CN114852173A - 自动驾驶转向控制方法、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种自动驾驶转向控制方法、设备及计算机可读存储介质。所述方法包括：接收自动驾驶转向控制指令；解析所述自动驾驶转向控制指令中的转向控制参数；获取当前车辆行驶参数；获取与所述当前车辆行驶参数对应的驾驶约束参数；根据所述驾驶约束参数和所述转向控制参数，对自动驾驶转向进行控制。以此方式，可以对自动驾驶过程中的转向进行智能而准确的控制，避免仅仅依赖转向控制参数进行自动驾驶控制而导致转向动作过大从而影响驾驶舒适性，也避免转向幅度过大而容易发生侧滑或侧倾，从而使车辆的自动驾驶转向控制兼具平顺性、快速响应和控制安全性。

Description

自动驾驶转向控制方法、设备及计算机可读存储介质

技术领域

本公开涉及车辆领域，尤其涉及自动驾驶技术领域。

背景技术

随着车辆智能化和系统可靠性的提高，车辆的自动驾驶等级在不断提高。车辆自身自动驾驶程序开始逐步接替驾驶员，负责车辆行驶中的转向控制。

在实际实施过程中，由于需要对紧急转向复杂路径工况进行性能预留，车辆转向自动控制的性能往往大于常规驾驶工况下驾驶员对车辆转向的实际控制频率和修正速度。如果在所有车辆行驶工况下都对转向进行最高频率的最快速的转向动作，并不符合一般驾驶员的驾驶习惯，也使得车辆驾驶过程非常不平稳。

另外，在自动驾驶时，若车辆遇到紧急场景，自动转向控制会尽可能发挥最大性能进行转向调节，但是转向角度幅值过大，可能使车辆产生接近附着极限、发生车辆侧滑趋势或侧倾过大趋势等非稳态工况，所以如何准确有效进行自动驾驶转向控制成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本公开提供了一种自动驾驶转向控制方法、装置、设备以及存储介质。

根据本公开的第一方面，提供了一种自动驾驶转向控制方法。该方法包括：

接收自动驾驶转向控制指令；

解析所述自动驾驶转向控制指令中的转向控制参数；

获取当前车辆行驶参数；

获取与所述当前车辆行驶参数对应的驾驶约束参数；

根据所述驾驶约束参数和所述转向控制参数，对自动驾驶转向进行控制。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述获取与所述当前车辆行驶参数对应的驾驶约束参数，包括：

获取预先建立的历史车辆行驶参数与驾驶约束参数之间的对应关系；所述驾驶约束参数包括：舒适性驾驶约束参数和/或安全性驾驶约束参数；

根据所述当前车辆行驶参数与所述对应关系，获取所述对应的驾驶约束参数。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述历史车辆行驶参数与舒适性驾驶约束参数之间的对应关系通过以下步骤建立：

当驾驶员在第一目标道路上驾驶车辆时，获取每个历史时刻下的车辆行驶速度、最大方向盘转速、最大方向盘扭矩以及路径曲率；

根据所述最大方向盘转速以及所述最大方向盘扭矩，计算最大方向盘修正频率；

将所述最大方向盘修正频率和所述最大方向盘转速作为所述舒适性驾驶约束参数，建立所述车辆行驶速度和所述路径曲率，与所述舒适性驾驶约束参数之间的对应关系。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述获取每个历史时刻下的车辆行驶速度、最大方向盘转速、最大方向盘扭矩以及路径曲率，包括：

当驾驶员在第一目标道路上驾驶车辆时，获取车辆定位数据；

将所述车辆定位数据与所述第一目标道路的实际地图信息进行匹配，以计算驾驶路径偏差；

选择驾驶路径偏差小于预设路径偏差的每个历史时刻下的车辆行驶速度、最大方向盘转速、最大方向盘扭矩以及路径曲率。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述获取当前车辆行驶参数，包括：

在自动驾驶时，获取当前车辆行驶速度与当前路径曲率；

所述根据所述驾驶约束参数和所述转向控制参数，对自动驾驶转向进行控制，包括：

根据预设时长内的所述转向控制参数以及与所述当前车辆行驶速度和所述当前路径曲率对应的最大方向盘修正频率和所述最大方向盘转速，生成目标方向盘修正频率以及目标方向盘转速；

根据所述目标方向盘修正频率以及所述目标方向盘转速，对自动驾驶转向进行控制。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述历史车辆行驶参数与安全性驾驶约束参数之间的对应关系通过以下步骤建立：

当驾驶员在第二目标道路上驾驶车辆时，获取每个历史时刻下的轮胎驱动力、轮胎制动力、路面附着系数、车辆行驶速度、方向盘转角、车辆横摆角速度以及车辆侧向加速度；

根据所述轮胎驱动力、所述轮胎制动力、所述路面附着系数，计算最大方向盘转动角度；

根据所述路面附着系数、所述车辆行驶速度、所述方向盘转角以及所述车辆横摆角速度，计算侧滑风险系数；

根据所述车辆行驶速度、所述车辆横摆角速度以及所述车辆侧向加速度，计算侧倾风险系数；

将所述最大方向盘转动角度、所述侧滑风险系数和所述侧倾风险系数作为所述安全性驾驶约束参数，建立所述对应关系。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述获取当前车辆行驶参数，包括：

