CN114987607A - 一种车辆的转向控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆的转向控制方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：当车辆行驶的过程中转向时，对车辆采集第一行驶参数、第二行驶参数；将第一行驶参数线性映射为对车辆中后轮标定的第一标定量；将第二行驶参数非线性映射为对车辆中后轮标定的第二标定量；根据第一标定量与第二标定量计算车辆中后轮的转角；按照车辆中后轮的转角控制车辆中后轮转动。本实施例提出主动后轮转向的技术，在不改变原车辆参数的前提下提高后轮转向控制的精度，可调节质心侧偏角和横摆角速度等驾驶人员能明显感受到的横向动态指标，优化车辆横向瞬态响应，减轻驾驶员心理负担，改善驾乘人员的驾乘体验。

Description

一种车辆的转向控制方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种车辆的转向控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
车辆在行驶的过程中如果遇到突发情况，会紧急转向，后轮转向系统容易产生数值较大且震荡的质心侧偏角，同时可能因侧向力积聚较快导致后轴产生瞬间横向移动，这会使驾乘人员感到明显不适。
目前后轮转向系统提供的后轮转向控制方法包括PID(Proportion IntegralDifferential，比例积分微分)控制、神经网络控制和模型预测控制等，但这些方法的精确度较低，在车辆紧急转向等极限工况下，车辆稳定裕度小，车辆质心侧偏角的精确度较低，使得横摆角速度瞬态响应质量较差，驾乘人员的驾乘体验较差。
发明内容
本发明提供了一种车辆的转向控制方法、装置、设备及存储介质，以解决如果优化车辆在转向时的响应问题。
根据本发明的一方面，提供了一种车辆的转向控制方法，包括：
当车辆行驶的过程中转向时，对所述车辆采集第一行驶参数、第二行驶参数；
将所述第一行驶参数线性映射为对所述车辆中后轮标定的第一标定量；
将所述第二行驶参数非线性映射为对所述车辆中后轮标定的第二标定量；
根据所述第一标定量与所述第二标定量计算所述车辆中后轮的转角；
按照所述车辆中后轮的转角控制所述车辆中后轮转动。
可选地，所述当车辆行驶的过程中转向时，对所述车辆采集第一行驶参数、第二行驶参数，包括：
在车辆行驶的过程中采集所述车辆的速度、方向盘的转角与方向盘的转速；
若所述车辆的速度大于预设的第一阈值，所述方向盘的转角大于或等于预设的第二阈值，且所述方向盘的转速大于或等于预设的第三阈值，则对所述车辆采集第一行驶参数、第二行驶参数。
可选地，所述第一行驶参数包括所述车辆的速度；
所述将所述第一行驶参数线性映射为对所述车辆中后轮标定的第一标定量，包括：
加载线性映射函数，所述线性映射函数中的系数与所述车辆的物理参数相关；
将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中、映射为对所述车辆中后轮标定的第一标定量。
可选地，所述将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中，得到对所述车辆中后轮标定的第一标定量，包括：
针对所述车辆转向时的稳态响应，将对横摆的角速度添加增益设置为第一稳态目的；
响应于所述第一稳态目的，将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中，对所述车辆中后轮标定第一线性系数为第一标定量；
或者，
针对所述车辆转向时的稳态响应，将所述车辆的后轮与所述车辆的前轮反向转动、增加对横摆的角速度添加的增益设置为第二稳态目的；
响应于所述第二稳态目的，将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中，对所述车辆中后轮标定第二线性系数为第一标定量；
或者，
针对所述车辆转向时的稳态响应，将所述车辆的后轮与所述车辆的前轮同向转动、降低对横摆的角速度添加的增益设置为第三稳态目的；
响应于所述第三稳态目的，将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中，对所述车辆中后轮标定第三线性系数为第一标定量；
可选地，所述第一线性系数大于所述第三线性系数，所述第一线性系数小于所述第二线性系数。
可选地，所述第一线性系数等于1，所述第三线性系数大于0且小于1，所述第二线性系数大于1。
可选地，所述将所述第二行驶参数非线性映射为对所述车辆中后轮标定的第二标定量，包括：
加载第一车辆模型与第二车辆模型，所述第一车辆模型用于描述所述车辆转向的瞬态响应中后轮的理想转角，所述第二车辆模型用于描述所述车辆的实际状态；
将所述第二行驶参数分别输入所述第一车辆模型和/或所述第二车辆模型中，并将所述第一车辆模型减去所述第二车辆模型，得到状态差；
