CN113696970A - 半挂汽车列车、倒车控制方法、装置、设备和介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种半挂汽车列车、倒车控制方法、装置、设备和介质。该方法包括：基于挂车的当前位姿信息、牵引车的当前位姿信息和倒车参考轨迹信息，确定挂车后轴中心点与倒车参考轨迹之间的横向偏差、牵引车与挂车之间的第一航向偏差、挂车与倒车参考轨迹之间的第二航向偏差；基于当前极点位置和半挂汽车列车的误差系统模型，确定反馈增益；其中，误差系统模型基于半挂汽车列车的运动学模型、横向偏差、第一航向偏差和第二航向偏差构建；基于反馈增益、横向偏差、第一航向偏差和第二航向偏差，确定牵引车的前轮偏角控制量，以对半挂汽车列车进行倒车控制。通过上述技术方案，提高了半挂汽车列车倒车时跟踪倒车参考轨迹的准确性和倒车稳定性。

Description

半挂汽车列车、倒车控制方法、装置、设备和介质

技术领域

本申请涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种半挂汽车列车、倒车控制方法、装置、设备和介质。

背景技术

半挂汽车列车因具有较大的物品承载量而被经常用于各种物流场景中。随着无人驾驶技术的发展，设置有无人驾驶系统的半挂汽车列车越来越多地应用于物流场景中，尤其是在机场或大型工厂内的场内运输场景中。

设置有无人驾驶系统的半挂汽车列车在倒车情况下，需要以较低车速高精度、稳定、平顺地跟踪参考轨迹，最终实现货箱与月台之间的精准对接。但是，由牵引车与挂车构成的半挂汽车列车在运输中呈现出较为复杂的非线性特点，使得半挂汽车列车在倒车过程中容易发生折叠、甩尾等不稳定现象，极大地降低了半挂汽车列车自主倒车的准确性和稳定性。

发明内容

为了解决上述半挂汽车列车自主倒车准确性低、稳定性差的技术问题，本申请提供了一种半挂汽车列车、倒车控制方法、装置、设备和介质。

第一方面，本申请提供了一种半挂汽车列车倒车控制方法，该方法包括：

基于挂车的当前位姿信息、牵引车的当前位姿信息和倒车参考轨迹信息，确定挂车后轴中心点与倒车参考轨迹之间的横向偏差、所述牵引车与所述挂车之间的第一航向偏差、所述挂车与所述倒车参考轨迹之间的第二航向偏差；

基于当前极点位置和半挂汽车列车的误差系统模型，确定反馈增益；其中，所述误差系统模型基于半挂汽车列车的运动学模型、所述横向偏差、所述第一航向偏差和所述第二航向偏差构建；

基于所述反馈增益、所述横向偏差、所述第一航向偏差和所述第二航向偏差，确定所述牵引车的前轮偏角控制量，以对所述半挂汽车列车进行倒车控制。

第二方面，本申请提供了一种半挂汽车列车倒车控制装置，该装置包括：

偏差确定模块，用于基于挂车的当前位姿信息、牵引车的当前位姿信息和倒车参考轨迹信息，确定挂车后轴中心点与倒车参考轨迹之间的横向偏差、所述牵引车与所述挂车之间的第一航向偏差、所述挂车与所述倒车参考轨迹之间的第二航向偏差；

反馈增益确定模块，用于基于当前极点位置和所述半挂汽车列车的误差系统模型，确定反馈增益；其中，所述误差系统模型基于所述半挂汽车列车的运动学模型、所述横向偏差、所述第一航向偏差和所述第二航向偏差构建；

前轮偏角控制量确定模块，用于基于所述反馈增益、所述横向偏差、所述第一航向偏差和所述第二航向偏差，确定所述牵引车的前轮偏角控制量，以对所述半挂汽车列车进行倒车控制。

第三方面，本申请提供了一种电子设备，该电子设备包括：

处理器和存储器；

处理器通过调用存储器存储的程序或指令，用于执行本申请任意实施例中所说明的半挂汽车列车倒车控制方法的步骤。

第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储程序或指令，该程序或所述指令使计算机执行本申请任意实施例中所说明的半挂汽车列车倒车控制方法的步骤。

第五方面，本申请提供了一种半挂汽车列车，该半挂汽车列车包括：多个传感器、路径规划系统和控制器；

所述多个传感器，用于确定半挂汽车列车的当前位姿信息；

所述路径规划系统，用于确定倒车参考轨迹信息；

所述控制器，用于基于所述当前位姿信息和所述倒车参考轨迹信息，执行本申请任意实施例中所说明的半挂汽车列车倒车控制方法的步骤。

本申请实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

1、根据挂车的当前位姿信息和倒车参考轨迹信息，计算挂车后轴中心点与倒车参考轨迹之间的横向偏差以及所述挂车与所述倒车参考轨迹之间的第二航向偏差，继而将该横向偏差和第二航向偏差应用于控制半挂汽车列车自主倒车的前轮偏角控制量的计算，使得半挂汽车列车倒车时能够沿着倒车参考轨迹准确行驶，提高了半挂汽车列车自主倒车的准确性。

2、根据挂车的当前位姿信息和牵引车的当前位姿信息，计算牵引车与所述挂车之间的第一航向偏差，继而将该第一航向偏差应用于控制半挂汽车列车自主倒车的前轮偏角控制量的计算，使得半挂汽车列车倒车过程中能够确保牵引车和挂车之间处于稳定状态，降低折叠、甩尾等危险情况的发生概率，提高了半挂汽车列车自主倒车的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构和操作。

图1是本申请实施例提供的一种半挂汽车列车倒车控制方法的流程图；

图2是本申请实施例提供的一种倒车过程中半挂汽车列车和倒车参考轨迹的关系示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种半挂汽车列车倒车控制方法的流程图；