在自动驾驶时，获取当前轮胎驱动力、当前轮胎制动力、当前路面附着系数、当前车辆行驶速度、当前方向盘转角、当前车辆横摆角速度以及当前车辆侧向加速度；

所述根据所述驾驶约束参数和所述转向控制参数，对自动驾驶转向进行控制，包括：

根据预设时长内的所述转向控制参数以及与所述当前轮胎驱动力、所述当前轮胎制动力、所述当前路面附着系数对应的最大方向盘转动角度，生成目标方向盘转动角度；

根据所述目标方向盘转动角度，对自动驾驶转向进行控制；

或者

若所述转向控制参数为增大方向盘转动角度，则根据与所述当前路面附着系数、当前车辆行驶速度、当前方向盘转角、当前车辆横摆角速度对应的侧滑风险系数以及与所述当前车辆行驶速度、所述当前车辆横摆角速度和所述当前车辆侧向加速度对应的侧倾风险系数，判断是否能够响应所述转向控制参数，以对自动驾驶转向进行控制。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据所述当前车辆行驶参数与所述对应关系，获取所述对应的驾驶约束参数，包括：

获取当前行驶速度和当前路径曲率；

根据所述当前行驶速度和所述当前路径曲率，判断当前行驶场景；

若所述当前行驶场景为常规行驶场景，则根据所述当前车辆行驶参数与所述对应关系，获取对应的舒适性驾驶约束参数和安全性驾驶约束参数；

若所述当前行驶场景为紧急行驶场景，则根据所述当前车辆行驶参数与所述对应关系，获取对应的安全性驾驶约束参数。

根据本公开的第二方面，提供了一种自动驾驶转向控制装置。该装置包括：

接收模块，用于接收自动驾驶转向控制指令；

解析模块，用于解析所述自动驾驶转向控制指令中的转向控制参数；

第一获取模块，用于获取当前车辆行驶参数；

第二获取模块，用于获取与所述当前车辆行驶参数对应的驾驶约束参数；

控制模块，用于根据所述驾驶约束参数和所述转向控制参数，对自动驾驶转向进行控制。

根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。

根据本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本公开的第一方面和/或第二方面的方法。

本公开中，通过根据驾驶约束参数以及该转向控制参数，可对自动驾驶过程中的转向进行智能而准确的控制，避免仅仅依赖转向控制参数进行自动驾驶控制而导致转向动作过大从而影响驾驶舒适性，也避免转向幅度过大而容易发生侧滑或侧倾，从而使车辆的自动驾驶转向控制兼具平顺性、快速响应和控制安全性。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了根据本公开的实施例的一种自动驾驶转向控制方法的流程图；

图2示出了根据本公开的实施例的自动驾驶转向控制原理图；

图3示出了根据本公开的实施例的历史车辆行驶参数与舒适性驾驶约束参数之间的对应关系的建立流程图；

图4示出了根据本公开的实施例的转向修正频率计算流程图；

图5示出了根据本公开的实施例的历史车辆行驶参数与安全性驾驶约束参数之间的对应关系的建立流程图；

图6示出了根据本公开的实施例的另一种自动驾驶转向控制方法的流程图；

图7示出了能够实施本公开的实施例的示例性电子设备的方框图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

图1示出了根据本公开实施例的自动驾驶转向控制方法100的流程图。方法100适用于可自动驾驶车辆，可以包括：

步骤110，接收自动驾驶转向控制指令；自动驾驶转向控制指令可以来自车辆控制端如电脑、服务器。

步骤120，解析所述自动驾驶转向控制指令中的转向控制参数；

转向控制参数可以是方向盘转速、方向盘转动角度(通常用[角度,deg]单位来计量)。而自动驾驶阶段，当前的方向盘修正频率可由单位时间(如预设时长)内接收到自动驾驶转向控制指令(转向控制参数)的次数确定，如单位时间为1秒，而自动驾驶转向控制指令为10ms下发一次，则方向盘修正频率为100。

步骤130，获取当前车辆行驶参数；

步骤140，获取与所述当前车辆行驶参数对应的驾驶约束参数；

驾驶约束参数可以是舒适性驾驶约束参数和/或安全性驾驶约束参数。

步骤150，根据所述驾驶约束参数和所述转向控制参数，对自动驾驶转向进行控制。

解析出转向控制参数之后，可获取当前车辆行驶参数，然后自动获取与当前车辆行驶参数对应的驾驶约束参数，以便于根据驾驶约束参数以及该转向控制参数，对自动驾驶过程中的转向进行智能而准确的控制，避免仅仅依赖转向控制参数进行自动驾驶控制而导致转向动作过大从而影响驾驶舒适性，也避免转向幅度过大而容易发生侧滑或侧倾等非稳态工况发生，从而使车辆的自动驾驶转向控制兼具平顺性、快速响应和控制安全性。

