CN114932950A - 前馈方向盘转角的计算方法和车辆 - Google Patents

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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/021—Determination of steering angle
    • B62D15/024—Other means for determination of steering angle without directly measuring it, e.g. deriving from wheel speeds on different sides of the car

Abstract

本发明提出一种前馈方向盘转角的计算方法和车辆，计算方法包括：获取当前时刻的车道线曲率C和车道线曲率变化率dC；获取当前时刻的车速Vx，在车速‑曲率预瞄距离一维曲线g(Vx)、车速‑前馈调节因子一维曲线f(Vx)中获得当前时刻的车速对应的曲率预瞄距离gV、前馈调节因子fV；根据当前时刻的车道线曲率C、车道线曲率变化率dC和曲率预瞄距离gV计算得到预瞄曲率(C+dC*gV)；根据当前时刻的预瞄曲率、前馈调节因子、方向盘转向比StrRatio、轴距L计算得到当前时刻的前馈方向盘转角。本发明大大降低计算所需参数的数量，提高响应及时性，能够让车辆的LKA功能在弯道工况更平顺地居中行驶。

Description

前馈方向盘转角的计算方法和车辆
技术领域
本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种前馈方向盘转角的计算方法和车辆。
背景技术
车道保持辅助系统LKA为车辆的重要辅助系统，基于车辆动力学方程，其前馈方向盘转角的计算公式为：
Figure BDA0003623321290000011
其中，StrAngle是前馈方向盘转角，其中StrRatio是方向盘转向比，L是轴距，R是车道线曲率半径，m是车辆质量，lf是车辆质心到前轴的距离，lr是车辆质心到后轴的距离，Caf是前轮胎侧偏刚度，Car是后轮胎侧偏刚度，ay是横向加速度，Vx是车辆纵向速度。
但是这一计算公式中前馈控制所涉及的参数过多，且部分参数为不容易精确测量的参数，不利于LKA功能调试，也不能达到理想的LKA控制效果。
发明内容
基于以上问题，本发明提出一种前馈方向盘转角的计算方法和车辆，通过引入预瞄曲率距离、前馈调节因子，只需利用如下公式StrAngle＝StrRatio*L*(C+dC*gV)*fV即可获得前馈方向盘转角，大大降低计算所需参数的数量，提高响应及时性，能够让车辆的LKA功能在弯道工况更平顺地居中行驶；并且预瞄曲率距离、前馈调节因子只需通过车速-预瞄曲率距离一维曲线，车速-前馈调节因子的一维曲线参即可获得。
本发明提出一种前馈方向盘转角的计算方法，包括：
获取当前时刻的车道线曲率C和车道线曲率变化率dC；
获取当前时刻的车速Vx，在车速-曲率预瞄距离一维曲线g(Vx)、车速-前馈调节因子一维曲线f(Vx)中获得当前时刻的车速对应的曲率预瞄距离gV、前馈调节因子fV；
根据当前时刻的车道线曲率C、车道线曲率变化率dC和曲率预瞄距离gV计算得到预瞄曲率(C+dC*gV)；
根据当前时刻的预瞄曲率、前馈调节因子、方向盘转向比StrRatio、轴距L计算得到当前时刻的前馈方向盘转角StrAngle，前馈方向盘转角StrAngle的计算公式如下：
StrAngle＝StrRatio*L*(C+dC*gV)*fV。
此外，当前时刻的车道线曲率C通过如下方式计算：
C＝2*c2；
其中c2从前视摄像头车道线方程y＝c0+c1*x+c2*x^2+c3*x^3中获取,x为车道线各点纵向距离，y为与各点纵向距离对应的横向距离。
此外，车道线曲率变化率dC＝6*c3；
其中c3从前视摄像头车道线方程y＝c0+c1*x+c2*x^2+c3*x^3中获取。
此外，当前时刻的车道线曲率C和车道线曲率变化率dC通过以下方式获取：
获取车辆当前时刻的位置信息，根据位置信息获取当前位置对应的高精度地图信息，根据高精度地图信息获取当前位置对应车道线方程，根据车道线方程获得当前时刻的车道线曲率C和车道线曲率变化率车道线曲率变化率dC。
本发明还提出一种车辆，包括采用如上任一项所述的前馈方向盘转角的计算方法。
本发明通过引入预瞄曲率距离、前馈调节因子，只需利用如下公式StrAngle＝StrRatio*L*(C+dC*gV)*fV即可获得前馈方向盘转角，大大降低计算所需参数的数量，提高响应及时性，能够让车辆的LKA功能在弯道工况更平顺地居中行驶；并且预瞄曲率距离、前馈调节因子只需通过车速-预瞄曲率距离一维曲线，车速-前馈调节因子的一维曲线参即可获得。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的前馈方向盘转角的计算方法的流程图。
具体实施方式
以下结合具体实施方案和附图对本发明进行进一步的详细描述。其只意在详细阐述本发明的具体实施方案，并不对本发明产生任何限制，本发明的保护范围以权利要求书为准。
