵向加速度进行PID运算得到执行器控制指令的过程中将所述弯道速度极限值作为所述PID运算的约束值。
本发明实施例可以针对没有测量道路曲率传感器的车辆提供通过车速、横摆角速度和方向盘转角估算道路曲率的方法，进而计算弯道速度限值和加速度限值等，从而提高弯道控制所需的驱动扭矩和制动扭矩的精度，本发明适用于自适应巡航的弯道控制算法开发。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于图3所示的自动控制装置而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字符系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、AtmelAT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字符助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字符多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带式磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车的自动控制方法，其特征在于，包括：
根据电动汽车的车辆方向盘转角计算所述电动汽车所在弯道的第一动态轨迹曲率；
根据所述电动汽车的横摆角速度计算所述电动汽车所在弯道的第二动态轨迹曲率；
根据所述第一动态轨迹曲率和所述第二动态轨迹曲率确定当前车速下的目标道路曲率；
至少依据所述目标道路曲率计算目标纵向加速度；
按照所述目标纵向加速度对所述电动汽车进行纵向控制，以实现在弯道路况下的自动巡航。
2.根据权利要求1所述的自动控制方法，其特征在于，所述根据电动汽车的车辆方向盘转角计算所述电动汽车所在弯道的第一动态轨迹曲率包括：
获取方向盘转角传感器所采集的电动汽车的车辆方向盘转角；
根据所述车辆方向盘转角与车轮转角预先标定的对应关系得到与所述车辆方向盘转角对应的车轮转角；
通过所述车轮转角计算车辆运行轨迹的道路半径；
将所述道路半径的倒数作为所述第一动态轨迹曲率。
3.根据权利要求1所述的自动控制方法，其特征在于，所述根据所述电动汽车的横摆角速度计算所述电动汽车所在弯道的第二动态轨迹曲率包括：
获取IMU所采集的所述电动汽车的横摆角速度；
获取所述电动汽车的当前车速；
将所述横摆角速度与所述当前车速的商作为所述第二动态轨迹曲率。
4.根据所述权利要求1所述的自动控制方法，其特征在于，所述根据所述第一动态轨迹曲率和所述第二动态轨迹曲率确定在所述电动汽车在当前车速下的目标道路曲率包括：
获取所述当前车速；
若所述当前车速处于第一阈值区间，则将所述第一动态轨迹曲率作为第一目标道路曲率；
若所述当前车速处于第二阈值区间，则将所述第二动态轨迹曲率作为第二目标道路曲率；
若所述当前车速处于第三阈值区间，根据所述第一动态轨迹曲率、所述第二动态轨迹曲率以及预设权重比计算第三目标道路曲率；所述预设权重比与所述电动汽车的情况相关；
若所述当前车速处于第四阈值区间，则查找标定的目标道路曲率表得到所述第四目标道路曲率；其中，所述目标道路曲率表为通过线性内插算法计算所述第二道路目标道路曲率和所述第三目标道路曲率后进行标定的；
其中，所述第一阈值区间中的第一车速小于所述第二阈值区间的第二车速；所述第二车速小于所述第四阈值区间的第四车速；所述第四车速小于所述第三阈值区间的第三车速。
5.根据权利要求4所述的自动控制方法，其特征在于，还包括：
对所述目标道路曲率低通滤波处理。
6.根据权利要求5所述的自动控制方法，其特征在于，所述至少依据所述目标道路曲率计算目标纵向加速度包括：
根据所述当前车速查找预先标定的车速-最大横向加速关系表，得到最大横向加速度；
将滤波后的目标道路曲率以及所述最大横向加速度根据预设公式计算弯道速度极限值；
根据所述弯道速度极限值、所述当前车速、达到目标车速的预瞄时间T计算所述目标纵向加速度。
7.根据权利要求6所述的自动控制方法，其特征在于，所述按照所述目标纵向加速度对所述电动汽车进行纵向控制包括：
根据所述目标纵向加速度和所述当前时刻的纵向加速度进行PID运算得到执行器控制指令；
将所述执行器控制指令发送给目标执行器控制所述电动汽车纵向运动。
8.根据权利要求7所述的自动控制方法，其特征在于，所述根据所述目标纵向加速度和所述当前时刻的纵向加速度进行PID运算得到执行器控制指令的过程中将所述弯道速度极限值作为所述PID运算的约束值。
9.一种电动汽车的自动控制装置，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于根据电动汽车的车辆方向盘转角计算所述电动汽车所在弯道的第一动态轨迹曲率；
第二计算模块，用于根据所述电动汽车的横摆角速度计算所述电动汽车所在弯道的第二动态轨迹曲率；
目标道路曲率确定模块，用于根据所述第一动态轨迹曲率和所述第二动态轨迹曲率确定当前车速下的目标道路曲率；
纵向加速度计算模块，用于至少依据所述目标道路曲率计算目标纵向加速度；
控制模块，用于按照所述目标纵向加速度对所述电动汽车进行纵向控制，以实现在弯道路况下的自动巡航。
10.根据所述权利要求9所述的自动控制装置，其特征在于，所述目标道路曲率确定模块具体用于：
获取所述当前车速；
若所述当前车速处于第一阈值区间，则将所述第一动态轨迹曲率作为第一目标道路曲率；
若所述当前车速处于第二阈值区间，则将所述第二动态轨迹曲率作为第二目标道路曲率；
若所述当前车速处于第三阈值区间，根据所述第一动态轨迹曲率、所述第二动态轨迹曲率以及预设权重比计算第三目标道路曲率；所述预设权重比与所述电动汽车的情况相关；
若所述当前车速处于第四阈值区间，则查找标定的目标道路曲率表得到所述第四目标道路曲率；其中，所述目标道路曲率表为通过线性内插算法计算所述第二道路目标道路曲率和所述第三目标道路曲率后进行标定的；
其中，所述第一阈值区间中的第一车速小于所述第二阈值区间的第二车速；所述第二车速小于所述第四阈值区间的第四车速；所述第四车速小于所述第三阈值区间的第三车速。
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