在一些实施例中，所述获取与所述当前车辆行驶参数对应的驾驶约束参数，包括：

获取预先建立的历史车辆行驶参数与驾驶约束参数之间的对应关系；所述驾驶约束参数包括：舒适性驾驶约束参数和/或安全性驾驶约束参数；

根据所述当前车辆行驶参数与所述对应关系，获取所述对应的驾驶约束参数。

通过获取驾驶员人工驾驶车辆的过程中建立的历史车辆行驶参数与驾驶约束参数之间的对应关系，可将当前车辆行驶参数与对应关系中的历史车辆行驶参数进行自动匹配，从而自动确定当前车辆行驶参数下对应的驾驶约束参数，以便对自动驾驶进行约束控制。

在一些实施例中，所述历史车辆行驶参数与舒适性驾驶约束参数之间的对应关系通过以下步骤建立：

当驾驶员在第一目标道路上驾驶车辆时，获取每个历史时刻下的车辆行驶速度、最大方向盘转速、最大方向盘扭矩以及路径曲率；第一目标道路可以是任一条道路。

方向盘扭矩可由方向盘扭矩传感器测量，其取决于转向阻力的大小；路径曲率用于表征路径弯曲程度。

根据所述最大方向盘转速以及所述最大方向盘扭矩，计算最大方向盘修正频率；

人工驾驶阶段，方向盘修正频率定义为单位时间内自动驾驶系统对方向盘有效操作次数。通过一定时间窗口下的有效转向修正操作次数转化得到。有效转向修正操作次数通过监控方向盘扭矩和方向盘转速信号的变化得到。一次有效的驾驶员施加转向扭矩、方向盘转动、驾驶员释放转向扭矩，方向盘停止转动被统计为一次有效转向修正操作。

将所述最大方向盘修正频率和所述最大方向盘转速作为所述舒适性驾驶约束参数，建立所述车辆行驶速度和所述路径曲率，与所述舒适性驾驶约束参数之间的对应关系。上述车辆行驶速度、最大方向盘转速、最大方向盘扭矩以及路径曲率可以是不同驾驶员在不同道路上人工驾驶车辆时的各种历史车辆行驶参数，以便于基于不同驾驶员的操作习惯建立不同的舒适性对应关系或者综合不同驾驶员的操作习惯建立一个综合而准确的舒适性对应关系。

由于方向盘修正频率、方向盘转速与舒适性息息相关，方向盘修正频率越高、方向盘转速越大，方向盘转动就越频繁、方向盘转动也就越快，车辆驾驶时就越不平稳，乘客就越不舒服，因而，可将所述最大方向盘修正频率和所述最大方向盘转速自动作为所述舒适性驾驶约束参数，然后建立所述车辆行驶速度和所述路径曲率，与所述舒适性驾驶约束参数之间的对应关系，以便于之后利用舒适性约束对应关系，对自动驾驶过程进行约束，避免仅仅依赖转向控制参数进行自动驾驶控制而导致转向动作过大而影响驾驶舒适性。

在一些实施例中，所述获取每个历史时刻下的车辆行驶速度、最大方向盘转速、最大方向盘扭矩以及路径曲率，包括：

当驾驶员在第一目标道路上驾驶车辆时，获取车辆定位数据；

将所述车辆定位数据与所述第一目标道路的实际地图信息进行匹配，以计算驾驶路径偏差；

选择驾驶路径偏差小于预设路径偏差的每个历史时刻下的车辆行驶速度、最大方向盘转速、最大方向盘扭矩以及路径曲率。

在获取每个历史时刻下的上述参数时，可在驾驶员在第一目标道路上人工驾驶车辆时，获取车辆定位数据，然后将车辆定位数据与第一目标道路的实际地图信息进行自动匹配，以计算驾驶员驾驶过程中的驾驶路径偏差，以便于筛选出驾驶路径偏差较小情况下的历史车辆行驶参数，剔除掉驾驶路径偏差较大情况下的历史车辆行驶参数，从而确保历史车辆行驶参数的选择准确性，进而确保舒适性约束对应关系的准确性。

在一些实施例中，所述获取当前车辆行驶参数，包括：

在自动驾驶时，获取当前车辆行驶速度与当前路径曲率；

所述根据所述驾驶约束参数和所述转向控制参数，对自动驾驶转向进行控制，包括：

根据预设时长内的所述转向控制参数以及与所述当前车辆行驶速度和所述当前路径曲率对应的最大方向盘修正频率和所述最大方向盘转速，生成目标方向盘修正频率以及目标方向盘转速；

根据所述目标方向盘修正频率以及所述目标方向盘转速，对自动驾驶转向进行控制。

当前车辆行驶参数可以是以预设时长为时间间隔进行获取的(即每隔预设时长就会实时获取一下当前车辆行驶参数)，而自动驾驶转向控制指令通常是按照更短时间间隔发送的，如10毫秒就会接收到上层发送的1个转向控制参数，而预设时长可以是1秒，如此，1秒内就可能收到100个转向控制参数，这样，根据预设时长内的所述转向控制参数，以及与预设时长内测得的当前车辆行驶速度和所述当前路径曲率对应的最大方向盘修正频率和所述最大方向盘转速，即可自动生成目标方向盘修正频率以及目标方向盘转速，从而对自动驾驶转向进行控制，如此，即可利用舒适性驾驶约束参数对转向控制参数中的方向盘修正频率以及方向盘转速进行自适应调整，避免所有场景都进行最高频率最快速的转向动作，保证自动转向行为的平顺，并与驾驶员操作习惯相一致。