图4是本申请实施例提供的一种特殊工况下的倒车示意图；

图5是本申请实施例提供的一种倒车参考轨迹的示意图；

图6是本申请实施例提供的一种倒车参考轨迹和仿真倒车行驶轨迹的对比示意图；

图7是本申请实施例提供的针对图4的特殊工况进行倒车控制的横向偏差变化的示意图；

图8是本申请实施例提供的一种半挂汽车列车倒车控制装置的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的一种半挂汽车列车的结构示意图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，通过示例阐述了本申请的许多具体细节，以便提供对相关披露的透彻理解。然而，对于本领域的普通技术人员来讲，本申请显而易见的可以在没有这些细节的情况下实施。应当理解的是，本申请中使用“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”术语，是用于区分在顺序排列中不同级别的不同部件、元件、部分或组件的一种方法。然而，如果其他表达式可以实现相同的目的，这些术语可以被其他表达式替换。

应当理解的是，当设备、单元或模块被称为“在……上”、“连接到”或“耦合到”另一设备、单元或模块时，其可以直接在另一设备、单元或模块上，连接或耦合到或与其他设备、单元或模块通信，或者可以存在中间设备、单元或模块，除非上下文明确提示例外情形。例如，本申请所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关所列条目的任何一个和所有组合。

本申请所用术语仅为了描述特定实施例，而非限制本申请范围。如本申请说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件，而该类表述并不构成一个排它性的罗列，其他特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件也可以包含在内。

参看下面的说明以及附图，本申请的这些或其他特征和特点、操作方法、结构的相关元素的功能、部分的结合以及制造的经济性可以被更好地理解，其中说明和附图形成了说明书的一部分。然而，可以清楚地理解，附图仅用作说明和描述的目的，并不意在限定本申请的保护范围。可以理解的是，附图并非按比例绘制。

本申请中使用了多种结构图用来说明根据本申请的实施例的各种变形。应当理解的是，前面或下面的结构并不是用来限定本申请。本申请的保护范围以权利要求为准。

目前的无人驾驶系统控制半挂汽车列车自主倒车过程中，容易因牵引车和挂车之前运动的非线性特点而发生折叠、甩尾、未沿着倒车轨迹行驶等问题，使得半挂汽车列车自主倒车的准确性和稳定性均较差。

基于上述情况，本申请实施例提供一种半挂汽车列车倒车控制方案，以实现在半挂汽车列车的倒车过程中，先计算出挂车后轴中心点和参考倒车轨迹之间的横向偏差、牵引车与挂车之间的第一航向偏差、挂车与倒车参考轨迹之间的第二航向偏差，进而利用这些偏差计算出前轮偏角控制量，以对半挂汽车列车进行倒车控制，既能确保横向偏差和第二航向偏差满足沿着倒车轨迹行驶的要求，提高倒车准确性，又能保证牵引车和挂车处于稳定状态，提高倒车稳定性。

本申请实施例提供的半挂汽车列车倒车控制方案，可应用于半挂汽车列车自动倒车的场景中。例如，可应用于搭载无人驾驶系统的半挂汽车列车在机场或大型工厂内部进行场内货物自动运输的场景。又如，可应用于辅助驾驶员进行半挂汽车列车倒车的场景等。

下面首先结合图1-7对本申请实施例提供的半挂汽车列车倒车控制方法进行说明。

在本申请实施例中，该半挂汽车列车倒车控制方法可以由电子设备执行。其中，电子设备可以包括但不限于半挂汽车列车中的控制器、能够与半挂汽车列车进行实时通信的外部设备。该外部设备例如可以是调度半挂汽车列车的调度系统或者无人驾驶系统的服务端所在的笔记本电脑、台式电脑或服务器等。

图1是本申请实施例提供的一种半挂汽车列车倒车控制方法的流程图。如图1所示，该半挂汽车列车倒车控制方法具体包括：

S110、基于挂车的当前位姿信息、牵引车的当前位姿信息和倒车参考轨迹信息，确定挂车后轴中心点与倒车参考轨迹之间的横向偏差、牵引车与挂车之间的第一航向偏差、挂车与倒车参考轨迹之间的第二航向偏差。

其中，当前位姿信息是指当前时刻的位姿信息。位姿信息是表征车辆的位置和运行姿态的信息，运行姿态至少包含行驶速度、航向角和横摆角等至少一种信息。倒车参考轨迹信息是理想的倒车轨迹的信息，其可以用坐标点对或曲线方程等方式来表示。倒车参考轨迹信息可以是路径规划系统根据倒车起始点和倒车终止点来计算获得。该路径规划系统可以集成在半挂汽车列车中，也可以独立于半挂汽车列车之外且与半挂汽车列车保持通信。

横向偏差也称为位置跟踪误差，是指半挂汽车列车与倒车参考轨迹之间的偏差，其以挂车后轴中心点与倒车参考轨迹之间的距离差异来表征。第一航向偏差是指半挂汽车列车的牵引车和挂车之间的航向角差异，其用于表示半挂汽车列车倒车行驶的稳定性。第一航向偏差越大稳定性越差。第二航向偏差是指半挂汽车列车与倒车参考轨迹之间的航向角差异，其以挂车后轴中心点与倒车参考轨迹之间的航向角差异来表征，用于表示半挂汽车列车沿倒车参考轨迹倒车的准确性，第二航向偏差越大准确性越低。

具体地，电子设备通过半挂汽车列车上安装的各种传感器采集的数据，获取牵引车的当前位姿信息和挂车的当前位姿信息。同时，从路径规划系统中获得倒车参考轨迹信息。然后，根据挂车的当前位姿信息和倒车参考轨迹信息计算上述横向偏差和上述第二航向偏差，且根据挂车的当前位姿信息和牵引车的当前位姿信息计算上述第一航向偏差。

上述计算横向偏差、第一航向偏差和第二航向偏差的过程说明可参考图2所示的半挂汽车列车和倒车参考轨迹的关系示意图。

如图2所示，牵引车210的当前位姿信息中的当前航向角为θ₁，其是牵引车后轴的垂直方向与大地坐标系下的X轴方向的夹角。挂车220的当前位姿信息中的当前航向角为θ₂，其是挂车后轴的垂直方向与X轴方向的夹角。由此可计算第一航向偏差：

ε_γ＝(θ₁-θ₂)；(1)

在本申请提供的一种实施方式中，横向偏差和第二航向偏差基于挂车后轴中心点在倒车参考轨迹上的投影点及其临近点计算。

具体地，电子设备通过投影法将挂车后轴中心点221投影在倒车参考轨迹230上，获得挂车后轴中心点221对应的投影点231。然后，在倒车参考轨迹信息(假设以坐标点表示)中选定一个距离投影点231最近的临近点232。之后，根据投影点231的位置、临近点232的位置、挂车后轴中心点221的位置、以及挂车的当前位姿信息中的当前航向角θ₂中的至少一个，计算挂车后轴中心点221距离投影点231和临近点232构成的向量之间的距离，作为横向偏差ε_p。