参照图1，本发明提出一种前馈方向盘转角的计算方法，包括：
步骤S001，获取当前时刻的车道线曲率C和车道线曲率变化率dC；
步骤S002，获取当前时刻的车速Vx，在车速-曲率预瞄距离一维曲线g(Vx)、车速-前馈调节因子一维曲线f(Vx)中获得当前时刻的车速对应的曲率预瞄距离gV、前馈调节因子fV；
步骤S003，根据当前时刻的车道线曲率C、车道线曲率变化率dC和曲率预瞄距离gV计算得到预瞄曲率(C+dC*gV)；
步骤S004，根据当前时刻的预瞄曲率、前馈调节因子、方向盘转向比StrRatio、轴距L计算得到当前时刻的前馈方向盘转角StrAngle，前馈方向盘转角StrAngle的计算公式如下：
StrAngle＝StrRatio*L*(C+dC*gV)*fV。
可选地，对前馈方向盘转角进行低通滤波得到最终前馈方向盘转角，为了得到更为平顺的前馈控制方向盘转角。
可选地，f(Vx)的横坐标和纵坐标分别是车速和前馈控制因子。(f(Vx)的标定方法：选取LKA定曲率弯道居中工况，每nKm/h如5km/h设置一个速度标定点，让标定后的前馈方向盘转角请求值尽可能接近最终LKA转角请求。
可选地，g(Vx)的横坐标和纵坐标分别是车速和曲率预瞄距离。(g(Vx)的标定方法：选取LKA进弯和出弯工况，每nKm/h如5km/h设置一个速度标定点，让标定后的车辆进弯和出弯时的居中偏移量尽可能地小。
本发明通过引入预瞄曲率距离、前馈调节因子，只需利用如下公式StrAngle＝StrRatio*L*(C+dC*gV)*fV即可获得前馈方向盘转角，大大降低计算所需参数的数量，提高响应及时性，能够让车辆的LKA功能在弯道工况更平顺地居中行驶；并且预瞄曲率距离、前馈调节因子只需通过车速-预瞄曲率距离一维曲线，车速-前馈调节因子的一维曲线参即可获得。
在其中的一个实施例中，当前时刻的车道线曲率C通过如下方式计算：
C＝2*c2；
其中c2从前视摄像头车道线方程y＝c0+c1*x+c2*x^2+c3*x^3中获取,x为车道线各点纵向距离，y为与各点纵向距离对应的横向距离。
前视摄像头车道线方程中的c0、c1、c2和c3这四个参数均可以直接从前视摄像头获取。
在其中的一个实施例中，车道线曲率变化率dC＝6*c3；
其中c3从前视摄像头车道线方程y＝c0+c1*x+c2*x^2+c3*x^3中获取。
在其中的一个实施例中，当前时刻的车道线曲率C和车道线曲率变化率dC通过以下方式获取：
获取车辆当前时刻的位置信息，根据位置信息获取当前位置对应的高精度地图信息，根据高精度地图信息获取当前位置对应车道线方程，根据车道线方程获得当前时刻的车道线曲率C和车道线曲率变化率车道线曲率变化率dC。
本发明还提出一种车辆，其特征在于，采用上述任一项所述的前馈方向盘转角的计算方法。
本发明通过引入预瞄曲率距离、前馈调节因子，只需利用如下公式StrAngle＝StrRatio*L*(C+dC*gV)*fV即可获得前馈方向盘转角，大大降低计算所需参数的数量，提高响应及时性，能够让车辆的LKA功能在弯道工况更平顺地居中行驶；并且预瞄曲率距离、前馈调节因子只需通过车速-预瞄曲率距离一维曲线，车速-前馈调节因子的一维曲线参即可获得。
以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种前馈方向盘转角的计算方法，其特征在于，包括：
获取当前时刻的车道线曲率C和车道线曲率变化率dC；
获取当前时刻的车速Vx，在车速-曲率预瞄距离一维曲线g(Vx)、车速-前馈调节因子一维曲线f(Vx)中获得当前时刻的车速对应的曲率预瞄距离gV、前馈调节因子fV；
根据当前时刻的车道线曲率C、车道线曲率变化率dC和曲率预瞄距离gV计算得到预瞄曲率(C+dC*gV)；
根据当前时刻的预瞄曲率、前馈调节因子、方向盘转向比StrRatio、轴距L计算得到当前时刻的前馈方向盘转角StrAngle，前馈方向盘转角StrAngle的计算公式如下：
StrAngle＝StrRatio*L*(C+dC*gV)*fV。
2.根据权利要求1所述的前馈方向盘转角的计算方法，其特征在于，
当前时刻的车道线曲率C通过如下方式计算：
C＝2*c2；
其中c2从前视摄像头车道线方程y＝c0+c1*x+c2*x^2+c3*x^3中获取,x为车道线各点纵向距离，y为与各点纵向距离对应的横向距离。
3.根据权利要求2所述的前馈方向盘转角的计算方法，其特征在于，
车道线曲率变化率dC＝6*c3；
其中c3从前视摄像头车道线方程y＝c0+c1*x+c2*x^2+c3*x^3中获取。
4.根据权利要求1所述的前馈方向盘转角的计算方法，其特征在于：
当前时刻的车道线曲率C和车道线曲率变化率dC通过以下方式获取：
获取车辆当前时刻的位置信息，根据位置信息获取当前位置对应的高精度地图信息，根据高精度地图信息获取当前位置对应车道线方程，根据车道线方程获得当前时刻的车道线曲率C和车道线曲率变化率车道线曲率变化率dC。
5.一种车辆，其特征在于，包括采用如权利要求1-4任一项所述的前馈方向盘转角的计算方法。
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