例如：将1秒内收到的100个方向盘转动速度与这1秒内测得的当前车辆行驶速度和所述当前路径曲率对应的最大方向盘转速进行比较，若存在大于所述最大方向盘转速的方向盘转动速度，则将这100个方向盘转动速度求平均，或者为这100个方向盘转动速度分别赋权重系数(越靠后接收到的转向控制参数的权重系数越大)，然后将这100个方向盘转动速度利用权重系数进行加权求和，从而得到新的方向盘转速以作为目标方向盘转速，和/或，

若最大方向盘修正频率小于100(由于每下发一次转向控制参数就期望对方向盘控制一次，因而，1秒内收到100个转向控制参数就相当于方向盘修正频率为100)由于最大方向盘修正频率小于100，因而新的方向盘修正频率可以为最大方向盘修正频率，然后将其目标方向盘修正频率。

在一些实施例中，所述历史车辆行驶参数与安全性驾驶约束参数之间的对应关系通过以下步骤建立：

当驾驶员在第二目标道路上驾驶车辆时，获取每个历史时刻下的轮胎驱动力、轮胎制动力、路面附着系数、车辆行驶速度、方向盘转角、车辆横摆角速度以及车辆侧向加速度(这些参数都是历史车辆行驶参数)；第二目标道路可以是任一条道路，可以是与第一目标道路相同或不同的道路。

车辆行驶速度可根据车辆的四个轮速传感器获得；路面附着系数可由轮速传感器和/或重力传感器获得，路面附着系数，是附着力与车轮法向(与路面垂直的方向)压力的比值。粗略计算中，它可以看成是轮胎和路面之间的静摩擦系数。它是由路面和轮胎决定的，这个系数越大，可利用的附着力就越大，车辆就越不容易打滑。

轮胎驱动力可根据车辆油门踏板传感器获得；

轮胎制动力可根据车辆制动踏板传感器获得；

方向盘转角可根据方向盘转角传感器获得；

车辆横摆角速度以及车辆侧向加速度可根据车辆加速度传感器获得。

横摆角速度，是指车辆绕垂直轴的偏转,该偏转的大小代表汽车的稳定程度；

侧向加速度(lateralacceleration)是指人体受到的左→右和右→左方向的加速度。其惯性力(即过载)与加速度的方向相反。

根据所述轮胎驱动力、所述轮胎制动力、所述路面附着系数，计算最大方向盘转动角度；

根据所述路面附着系数、所述车辆行驶速度、所述方向盘转角以及所述车辆横摆角速度，计算侧滑风险系数；

根据所述车辆行驶速度、所述车辆横摆角速度以及所述车辆侧向加速度，计算侧倾风险系数；

将所述最大方向盘转动角度、所述侧滑风险系数和所述侧倾风险系数作为所述安全性驾驶约束参数，建立所述对应关系。

将轮胎驱动力、所述轮胎制动力、所述路面附着系数，输入至轮胎摩擦椭圆的模型，即可判断当前允许多大的最大转向角度即最大方向盘转动角度，而将路面附着系数、所述车辆行驶速度、所述方向盘转角以及所述车辆横摆角速度，输入至预先建立的车辆侧滑模型，即可评估出侧滑风险系数，同样地，将车辆行驶速度、所述车辆横摆角速度以及所述车辆侧向加速度，输入至预先建立的车辆侧倾模型，即可评估出侧倾风险系数，然后将最大方向盘转动角度、所述侧滑风险系数和所述侧倾风险系数作为所述安全性驾驶约束参数，即可建立历史车辆行驶参数与安全性驾驶约束参数之间的安全性约束对应关系，以便于利用安全性约束对应关系对转向系统调节最大幅值进行动态限制，保证车辆运动稳定性，也避免接近附着极限、发生车辆侧滑趋势或侧倾过大趋势等非稳态工况。

车辆侧倾模型和车辆侧滑模型是预先建立的，用于评估车辆侧倾系数和车辆侧滑系数，车辆侧倾系数用于衡量车辆侧倾风险，该车辆侧倾系数越大车辆侧倾风险就越大，而车辆侧滑系数用于衡量车辆侧滑风险，该车辆侧滑系数越大车辆侧滑风险就越大，因而，这两个系数可用于指示车辆方向盘角度是否能够继续增大。