将所述状态差映射为对所述车辆中后轮标定的第二标定量。
可选地，所述将所述状态差映射为对所述车辆中后轮标定的第二标定量，包括：
针对所述车辆转向时的瞬态响应，将对横摆添加基准阻尼设置为第一瞬态目的；
响应于所述第一瞬态目的，将所述状态差映射为第一非线性系数，作为对所述车辆中后轮标定的第二标定量；
或者，
针对所述车辆转向时的瞬态响应，将增加对横摆添加基准阻尼设置为第二瞬态目的；
响应于所述第二瞬态目的，将所述状态差映射为第二非线性系数，作为对所述车辆中后轮标定的第二标定量；
或者，
针对所述车辆转向时的瞬态响应，将降低对横摆添加基准阻尼设置为第三瞬态目的；
响应于所述第三瞬态目的，将所述状态差映射为第三非线性系数，作为对所述车辆中后轮标定的第二标定量。
可选地，所述第一非线性系数大于所述第三非线性系数，所述第一非线性系数小于所述第二非线性系数。
可选地，所述第一非线性系数等于1，所述第三非线性系数大于0且小于1，所述第二非线性系数大于1。
可选地，所述根据所述第一标定量与所述第二标定量计算所述车辆中后轮的转角，包括：
将所述第一标定量与所述第二标定量融合为目标标定量；
获取所述车辆中前轮的转角；
将所述车辆中前轮的转角乘以所述目标标定量，得到所述车辆中后轮的转角。
可选地，所述将所述第一标定量与所述第二标定量融合为目标标定量，包括：
确定所述第一标定量与所述第二标定量符合融合条件，所述融合条件包括所述第一标定量与所述第二标定量归一化至同一标定体系中；
响应于所述融合条件，将所述第一标定量与所述第二标定量相加，得到目标标定量。
根据本发明的另一方面，提供了一种车辆的转向控制装置，包括：
参数采集模块，用于当车辆行驶的过程中转向时，对所述车辆采集第一行驶参数、第二行驶参数；
线性标定模块，用于将所述第一行驶参数线性映射为对所述车辆中后轮标定的第一标定量；
非线性标定模块，用于将所述第二行驶参数非线性映射为对所述车辆中后轮标定的第二标定量；
转角计算模块，用于根据所述第一标定量与所述第二标定量计算所述车辆中后轮的转角；
后轮转向控制模块，用于按照所述车辆中后轮的转角控制所述车辆中后轮转动。
可选地，所述参数采集模块还用于：
在车辆行驶的过程中采集所述车辆的速度、方向盘的转角与方向盘的转速；
若所述车辆的速度大于预设的第一阈值，所述方向盘的转角大于或等于预设的第二阈值，且所述方向盘的转速大于或等于预设的第三阈值，则对所述车辆采集第一行驶参数、第二行驶参数。
可选地，所述第一行驶参数包括所述车辆的速度；
所述线性标定模块还用于：
加载线性映射函数，所述线性映射函数中的系数与所述车辆的物理参数相关；
将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中、映射为对所述车辆中后轮标定的第一标定量。
可选地，所述线性标定模块还用于：
针对所述车辆转向时的稳态响应，将对横摆的角速度添加增益设置为第一稳态目的；
响应于所述第一稳态目的，将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中，对所述车辆中后轮标定第一线性系数为第一标定量；
或者，
针对所述车辆转向时的稳态响应，将所述车辆的后轮与所述车辆的前轮反向转动、增加对横摆的角速度添加的增益设置为第二稳态目的；
响应于所述第二稳态目的，将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中，对所述车辆中后轮标定第二线性系数为第一标定量；
或者，
针对所述车辆转向时的稳态响应，将所述车辆的后轮与所述车辆的前轮同向转动、降低对横摆的角速度添加的增益设置为第三稳态目的；
响应于所述第三稳态目的，将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中，对所述车辆中后轮标定第三线性系数为第一标定量；
可选地，所述第一线性系数大于所述第三线性系数，所述第一线性系数小于所述第二线性系数。
可选地，所述第一线性系数等于1，所述第三线性系数大于0且小于1，所述第二线性系数大于1。
可选地，所述非线性标定模块还用于：
加载第一车辆模型与第二车辆模型，所述第一车辆模型用于描述所述车辆转向的瞬态响应中后轮的理想转角，所述第二车辆模型用于描述所述车辆的实际状态；
将所述第二行驶参数分别输入所述第一车辆模型和/或所述第二车辆模型中，并将所述第一车辆模型减去所述第二车辆模型，得到状态差；
将所述状态差映射为对所述车辆中后轮标定的第二标定量。
可选地，所述非线性标定模块还用于：
针对所述车辆转向时的瞬态响应，将对横摆添加基准阻尼设置为第一瞬态目的；
响应于所述第一瞬态目的，将所述状态差映射为第一非线性系数，作为对所述车辆中后轮标定的第二标定量；
或者，
针对所述车辆转向时的瞬态响应，将增加对横摆添加基准阻尼设置为第二瞬态目的；