另外，可以将投影点231处或临近点232处的切线与大地坐标系下的X轴方向的夹角作为倒车参考轨迹的当前航向角θ_r，并用该当前航向角θ_r和挂车对应的当前航向角θ₂计算第二航向偏差：

ε_a＝(θ₂-θ_r)；(2)

在本申请提供的另一种实施方式中，横向偏差和第二航向偏差基于挂车后轴中心点在倒车参考轨迹上的投影点及其在倒车参考轨迹上的预瞄点来计算。

具体地，电子设备同样先确定出投影点231。然后，在投影点231的基础上，沿倒车方向进行预瞄，得到预瞄点233。即以投影点231为圆心，以设定预瞄距离为半径，可得到预瞄圆234，并将该预瞄圆234与倒车参考轨迹230在倒车方向上的交点作为预瞄点233。如果倒车参考轨迹信息中没有落于预瞄圆234上的点，那么在向投影点231的方向上，从倒车参考轨迹信息中选取距离预瞄圆234最近的一个点作为预瞄起始点235；在倒车方向上，从倒车参考轨迹信息中选取距离预瞄圆234最近的一个点作为预瞄终止点236。如果倒车参考轨迹信息中有处于预瞄圆234上的点，那么预瞄点233、预瞄起始点235和预瞄终止点236便重合为一个点。

根据上述所得的预瞄起始点235的位置(即预瞄起始点位置)、预瞄终止点236的位置(即预瞄终止点位置)、挂车后轴中心点221的位置、以及挂车对应的当前航向角θ₂中的至少一个，计算挂车后轴中心点221距离预瞄起始点235和预瞄终止点236构成的向量之间的距离，作为横向偏差ε_p。

另外，由于预瞄点233、预瞄起始点235和预瞄终止点236属于局部范围内的临近点，可认为三者构成一条线段，那么可将该线段方向与大地坐标系中的X轴方向之间的夹角作为倒车参考轨迹的当前航向角θ_r，并用该当前航向角θ_r和挂车对应的当前航向角θ₂计算第二航向偏差ε_a＝(θ₂-θ_r)。

在一些实施例中，上述根据预瞄起始点235的位置、预瞄终止点236的位置、挂车后轴中心点221的位置、以及挂车对应的当前航向角θ₂中的至少一个，计算横向偏差ε_p的过程可实现为以下A过程或B过程：

A：基于挂车的当前位姿信息中的挂车后轴中心点的当前位置、预瞄起始点位置和预瞄终止点位置，确定横向偏差。

具体地，利用预瞄起始点235、预瞄终止点236和挂车后轴中心点221的位置，按照如下公式计算横向偏差：

其中，ε_p表示横向偏差，x_e和y_e分别表示预瞄终止点位置，x₂和y₂分别表示挂车后轴中心点的当前位置，x_b和y_b分别表示预瞄起始点位置。

B：基于挂车后轴中心点的当前位置、挂车的当前位姿信息中的当前航向角和预瞄起始点位置，确定横向偏差。

具体地，利用预瞄起始点235和挂车后轴中心点221的位置、挂车对应的当前航向角θ₂，按照如下公式计算横向偏差：

ε_p＝sin(θ₂)(x_b-x₂)-cos(θ₂)(y_b-y₂)。

需要说明的是，上述根据投影点231的位置、临近点232的位置、挂车后轴中心点221的位置、以及挂车的当前位姿信息中的当前航向角θ₂中的至少一个，计算横向偏差ε_p的过程也可通过上述过程A和过程B相同的方式实现。

S120、基于当前极点位置和半挂汽车列车的误差系统模型，确定反馈增益。

其中，当前极点位置是当前时刻利用极点配置法计算倒车控制量的过程中的极点位置，其可以是预先设置的固定的极点位置，也可以是根据半挂汽车列车的当前倒车状态(可由上述三种偏差表征)进行自适应调整所得的极点位置。误差系统模型是表征半挂汽车列车倒车过程中误差状态变化率与误差状态、控制量之间的关系。反馈增益是指半挂汽车列车倒车控制闭环系统(由传感器、控制器和倒车执行装置构成的闭环)的反馈增益。

具体地，在计算倒车的控制量(半挂汽车列车为前轮转向，所以倒车控制量为前轮偏角控制量)之前，需要先根据半挂汽车列车的运动学模型确定半挂汽车列车的误差系统模型，进而基于该误差系统模型计算出反馈增益。

首先，建立图2所示的半挂汽车列车的运动学模型：

其中，

和

分别表示牵引车后轴中心点211的横纵坐标的变化率、牵引车210对应的当前航向角的变化率和挂车220对应的当前航向角的变化率，v表示当前速度，

表示当前前轮偏角，L₁、L₂和L_t分别表示牵引车210的轴距、挂车220的轴距以及牵引车210和挂车220之间的连接杆的杆长。

然后，根据上述公式(4)的运动学模型、公式(3)的横向偏差ε_p、公式(1)的第一航向偏差ε_γ和公式(2)的第二航向偏差ε_a，推导获得半挂汽车列车的误差系统模型：

其中，

和

分别表示横向偏差ε_p、第二航向偏差ε_a和第一航向偏差ε_γ的变化率，横向偏差ε_p、第二航向偏差ε_a和第一航向偏差ε_γ便是上述所说明的误差系统模型中的误差状态，A和B分别是误差系统模型的系统矩阵和控制矩阵，其表达式为：

对于上述误差系统模型，可根据公式(6)中的系统矩阵A和控制矩阵B获得误差系统的能控性矩阵。该能控性矩阵在当前速度v不为0时满秩，说明该误差系统模型能控，则一定存在线性反馈控制器，使得误差系统模型逐渐收敛。