在一些实施例中，所述获取当前车辆行驶参数，包括：

在自动驾驶时，获取当前轮胎驱动力、当前轮胎制动力、当前路面附着系数、当前车辆行驶速度、当前方向盘转角、当前车辆横摆角速度以及当前车辆侧向加速度；

所述根据所述驾驶约束参数和所述转向控制参数，对自动驾驶转向进行控制，包括：

根据预设时长内的所述转向控制参数以及与所述当前轮胎驱动力、所述当前轮胎制动力、所述当前路面附着系数对应的最大方向盘转动角度，生成目标方向盘转动角度；

根据所述目标方向盘转动角度，对自动驾驶转向进行控制；

或者

若所述转向控制参数为增大方向盘转动角度，则根据与所述当前路面附着系数、当前车辆行驶速度、当前方向盘转角、当前车辆横摆角速度对应的侧滑风险系数以及与所述当前车辆行驶速度、所述当前车辆横摆角速度和所述当前车辆侧向加速度对应的侧倾风险系数，判断是否能够响应所述转向控制参数，以对自动驾驶转向进行控制。

当前车辆行驶参数可以是以预设时长作为时间间隔进行获取(即每隔预设时长就会实时获取一下当前车辆行驶参数)，而自动驾驶转向控制指令是按照更短时间间隔发送的，如10毫秒就会接收到1个转向控制参数，而预设时长可以是1秒，如此，1秒内就可能收到100个转向控制参数，这样，根据预设时长内的所述转向控制参数，以及与该预设时长内测得的当前轮胎驱动力、所述当前轮胎制动力、所述当前路面附着系数对应的最大方向盘转动角度，即可自动生成目标方向盘转动角度(如将1秒内收到的100个方向盘转动角度与最大方向盘转动角度进行对比，若100个方向盘转动角度中存在超过最大方向盘转动角度的方向盘转动角度，则目标方向盘转动角度为最大方向盘转动角度，若100个方向盘转动角度中均不超过最大方向盘转动角度，则可将100个方向盘转动角度进行求取平均或者加权求和，以作为目标方向盘转动角度)，从而对车辆转向系统调节最大转向角度进行动态限制，保证车辆运动稳定性，避免接近附着极限、发生车辆侧滑趋势或侧倾过大趋势等非稳态工况。

或者

若所述转向控制参数为增大方向盘转动角度，则根据安全性对应关系确定出与当前车辆行驶参数对应的侧滑风险系数以及对应的侧倾风险系数之后，可根据侧滑风险系数以及侧倾风险系数确定车辆是否具有侧滑和/或侧倾风险，若无，则不响应转向控制参数，拒绝继续增大方向盘转动角度，使得方向盘继续保持该转向控制参数之前最近接收到的方向盘转动角度并等待下一个转向控制参数，以对自动驾驶转向进行安全控制，从而对车辆转向系统调节最大转向角度进行动态限制，保证车辆运动稳定性，避免接近附着极限、发生车辆侧滑趋势或侧倾过大趋势等非稳态工况。

侧滑风险系数大于预设侧滑风险值，说明有侧滑风险；同样地，侧倾风险系数大于预设侧倾风险值，说明有侧倾风险。

在一些实施例中，所述根据所述当前车辆行驶参数与所述对应关系，获取所述对应的驾驶约束参数，包括：

获取当前行驶速度和当前路径曲率；

根据所述当前行驶速度和所述当前路径曲率，判断当前行驶场景；

若所述当前行驶场景为常规行驶场景，则根据所述当前车辆行驶参数与所述对应关系，获取对应的舒适性驾驶约束参数和安全性驾驶约束参数；

若所述当前行驶场景为紧急行驶场景，则根据所述当前车辆行驶参数与所述对应关系，获取对应的安全性驾驶约束参数。

根据当前行驶速度和所述当前路径曲率，可自动判断当前行驶场景，若当前行驶速度低于第一预设速度以及当前路径曲率小于第一预设曲率，则说明路况良好弯度不大且速度不高，因而，可判定当前行驶场景为常规行驶场景，进而可根据所述当前车辆行驶参数与所述对应关系，自动获取对应的舒适性驾驶约束参数和安全性驾驶约束参数，然后依次使用舒适性驾驶约束参数以及安全性驾驶约束参数对车辆进行舒适性以及安全控制，从而在自动驾驶时，能够实时约束自动转向的方向盘修正频率、方向盘转速，使自动转向行为更加符合不同驾驶员不同工况下的驾驶习惯；或者

若当前行驶速度高于第二预设速度以及当前路径曲率小于第二预设曲率，则说明路况弯度较大路况不良且速度高，因而，可判定当前行驶场景为紧急行驶场景，进而可根据所述当前车辆行驶参数与所述对应关系，自动获取对应的安全性驾驶约束参数，以对方向盘转动角度进行限制，避免车辆接近附着极限、发生侧滑趋势和侧倾过大趋势等非稳态工况发生，如此使车辆的自动驾驶转向控制兼具平顺性、快速响应和控制安全性。

图2示出了根据本公开的实施例的自动驾驶转向控制原理图。如图2所示，转向控制模块1将自动驾驶上层控制模块8发送的原始方向盘转角控制指令，经过舒适约束边界11和安全约束边界12限制后，转化为约束后实际转角控制指令，进而通过电机驱动程序13转化为电机控制信号，控制转向执行电机9转动，进行自动驾驶转向控制。