通过上述说明，误差系统模型可以通过人工调试的方式来确定反馈增益，例如可以人工经验设定一个反馈增益，并通过测试倒车效果来检验该设定的反馈增益是否合适。如果合适则采用，如果不合适则重新设定一个反馈增益，再进行效果测试。不断重复该过程，直至确定出合适的反馈增益。但是，考虑到误差系统模型中的误差状态量包含横向偏差ε_p、第二航向偏差ε_a和第一航向偏差ε_γ共3个，人工调试的方式会耗费大量人力和时间，大大降低反馈增益的确定效率，不利于现场应用。所以，本申请实施例中采用极点配置法来确定反馈增益。

具体实施时，在获取当前极点位置并确定误差系统模型后，可以构建反馈矩阵，并利用阿克曼公式来解算该反馈矩阵，获得反馈增益。阿克曼公式的利用能够很好地平衡计算资源、控制精度和参数整定效率。

在一些实施例中，S120可以实现为步骤C～步骤D：

步骤C、基于当前极点位置，确定半挂汽车列车倒车控制闭环系统的特征方程的特征参数。

具体地，根据横向偏差ε_p、第二航向偏差ε_a和第一航向偏差ε_γ的当前极点位置p₁、p₂和p₃，构建如下的半挂汽车列车倒车控制闭环系统的特征方程：

λ³+α₂λ²+α₁λ+α₀＝0；

其中，λ为特征向量，α₀、α₁和α₂为3个特征参数，这些特征参数可由3个当前极点位置来表征：

步骤D、基于误差系统模型，确定系统矩阵和控制矩阵。

具体地，根据上述公式(6)，可以由当前速度v、牵引车的轴距L₁、挂车的轴距L₂和连接杆长L_t计算出当前的系统矩阵A和控制矩阵B。但是，考虑到连续误差系统模型无法直接应用至计算机控制中，本申请实施例中可先对误差系统模型进行离散化处理，得到离散系统矩阵和离散控制矩阵，再根据离散采样周期、当前速度v、牵引车的轴距L₁、挂车的轴距L₂和连接杆长L_t计算离散系统矩阵和离散控制矩阵。

误差系统模型的离散化方法可以是泰勒展开方法、欧拉方法等等。本申请实施例中以二阶泰勒展开为例，对离散化过程进行说明。

首先，按照设定采样周期，对误差系统模型进行离散化处理，确定离散误差系统模型。即设置设定采样周期h，然后基于平衡计算时间与离散化精度的考虑，对公式(5)进行二阶泰勒展开，获得如下公式的离散误差系统模型：

其中，k表示当前时刻，k+1表示当前时刻的下一时刻，

表示k+1时刻的误差状态，用于近似表征这三个误差状态的变化率，

表示k时刻的三个误差状态，A_d表示离散系统矩阵，B_d表示离散控制矩阵，其公式分别如下：

然后，根据牵引车的当前位姿信息确定当前速度v，同时获取设定采样周期h、牵引车的轴距L₁、挂车的轴距L₂和连接杆长L_t，并将上述参数代入公式(8)和公式(9)，那么可获得当前状态下离散误差系统模型的离散系统矩阵A_d和离散控制矩阵B_d。

步骤E、基于特征参数、系统矩阵和控制矩阵，通过阿克曼公式，确定反馈增益。

具体地，利用阿克曼公式对反馈矩阵进行解算，可以获得半挂汽车列车闭环控制系统的反馈增益计算式，如下公式(10)所示：

F(k)＝[0 0 1][B_d(k)A_d(k)B_d(k)A_d(k)²B_d(k)]^-1(A_d(k)³

+α₂A_d(k)²+α₁A_d(k)+α₀I)； (10)

将上述按照公式(7)～公式(9)所获得的特征参数(α₀、α₁和α₂)、离散系统矩阵A_d和离散控制矩阵B_d全部代入上述公式(10)，便可获得半挂汽车列车在当前状态下控制倒车的反馈增益F。

利用上述步骤C～步骤D计算反馈增益的方案，能够通过极点配置法和阿克曼公式的应用，简化反馈增益的计算流程，从而更好地平衡计算速度和控制精度。

S130、基于反馈增益、横向偏差、第一航向偏差和第二航向偏差，确定牵引车的前轮偏角控制量，以对半挂汽车列车进行倒车控制。

具体地，由上述获得的反馈增益F、横向偏差ε_p、第一航向偏差ε_γ和第二航向偏差ε_a，按照如下公式(11)计算获得牵引车的前轮偏角控制量

后续便可利用该前轮偏角控制量

对半挂汽车列车进行倒车控制。

本申请实施例提供的上述半挂汽车列车倒车控制方法，能够根据挂车的当前位姿信息和倒车参考轨迹信息，计算挂车后轴中心点与倒车参考轨迹之间的横向偏差以及挂车与倒车参考轨迹之间的第二航向偏差，继而将该横向偏差和第二航向偏差应用于控制半挂汽车列车自主倒车的前轮偏角控制量的计算，使得半挂汽车列车倒车时能够沿着倒车参考轨迹准确行驶，提高了半挂汽车列车自主倒车的准确性。并且，能够根据挂车的当前位姿信息和牵引车的当前位姿信息，计算牵引车与挂车之间的第一航向偏差，继而将该第一航向偏差应用于控制半挂汽车列车自主倒车的前轮偏角控制量的计算，使得半挂汽车列车倒车过程中能够确保牵引车和挂车之间处于稳定状态，降低折叠、甩尾等危险情况的发生概率，提高了半挂汽车列车自主倒车的稳定性。

图3示出了本申请实施例提供的另一种半挂汽车列车倒车控制方法的流程图。如图3所示，该半挂汽车列车倒车控制方法具体包括：

S310、基于牵引车的当前位姿信息中的当前航向角和挂车的当前位姿信息中的当前航向角，确定牵引车与挂车之间的当前夹角。

具体地，在半挂汽车列车倒车时，由于扰动的影响可能使半挂汽车列车发生折叠，此时，由于机械结构限制，整个车辆处于失控状态，并不适合继续执行倒车控制流程。所以，本申请在触发执行倒车控制的主要流程之前，先根据牵引车与挂车之间的角度偏差来判断半挂汽车列车是否处于折叠危险的状态。

具体实施时，根据牵引车对应的当前航向角θ₁和挂车对应的当前航向角θ₂，根据公式(1)计算第一航向偏差ε_γ，作为牵引车与挂车之间的当前夹角，该当前夹角可以表征牵引车和挂车之间的角度偏差。

S320、若基于当前夹角和预设夹角阈值确定半挂汽车列车存在倒车折叠风险，则触发倒车折叠处理。

其中，预设夹角阈值是预先设定的牵引车和挂车之间的角度偏差的上限临界值，其可以根据半挂汽车列车的机械结构来确定。

具体地，比较当前夹角和预设夹角阈值。如果当前夹角小于预设夹角阈值，说明牵引车和挂车之间不存在折叠危险，则执行330。如果当前夹角大于或等于预设夹角阈值，说明倒车时牵引车和挂车之间容易发生折叠危险(即倒车折叠风险)，此时需要对半挂汽车列车进行倒车折叠处理，例如停车。后续可执行重新倒车或者重新规划倒车参考轨迹等操作。

S330、若基于当前夹角和预设夹角阈值确定半挂汽车列车不存在倒车折叠风险，则基于挂车的当前位姿信息、牵引车的当前位姿信息和倒车参考轨迹信息，确定挂车后轴中心点与倒车参考轨迹之间的横向偏差、牵引车与挂车之间的第一航向偏差、挂车与倒车参考轨迹之间的第二航向偏差。

S340、若当前时刻为初始时刻，则基于当前位姿信息中的当前速度以及速度与极点位置之间的预设映射表，确定初始极点位置，作为当前极点位置。

其中，预设映射表是预先建立的半挂汽车列车的行驶速度与极点位置之间的对应关系，其可以经验设置。初始极点位置是指倒车起步时的极点位置，即开始倒车控制流程时的极点位置。

具体地，考虑到实际倒车工况下，往往不能保证半挂汽车列车的初始位姿满足理想情况。例如，出现如图4所示的情况，即牵引车420位于倒车参考轨迹410上，而挂车430与倒车参考轨迹410之间存在较大横向偏差。再如，出现牵引车与挂车之间存在较大的航向偏差的情况。而此时，半挂汽车列车处于起步阶段，速度变化较大。如果使用单一固定极点位置的极点配置法往往难以同时保证倒车轨迹跟踪精度与半挂汽车列车位姿调整的平顺性。如果使用多套固定极点位置的极点配置法，又需要花费大量的人力与时间。

针对以上问题，本申请提出自适应调整极点位置的方案，用以平衡跟踪精度与位姿调整的平顺性，同时提高参数整定效率。

具体实施时，对于初始时刻初次启动倒车控制的半挂汽车列车，根据牵引车的当前速度查询速度与极点位置之间的预设映射表，确定出当前速度对应的初始极点位置。该初始极点位置距离虚轴较近，可以保证半挂汽车列车起步的平顺性，又不会产生较大的倒车参考轨迹跟踪误差，能够平稳地将牵引车与挂车的位姿调整至倒车参考轨迹附近。

如果当前时刻是上述初始时刻，那么将上述确定的初始极点位置直接确定为当前极点位置。之后，执行S380。

S350、若当前时刻不为初始时刻，则确定当前时刻的前一相邻历史时刻的历史极点位置。

具体地，如果当前时刻不是上述初始时刻，那么就需要确定调整极点位置的基础，以便后续基于该基础进行极点位置的动态调整。此时，获取当前时刻最邻近的前一时刻(即前一相邻历史时刻)对应的极点位置(即历史极点位置)，并将该历史极点位置作为本次调整极点位置的基础。之后执行S360或S370。

S360、若当前时刻之前的设定时间段内的各历史横向偏差小于或等于设定误差阈值，则基于设定步长沿远离虚轴的方向调整历史极点位置，以确定当前极点位置。

其中，设定时间段是预先设置的时长，其内可包含多个时刻，每个时刻可计算一个横向偏差和一个前轮偏角控制量。历史横向偏差是指当前时刻之前的某一时刻所获得的横向偏差ε_p。设定误差阈值是指预先设定的横向偏差的临界值。设定步长是预先设定的极点位置的调整幅度。

具体地，在确定历史极点位置之后，半挂汽车列车可以继续执行倒车，在倒车过程中电子设备会监测每个时刻下的挂车与倒车参考轨迹之间的横向偏差ε_p。那么，在当前时刻，电子设备中记录有当前时刻的横向偏差及其之前任一时刻的历史横向偏差。此时，计算当前时刻之前的设定时间段内的各历史横向偏差的统计值(如最大值、均值、中值、最小值等)。例如，设定时间段设置为0.4s，其中包含10个时刻，那么计算当前时刻之前的相邻的10个时刻的共10个历史横向偏差的最大值。如果未收集够设定时间段内的各历史横向偏差，那么就利用已有的各历史横向偏差计算统计值。然后，比较该统计值与设定误差阈值。如果统计值小于或等于设定误差阈值，那么沿着远离虚轴的方向，按照设定步长调整历史极点位置，调整后的历史极点位置便为当前极点位置。

需要说明的是，按照上述过程，每次都会向远离虚轴的方向调整历史极点位置，当累积调整多次而使得某一次调整后的历史极点位置达到预先设定的最远极点位置后，如若各历史横向误差继续满足S360来调整极点位置，那么将保持该最远极点位置不变。即，在某一历史极点位置达到最远极点位置后，后续满足S360的极点位置调整将不再叠加设定步长，而是直接将最远极点位置确定为当前极点位置。这样可实现倒车过程中当前极点位置的自适应调整，平衡倒车轨迹的跟踪精度与倒车位姿调整的平顺性，提高参数整定效率。

S370、若当前时刻之前的设定时间段内的各历史横向偏差大于设定误差阈值，则将初始极点位置确定为当前极点位置。

具体地，在半挂汽车列车正常跟踪倒车参考轨迹的情况下，为了避免倒车参考轨迹不合理跳变，导致较高的反馈增益下半挂汽车列车发生折叠，在判断上述各历史横向偏差的统计值大于设定误差阈值时，将极点位置调整回最初的极点位置，即将初始极点位置确定为当前极点位置，以进一步保证倒车控制的平顺性。