舒适约束边界11包括转向修正频度约束112(驾驶员在第一目标道路上驾驶车辆时，获取的车辆行驶速度和所述路径曲率，与计算出的最大方向盘修正频率之间的对应关系)和转向调节速度约束113(驾驶员在第一目标道路上驾驶车辆时，获取的车辆行驶速度和所述路径曲率，与测得的最大方向盘转速之间的对应关系)，此两个约束根据车速和路径曲率对原始方向盘转角控制指令的控制频率和变化率进行限制，保证自动转向行为平顺性。自适应更新程序111，接收来自车辆轮速传感器4、方向盘转角传感器5、方向盘扭矩传感器6、车载GPS定位和车载高精地图7的信号，对约束112和约束113进行实时自适应调整，使自动转向行为与驾驶员不同工况的实际操作习惯相符合。

安全约束边界12包括附着约束121(驾驶员在第二目标道路上驾驶车辆时，测得的轮胎驱动力、所述轮胎制动力、所述路面附着系数，与最大方向盘转动角度之间的对应关系)、侧滑约束122(驾驶员在第二目标道路上驾驶车辆时，测得的路面附着系数、所述车辆行驶速度、所述方向盘转角以及所述车辆横摆角速度，与计算出的侧滑风险系数之间的对应关系)和侧倾约束123(驾驶员在第二目标道路上驾驶车辆时，测得的车辆行驶速度、所述车辆横摆角速度以及所述车辆侧向加速度，与计算出的侧倾风险系数之间的对应关系)，此三个边界根据车辆的设计参数建立判定模型，并接收车辆加速度传感器2、油门踏板和制动踏板传感器3、轮速传感器4、以及方向盘转角传感器5，对车辆当前运动状态的转角指令进行安全判断，进而对方向盘转角控制指令的控制幅值进行限制。

电机驱动13负责接收经过舒适约束边界11和安全约束边界12限制后的实际转角控制指令，并转化为电机控制信号，对转向执行器电机9进行角度控制。

图3示出了根据本公开的实施例的历史车辆行驶参数与舒适性驾驶约束参数之间的对应关系的建立流程图。如图3所示，步骤S21为信号获取步骤，获取车辆的轮速传感器、方向盘转角传感器、方向盘扭矩传感器、高精地图信息、车载GPS定位。步骤S22为输入计算步骤，根据S21中的信号计算得到车辆的行驶速度、方向盘转角、方向盘扭矩、路径曲率、路径偏差数据。步骤S23为方向盘修正频率计算步骤，详细流程在图3中叙述。步骤S24为数据可用性判断步骤，根据车辆行驶轨迹路径偏差是否超出阈值(可标定)来判断S22中计算得到的数据是否可以用来建立或更新约束区间的边界。S25为约束边界生成步骤，生成转向修正频率约束区间(转向修正频率vs[车辆行驶速度,路径曲率])和转向调节速度约束区间(转向调节速度vs[车辆行驶速度,路径曲率])。

其中，自动转向调节速度定义为自动驾驶系统控制下的方向盘转动速度，通常用[角度/秒，deg/s]单位来计量。

另外，本公开的舒适约束边界主要对转向修正频率和转向调节速度限值进行自适应调整，避免自动驾驶过程中所有场景都进行最高频率最快速的转向动作，保证自动转向行为的平顺，并与驾驶员操作习惯相一致。该约束边界根据实际驾驶员转向操作习惯统计数据自动生成并实时更新。

舒适约束边界的建立和更新主要包括下列步骤：

确认车辆自动驾驶功能未被激活，车辆处于驾驶员驾驶状态；

获取车辆运动信息，包括GPS定位车辆运动轨迹、车速；

获取高精地图道路信息，包括当前车辆行驶道路的位置坐标和道路曲率；

将车辆运动轨迹与地图信息相对比，确认车辆按照公共道路行驶而非处于非正常使用工况；

获取驾驶员对车辆的操作信息，包括方向盘扭矩、方向盘转角、方向盘转速；

根据方向盘扭矩和方向盘转速信息统计驾驶员在给定时间内对方向盘的有效操作数量，计算出方向盘修正频率。一次有效的驾驶员施加转向扭矩、方向盘转动、驾驶员释放转向扭矩，方向盘停止转动被统计为一次有效转向修正操作。

根据车速、道路曲率和转向修正频率数据，建立或更新转向修正频率舒适约束边界。该边界为车速(X)、道路曲率(Y)和最大容许转向修正频率(Z)(即最大方向盘修正频率)组成的实时更新的三维数据空间。

根据车速、道路曲率和数据，建立或更新转向修正速度舒适约束边界。该边界为车速(X)、道路曲率(Y)和最大容许方向盘转速(Z)(即最大方向盘转速)组成的实时更新的三维数据空间。