S380、基于当前极点位置和半挂汽车列车的误差系统模型，确定反馈增益。

S390、基于反馈增益、横向偏差、第一航向偏差和第二航向偏差，确定牵引车的前轮偏角控制量。

S3100、基于前轮偏角的最大取值阈值，对前轮偏角控制量进行限幅处理，以校正前轮偏角控制量，以对半挂汽车列车进行倒车控制。

其中，前轮偏角的最大取值阈值

是指前轮偏角

的取值上限临界值，其根据半挂汽车列车的底盘所能达到的最大机械转角来确定。

具体地，上述过程中计算出的前轮偏角控制量可能会超过半挂汽车列车的机械转角极限，这种情况下半挂汽车列车无法顺利根据前轮偏角控制量进行倒车控制，所以需要进一步对上述过程中计算出的前轮偏角控制量进行限幅处理。

具体实施时，电子设备比较上述过程中计算出的前轮偏角控制量与前轮偏角的最大取值阈值，并按照如下公式(12)确定最终输出的前轮偏角控制量，且以该最终输出的前轮偏角控制量对半挂汽车列车进行倒车控制。

本申请实施例提供的上述半挂汽车列车倒车控制方法，通过在计算前轮偏角控制量之前先根据第一航向偏差判断半挂汽车列车是否存在倒车折叠风险，能够更加及时地处理折叠危险，且能够避免无用的倒车控制计算过程，提高倒车控制效率。通过对计算的前轮偏角控制量进行限幅处理，能够进一步确保控制量的有效性，从而进一步提高倒车控制的准确性和成功率。通过当前速度以及速度与极点位置之间的预设映射表，确定当前时刻为初始时刻时的初始极点位置，能够解决挂车与倒车参考轨迹之间存在较大横向偏差，或是牵引车与挂车之间存在较大的航向偏差时的平顺起步问题，保证半挂汽车列车起步的平顺性，又不会产生较大的倒车参考轨迹跟踪误差，从而平稳地将牵引车与挂车的位姿调整至倒车参考轨迹附近，进一步提高了倒车起步时的轨迹跟踪准确性和起步平顺性。在当前时刻不为初始时刻时，先确定当前时刻的前一相邻历史时刻的历史极点位置；再在判断当前时刻之前的设定时间段内的各历史横向偏差小于或等于设定误差阈值时，基于设定步长沿远离虚轴的方向调整历史极点位置，以确定当前极点位置，可实现倒车过程中初始极点位置的快速且连续调整，能够很大程度上提高倒车控制过程的参数整定效率，并且能够进一步确保倒车起步之后的倒车过程中半挂汽车列车的倒车位姿调整的平顺性。在当前时刻之前的设定时间段内的各历史横向偏差大于设定误差阈值时，将当前极点位置调整回初始极点位置，能够在半挂汽车列车正常跟踪倒车参考轨迹的情况下，避免倒车参考轨迹不合理跳变而导致较高的反馈增益下半挂汽车列车发生折叠的情况，更进一步提高半挂汽车列车倒车过程中的轨迹跟踪准确性和倒车稳定性。

作为一个示例，基于上述各实施例所说明的半挂汽车列车倒车控制方案，对图5所示的倒车参考轨迹500，按照倒车速度0.5m/s和0.7m/s分别进行半挂汽车列车倒车控制的仿真实现，并获得倒车参考轨迹和仿真倒车行驶轨迹之间的对比结果。

如图5所示，该倒车参考轨迹500中包括4段直道、4段直角弯道、1段圆盘弯道。其中，从倒车起点开始，倒车参考轨迹500中的第一段直角弯道510、第二段直角弯道520、圆盘弯道530和第四段直角弯道540的轨迹对比结果如图6(a)～图6(d)所示。从图6(a)～图6(d)可看出，在四种弯道倒车过程中，两种倒车速度的仿真倒车行驶轨迹(以不同类型的虚线表示)与倒车参考轨迹(以实线表示)之间的差异均较小，说明本申请的半挂汽车列车倒车控制方案能够同时保证半挂汽车列车的倒车轨迹跟踪精度和倒车稳定性。

对上述示例的仿真倒车过程中的倒车误差进行统计，可得到如下表所示的结果：

从该表中可以看出，在不同的倒车速度下，本申请提供的半挂汽车列车倒车控制方案的倒车轨迹跟踪精度的最大横向偏差不会超过11.7cm，平均误差不会超过2.13cm。

作为另一个示例，利用本申请提供的半挂汽车列车倒车控制方案对图4所示的特殊工况(牵引车420在倒车参考轨迹410上，挂车430位于倒车参考轨迹410之外)，按照倒车速度0.5m/s和0.7m/s分别进行半挂汽车列车倒车控制的仿真测试，可得到如图7所示的倒车过程中的横向误差变化结果图。从图7中可看出，0.5m/s倒车速度对应的横向误差变化曲线(以实线表示)和0.7m/s倒车速度对应的横向误差变化曲线(以虚线表示)中的横向误差变化趋势基本一致，即起步阶段(大概0-4s)横向误差稳定在0.6m左右，倒车初期(大概5s-15s)横线误差增大至0.8m～0.9m，倒车后期(大概15s-35s)横向误差又逐渐趋于稳定至0m～0.1m。

图8示出了本申请实施例提供的一种半挂汽车列车倒车控制装置的结构示意图。如图8所示，该半挂汽车列车倒车控制装置800具体包括：

偏差确定模块810，用于基于挂车的当前位姿信息、牵引车的当前位姿信息和倒车参考轨迹信息，确定挂车后轴中心点与倒车参考轨迹之间的横向偏差、牵引车与挂车之间的第一航向偏差、挂车与倒车参考轨迹之间的第二航向偏差；

反馈增益确定模块820，用于基于当前极点位置和半挂汽车列车的误差系统模型，确定反馈增益；其中，误差系统模型基于半挂汽车列车的运动学模型、横向偏差、第一航向偏差和第二航向偏差构建；

前轮偏角控制量确定模块830，用于基于反馈增益、横向偏差、第一航向偏差和第二航向偏差，确定牵引车的前轮偏角控制量，以对半挂汽车列车进行倒车控制。

本申请实施例提供的上述半挂汽车列车倒车控制装置，能够根据挂车的当前位姿信息和倒车参考轨迹信息，计算挂车后轴中心点与倒车参考轨迹之间的横向偏差以及挂车与倒车参考轨迹之间的第二航向偏差，继而将该横向偏差和第二航向偏差应用于控制半挂汽车列车自主倒车的前轮偏角控制量的计算，使得半挂汽车列车倒车时能够沿着倒车参考轨迹准确行驶，提高了半挂汽车列车自主倒车的准确性。并且，能够根据挂车的当前位姿信息和牵引车的当前位姿信息，计算牵引车与挂车之间的第一航向偏差，继而将该第一航向偏差应用于控制半挂汽车列车自主倒车的前轮偏角控制量的计算，使得半挂汽车列车倒车过程中能够确保牵引车和挂车之间处于稳定状态，降低折叠、甩尾等危险情况的发生概率，提高了半挂汽车列车自主倒车的稳定性。

在一些实施例中，半挂汽车列车倒车控制装置800还包括当前极点位置确定模块，用于：

在基于当前极点位置和半挂汽车列车的误差系统模型，确定反馈增益之前，若当前时刻为初始时刻，则基于当前位姿信息中的当前速度以及速度与极点位置之间的预设映射表，确定初始极点位置，作为当前极点位置；

若当前时刻不为初始时刻，则确定当前时刻的前一相邻历史时刻的历史极点位置；

若当前时刻之前的设定时间段内的各历史横向偏差小于或等于设定误差阈值，则基于设定步长沿远离虚轴的方向调整历史极点位置，以确定当前极点位置。

进一步地，当前极点位置确定模块还用于：

在基于当前位姿信息中的当前速度以及速度与极点位置之间的预设映射表，确定初始极点位置，作为当前极点位置之后，若当前时刻之前的设定时间段内的各历史横向偏差大于设定误差阈值，则将初始极点位置确定为当前极点位置。

在一些实施例中，偏差确定模块810具体用于：

基于挂车的当前位姿信息中的挂车后轴中心点的当前位置、预瞄起始点位置和预瞄终止点位置，确定横向偏差；

或者，基于挂车后轴中心点的当前位置、挂车的当前位姿信息中的当前航向角和预瞄起始点位置，确定横向偏差。

在一些实施例中，反馈增益确定模块820包括：

特征参数确定子模块，用于基于当前极点位置，确定半挂汽车列车倒车控制闭环系统的特征方程的特征参数；

矩阵确定子模块，用于基于误差系统模型，确定系统矩阵和控制矩阵；

反馈增益确定子模块，用于基于特征参数、系统矩阵和控制矩阵，通过阿克曼公式，确定反馈增益。

进一步地，矩阵确定子模块具体用于：

按照设定采样周期，对误差系统模型进行离散化处理，确定离散误差系统模型；

基于设定采样周期、当前位姿信息中的当前速度、牵引车的轴距、挂车的轴距和牵引车与挂车之间的连接杆长，通过离散误差系统模型，确定离散误差系统模型的离散系统矩阵和离散控制矩阵。

在一些实施例中，半挂汽车列车倒车控制装置800还包括限幅处理模块，用于：

在基于反馈增益、横向偏差、第一航向偏差和第二航向偏差，确定牵引车的前轮偏角控制量之后，基于前轮偏角的最大取值阈值，对前轮偏角控制量进行限幅处理，以校正前轮偏角控制量。

在一些实施例中，半挂汽车列车倒车控制装置800还包括倒车折叠处理模块，用于：

在基于挂车的当前位姿信息、牵引车的当前位姿信息和倒车参考轨迹信息，确定挂车后轴中心点与倒车参考轨迹之间的横向偏差、牵引车与挂车之间的第一航向偏差、挂车与倒车参考轨迹之间的第二航向偏差之前，基于牵引车的当前位姿信息中的当前航向角和挂车的当前位姿信息中的当前航向角，确定牵引车与挂车之间的当前夹角；

若基于当前夹角和预设夹角阈值确定半挂汽车列车存在倒车折叠风险，则触发倒车折叠处理。

需要说明的是，图8所示的半挂汽车列车倒车控制装置800可以执行图1至图7所示的方法实施例中的各个步骤，并且实现图1至图7所示的方法实施例中的各个过程和效果，在此不做赘述。

图9是适于用来实现根据本申请实施方式的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括但不限于半挂汽车列车中的控制器、能够与半挂汽车列车进行实时通信的外部设备。该外部设备例如可以是调度半挂汽车列车的调度系统或者无人驾驶系统的服务端所在的笔记本电脑、台式电脑或服务器等。

如图9所示，电子设备900包括中央处理单元(CPU)901，其可以根据存储在只读存储器(ROM)902中的程序或者从存储部分908加载到随机访问存储器(RAM)903中的程序而执行上述图1-3所示的实施方式中的各种处理。在RAM903中，还存储有电子设备900操作所需的各种程序和数据。CPU901、ROM902以及RAM903通过总线904彼此相连。输入/输出(I/O)接口905也连接至总线904。

可选地，以下部件连接至I/O接口905：包括键盘、鼠标等的输入部分906；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分907；包括硬盘等的存储部分908；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分909。通信部分909经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器910也根据需要连接至I/O接口905。可拆卸介质911，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器910上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分908。

特别地，根据本申请的实施方式，上文参考图1-7描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的实施方式包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在及其可读介质上的计算机程序，计算机程序包含用于执行图1-7的方法的程序代码。在这样的实施方式中，该计算机程序可以通过通信部分909从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质911被安装。

作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施方式中所说明的装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的方法。

图10示出了本申请实施例提供的一种半挂汽车列车的结构示意图。如图10所示，该半挂汽车列车1000包括：多个传感器1010、路径规划系统1020和控制器1030；

多个传感器1010，用于确定半挂汽车列车1000的当前位姿信息；

路径规划系统1020，用于确定倒车参考轨迹信息；

控制器1030，用于基于当前位姿信息和倒车参考轨迹信息，执行上述任意实施例所说明的半挂汽车列车倒车控制方法的步骤。

上述多个传感器1010至少用于获得半挂汽车列车的状态。在一些实施例中，多个传感器1010包括但不限于轮转速传感器、速度传感器、加速度传感器、方向盘转角传感器、前轮转角传感器等。在另一些实施例中，多个传感器1010还可以包括摄像头、激光雷达和毫米波雷达等，用于感知车辆周围环境。