图4示出了根据本公开的实施例的转向修正频率计算流程图。如图4所示，步骤S31为转向操作计数窗口开启的判定环节，需要根据方向盘扭矩和方向盘转速确认当前并非转向操作过程中(方向盘扭矩绝对值<门限值，且方向盘速度绝对值<门限值)，并且GPS定位信息确定为可用的特征路段，则开启转向操作计数窗口(开始计时器和转向操作计数器)。步骤S32为转向操作计数窗口内流程，驾驶员开始操作方向盘(方向盘扭矩绝对值>＝门限值)且方向盘开始转动(方向盘速度绝对值>＝门限值)时，视为一次有效的操作，转向操作计数器增加1。在驾驶员停止操作方向盘(方向盘扭矩绝对值<门限值)且方向盘停止转动(方向盘速度绝对值<门限值)后，如果驾驶员再次开始操作方向盘且方向盘开始转动，在视为第二次有效的操作，转向操作计数器再次增加1，依此类推。步骤S33为转向操作频率计算，根据S32中的转向操作计数值和S32窗口计时器的时间长度，计算出转向系统操作的频率。

图5示出了根据本公开的实施例的历史车辆行驶参数与安全性驾驶约束参数之间的对应关系的建立流程图。如图5所示，步骤S41为信号获取步骤，获取车辆的油门制动传感器、轮速传感器、方向盘转角传感器、车辆加速度传感器信号。步骤S42为输入计算步骤，根据S41中的信号得到车辆的车轮驱动/制动力、路面估算附着系数、车辆行驶速度、方向盘转角、车辆横摆角速度、车辆侧向加速度。步骤S43为附着、侧滑、侧倾过大趋势判断步骤。根据程序内建的车辆附着、侧滑、侧倾模型，判断当前车辆行驶转向状态安全性。步骤S44为约束自动转向指令幅值的步骤，根据S43的判定结果，判定最大允许转角指令幅值以及转角幅值是否允许增加。

安全约束边界根据车辆的设计参数和运动状态自动生成并实时更新，该约束边界对转向系统调节最大幅值(即最大方向盘转动角度)进行动态限制，保证车辆运动稳定性，避免接近附着极限、发生车辆侧滑趋势或侧倾过大趋势等非稳态工况。在遇到紧急场景时，自动转向控制允许突破舒适约束边界，从而提升转向响应性能，但是仍需受到安全约束边界的限制。

安全约束边界主要包含下列内容：

建立附着安全边界，具体为基于车辆轮胎的附着特性建立驱动/制动力与转向力耦合的附着椭圆。在车辆自动驾驶时，根据车辆油门/制动踏板操作状态，对最大允许方向盘转角进行约束。

建立侧滑安全边界，具体为使用车辆的轮胎侧偏刚度、轴距、质心位置、路面附着系数、车辆行驶速度、车辆方向盘转角，车辆横摆角速度信息。根据简化车辆侧倾预测模型识别车辆的侧滑过大趋势。若存在侧滑预警，则限制方向盘转角进一步增加。

建立侧倾安全边界，具体为使用车辆的轮距、整车质量、质心高度、悬架侧倾刚度、车辆侧向加速度、横摆角速度和车速等信息，根据简化车辆侧倾预测模型识别车辆的侧倾过大趋势。若存在侧倾预警，则限制方向盘转角进一步增加。

图6示出了根据本公开的实施例的另一种自动驾驶转向控制方法的流程图。如图6所示，步骤S51为场景判断，在接到上层自动驾驶功能原始的转向控制指令后，转向控制模块会首先根据当前地图和环境信息判断是否为常规场景或紧急场景。只有在常规场景下，才会使用舒适约束边界对转向控制指令进行限制。步骤S52中，原始转向控制指令会经过舒适约束边界的修正频率约束和调节速度约束。步骤S53中，上游转向控制指令会进一步经过安全约束边界的转向调节幅值约束，调整后的方向盘转角控制指令会输入给下游电机转角控制。

采用上述技术方案，具有如下收益效果：

本公开利用目前自动驾驶技术普遍使用的车辆总线信号、GPS定位技术和高精地图数据，建立了一套自动驾驶转向控制的自适应约束边界系统。可以为车辆自动驾驶上层转向控制程序的转角控制指令进行边界约束，提供舒适约束边界和安全约束边界，实时约束自动转向的修正频率、调节速度，使自动转向行为更加符合不同驾驶员不同工况下的驾驶习惯，同时对转向调节幅值进行限制，避免车辆接近附着极限、发生侧滑趋势和侧倾过大趋势等非稳态工况发生，使车辆的自动驾驶转向控制兼具平顺性、快速响应和控制安全性。

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，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，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公开所必须的。

以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。

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，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备和存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质。

图7示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备700的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

设备700包括计算单元701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的计算机程序或者从存储单元708加载到随机访问存储器(RAM)703中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 703中，还可存储设备700操作所需的各种程序和数据。计算单元701、ROM 702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。

设备700中的多个部件连接至I/O接口705，包括：输入单元706，例如键盘、鼠标等；输出单元707，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元708，例如磁盘、光盘等；以及通信单元709，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元709允许设备700通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元701可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元701的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元701执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法100。例如，在一些实施例中，方法100可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元708。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 702和/或通信单元709而被载入和/或安装到设备700上。当计算机程序加载到RAM703并由计算单元701执行时，可以执行上文描述的方法100的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元701可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法100。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动驾驶转向控制方法，其特征在于，包括：