上述控制器1030可以是软件系统、硬件系统或者软硬件结合的系统。例如，控制器1030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。

尽管图10中未示出，但是可理解的是，半挂汽车列车1000至少还包括牵引车、挂车、两者的连接杆和底层执行系统。底层执行系统至少用于接收来自控制器1030的信息，并控制半挂汽车列车的倒车行驶。底层执行系统包括但不限于底盘系统、驱动系统、转向系统和制动系统等等。

综上所述，本申请提出了一种半挂汽车列车倒车控制方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质和半挂汽车列车。通过在半挂汽车列车的倒车控制过程中，考虑挂车后轴中心点与倒车参考轨迹之间的横向偏差、牵引车与所述挂车之间的第一航向偏差以及所述挂车与所述倒车参考轨迹之间的第二航向偏差，确保半挂汽车列车沿着倒车参考轨迹精准倒车的同时确保牵引车和挂车之间的稳定性，提高了半挂汽车列车自动倒车的准确性、稳定性及成功率。

需要说明的是，附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施方式的方法、装置、设备和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，路程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，上述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施方式中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。

应当理解的是，本申请的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本申请的原理，而不构成对本申请的限制。因此，在不偏离本申请的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。此外，本申请所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (11)

1.一种半挂汽车列车倒车控制方法，其特征在于，包括：

基于挂车的当前位姿信息、牵引车的当前位姿信息和倒车参考轨迹信息，确定挂车后轴中心点与倒车参考轨迹之间的横向偏差、所述牵引车与所述挂车之间的第一航向偏差、所述挂车与所述倒车参考轨迹之间的第二航向偏差；

基于当前极点位置和半挂汽车列车的误差系统模型，确定反馈增益；其中，所述误差系统模型基于半挂汽车列车的运动学模型、所述横向偏差、所述第一航向偏差和所述第二航向偏差构建；

基于所述反馈增益、所述横向偏差、所述第一航向偏差和所述第二航向偏差，确定所述牵引车的前轮偏角控制量，以对所述半挂汽车列车进行倒车控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于当前极点位置和所述半挂汽车列车的误差系统模型，确定反馈增益之前，所述方法还包括：

若当前时刻为初始时刻，则基于所述当前位姿信息中的当前速度以及速度与极点位置之间的预设映射表，确定初始极点位置，作为所述当前极点位置；

若所述当前时刻不为所述初始时刻，则确定所述当前时刻的前一相邻历史时刻的历史极点位置；

若所述当前时刻之前的设定时间段内的各历史横向偏差小于或等于设定误差阈值，则基于设定步长沿远离虚轴的方向调整所述历史极点位置，以确定所述当前极点位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述基于所述当前位姿信息中的当前速度以及速度与极点位置之间的预设映射表，确定初始极点位置，作为所述当前极点位置之后，所述方法还包括：

若当前时刻之前的所述设定时间段内的各所述历史横向偏差大于所述设定误差阈值，则将所述初始极点位置确定为所述当前极点位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于挂车的当前位姿信息和倒车参考轨迹信息，确定挂车后轴中心点与倒车参考轨迹之间的横向偏差包括：

基于所述挂车的当前位姿信息中的所述挂车后轴中心点的当前位置、预瞄起始点位置和预瞄终止点位置，确定所述横向偏差；

或者，基于所述挂车后轴中心点的当前位置、所述挂车的当前位姿信息中的当前航向角和所述预瞄起始点位置，确定所述横向偏差。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于当前极点位置和所述半挂汽车列车的误差系统模型，确定反馈增益包括：

基于所述当前极点位置，确定半挂汽车列车倒车控制闭环系统的特征方程的特征参数；

基于所述误差系统模型，确定系统矩阵和控制矩阵；

基于所述特征参数、所述系统矩阵和所述控制矩阵，通过阿克曼公式，确定所述反馈增益。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于所述反馈增益、所述横向偏差、所述第一航向偏差和所述第二航向偏差，确定所述牵引车的前轮偏角控制量之后，所述方法还包括：

基于前轮偏角的最大取值阈值，对所述前轮偏角控制量进行限幅处理，以校正所述前轮偏角控制量。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于挂车的当前位姿信息、牵引车的当前位姿信息和倒车参考轨迹信息，确定挂车后轴中心点与倒车参考轨迹之间的横向偏差、所述牵引车与所述挂车之间的第一航向偏差、所述挂车与所述倒车参考轨迹之间的第二航向偏差之前，所述方法还包括：

基于所述牵引车的当前位姿信息中的当前航向角和所述挂车的当前位姿信息中的当前航向角，确定所述牵引车与所述挂车之间的当前夹角；

若基于所述当前夹角和预设夹角阈值确定所述半挂汽车列车存在倒车折叠风险，则触发倒车折叠处理。

8.一种半挂汽车列车倒车控制装置，其特征在于，包括：

偏差确定模块，用于基于挂车的当前位姿信息、牵引车的当前位姿信息和倒车参考轨迹信息，确定挂车后轴中心点与倒车参考轨迹之间的横向偏差、所述牵引车与所述挂车之间的第一航向偏差、所述挂车与所述倒车参考轨迹之间的第二航向偏差；

反馈增益确定模块，用于基于当前极点位置和所述半挂汽车列车的误差系统模型，确定反馈增益；其中，所述误差系统模型基于所述半挂汽车列车的运动学模型、所述横向偏差、所述第一航向偏差和所述第二航向偏差构建；

前轮偏角控制量确定模块，用于基于所述反馈增益、所述横向偏差、所述第一航向偏差和所述第二航向偏差，确定所述牵引车的前轮偏角控制量，以对所述半挂汽车列车进行倒车控制。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器和存储器；

所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行如权利要求1至7任一项所述半挂汽车列车倒车控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行如权利要求1至7任一项所述半挂汽车列车倒车控制方法的步骤。

11.一种半挂汽车列车，其特征在于，包括：多个传感器、路径规划系统和控制器；

所述多个传感器，用于确定半挂汽车列车的当前位姿信息；

所述路径规划系统，用于确定倒车参考轨迹信息；

所述控制器，用于基于所述当前位姿信息和所述倒车参考轨迹信息，执行如权利要求1至7任一项所述半挂汽车列车倒车控制方法的步骤。

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