接收自动驾驶转向控制指令；

解析所述自动驾驶转向控制指令中的转向控制参数；

获取当前车辆行驶参数；

获取与所述当前车辆行驶参数对应的驾驶约束参数；

根据所述驾驶约束参数和所述转向控制参数，对自动驾驶转向进行控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取与所述当前车辆行驶参数对应的驾驶约束参数，包括：

获取预先建立的历史车辆行驶参数与驾驶约束参数之间的对应关系；所述驾驶约束参数包括：舒适性驾驶约束参数和/或安全性驾驶约束参数；

根据所述当前车辆行驶参数与所述对应关系，获取所述对应的驾驶约束参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述历史车辆行驶参数与舒适性驾驶约束参数之间的对应关系通过以下步骤建立：

当驾驶员在第一目标道路上驾驶车辆时，获取每个历史时刻下的车辆行驶速度、最大方向盘转速、最大方向盘扭矩以及路径曲率；

根据所述最大方向盘转速以及所述最大方向盘扭矩，计算最大方向盘修正频率；

将所述最大方向盘修正频率和所述最大方向盘转速作为所述舒适性驾驶约束参数，建立所述车辆行驶速度和所述路径曲率，与所述舒适性驾驶约束参数之间的对应关系。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取每个历史时刻下的车辆行驶速度、最大方向盘转速、最大方向盘扭矩以及路径曲率，包括：

当驾驶员在第一目标道路上驾驶车辆时，获取车辆定位数据；

将所述车辆定位数据与所述第一目标道路的实际地图信息进行匹配，以计算驾驶路径偏差；

选择驾驶路径偏差小于预设路径偏差的每个历史时刻下的车辆行驶速度、最大方向盘转速、最大方向盘扭矩以及路径曲率。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述获取当前车辆行驶参数，包括：

在自动驾驶时，获取当前车辆行驶速度与当前路径曲率；

所述根据所述驾驶约束参数和所述转向控制参数，对自动驾驶转向进行控制，包括：

根据预设时长内的所述转向控制参数以及与所述当前车辆行驶速度和所述当前路径曲率对应的最大方向盘修正频率和所述最大方向盘转速，生成目标方向盘修正频率以及目标方向盘转速；

根据所述目标方向盘修正频率以及所述目标方向盘转速，对自动驾驶转向进行控制。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述历史车辆行驶参数与安全性驾驶约束参数之间的对应关系通过以下步骤建立：

当驾驶员在第二目标道路上驾驶车辆时，获取每个历史时刻下的轮胎驱动力、轮胎制动力、路面附着系数、车辆行驶速度、方向盘转角、车辆横摆角速度以及车辆侧向加速度；

根据所述轮胎驱动力、所述轮胎制动力、所述路面附着系数，计算最大方向盘转动角度；

根据所述路面附着系数、所述车辆行驶速度、所述方向盘转角以及所述车辆横摆角速度，计算侧滑风险系数；

根据所述车辆行驶速度、所述车辆横摆角速度以及所述车辆侧向加速度，计算侧倾风险系数；

将所述最大方向盘转动角度、所述侧滑风险系数和所述侧倾风险系数作为所述安全性驾驶约束参数，建立所述对应关系。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述获取当前车辆行驶参数，包括：

在自动驾驶时，获取当前轮胎驱动力、当前轮胎制动力、当前路面附着系数、当前车辆行驶速度、当前方向盘转角、当前车辆横摆角速度以及当前车辆侧向加速度；

所述根据所述驾驶约束参数和所述转向控制参数，对自动驾驶转向进行控制，包括：

根据预设时长内的所述转向控制参数以及与所述当前轮胎驱动力、所述当前轮胎制动力、所述当前路面附着系数对应的最大方向盘转动角度，生成目标方向盘转动角度；

根据所述目标方向盘转动角度，对自动驾驶转向进行控制；

或者

若所述转向控制参数为增大方向盘转动角度，则根据与所述当前路面附着系数、当前车辆行驶速度、当前方向盘转角、当前车辆横摆角速度对应的侧滑风险系数以及与所述当前车辆行驶速度、所述当前车辆横摆角速度和所述当前车辆侧向加速度对应的侧倾风险系数，判断是否能够响应所述转向控制参数，以对自动驾驶转向进行控制。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的方法，其特征在于，

所述根据所述当前车辆行驶参数与所述对应关系，获取所述对应的驾驶约束参数，包括：

获取当前行驶速度和当前路径曲率；

根据所述当前行驶速度和所述当前路径曲率，判断当前行驶场景；

若所述当前行驶场景为常规行驶场景，则根据所述当前车辆行驶参数与所述对应关系，获取对应的舒适性驾驶约束参数和安全性驾驶约束参数；

若所述当前行驶场景为紧急行驶场景，则根据所述当前车辆行驶参数与所述对应关系，获取对应的安全性驾驶约束参数。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-8中任一项所述的方法。

10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-8中任一项所述的方法。

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