响应于所述第二瞬态目的，将所述状态差映射为第二非线性系数，作为对所述车辆中后轮标定的第二标定量；
或者，
针对所述车辆转向时的瞬态响应，将降低对横摆添加基准阻尼设置为第三瞬态目的；
响应于所述第三瞬态目的，将所述状态差映射为第三非线性系数，作为对所述车辆中后轮标定的第二标定量。
在具体实现中，所述第一非线性系数大于所述第三非线性系数，所述第一非线性系数小于所述第二非线性系数。
可选地，所述第一非线性系数等于1，所述第三非线性系数大于0且小于1，所述第二非线性系数大于1。
可选地，所述转角计算模块还用于：
将所述第一标定量与所述第二标定量融合为目标标定量；
获取所述车辆中前轮的转角；
将所述车辆中前轮的转角乘以所述目标标定量，得到所述车辆中后轮的转角。
可选地，所述转角计算模块还用于：
确定所述第一标定量与所述第二标定量符合融合条件，所述融合条件包括所述第一标定量与所述第二标定量归一化至同一标定体系中；
响应于所述融合条件，将所述第一标定量与所述第二标定量相加，得到目标标定量。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
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计算机程序，所述计算机程序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本发明任一实施例所述的车辆的转向控制方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的车辆的转向控制方法。
在本实施例中，当车辆行驶的过程中转向时，对车辆采集第一行驶参数、第二行驶参数；将第一行驶参数线性映射为对车辆中后轮标定的第一标定量；将第二行驶参数非线性映射为对车辆中后轮标定的第二标定量；根据第一标定量与第二标定量计算车辆中后轮的转角；按照车辆中后轮的转角控制车辆中后轮转动。本实施例提出主动后轮转向的技术，实时求解线性和非线性的前馈控制策略，通过标定第一行驶参数、第二行驶参数独立控制车辆稳态转向增益和瞬态响应，改变有效转向比，在不改变原车辆参数的前提下提高后轮转向控制的精度，可调节质心侧偏角和横摆角速度等驾驶人员能明显感受到的横向动态指标，优化车辆横向瞬态响应，减轻驾驶员心理负担，改善驾乘人员的驾乘体验。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例一提供的一种车辆的转向控制方法的流程图；
图2是根据本发明实施例一提供的一种车辆的架构图；
图3是根据本发明实施例一提供的一种主动后轮转向的控制架构图；
图4是根据本发明实施例二提供的一种车辆的转向控制装置的结构示意图；
图5是实现本发明实施例的车辆的转向控制方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种车辆的转向控制方法的流程图，本实施例可适用于在车辆转向时通过线性和非线性标定参数联合控制车辆稳态转向增益和瞬态响应情况，该方法可以由车辆的转向控制装置来执行，该车辆的转向控制装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该车辆的转向控制装置可配置于电子设备中。如图1所示，该方法包括：
步骤101、当车辆行驶的过程中转向时，对车辆采集第一行驶参数、第二行驶参数。
本实施例中的车辆可支持自动驾驶，所谓自动驾驶，可以指车辆本身拥有环境感知、路径规划并且自主实现车辆控制的能力，也就是用电子技术控制车辆进行的仿人驾驶。
根据对车辆操控任务的把握程度，自动驾驶车辆可以分为L0非自动化(NoAutomotion)、L1驾驶人辅助(Driver Assistance)、L2部分自动化(Partial Automation)、L3有条件自动化(Conditional Automation)、L4高自动化(High Automation)、L5全自动化(Full Automation)。
本实施例中自动驾驶的车辆，可以指满足L1-L5中任一要求的车辆，其中，系统在L1-L3起辅助功能，当到达L4、L5，车辆驾驶将交给系统。
如图2所示，车辆200可以包括驾驶控制设备201，车身总线202，ECU(ElectronicControl Unit，电子控制单元)203、ECU 204、ECU 205，传感器206、传感器207、传感器208和执行器件209、执行器件210、执行器件211。
驾驶控制设备(又称为车载大脑)201负责整个车辆200的总体智能控制。驾驶控制设备201可以是单独设置的控制器，也可以是由其他具有输入/输出端口，并具有运算控制功能的电子器件组成的设备；还可以是安装有车辆驾驶控制类应用的计算机设备。驾驶控制设备可以对从车身总线202上接收到的各个ECU发来的数据和/或各个传感器发来的数据进行分析处理，作出相应的决策，并将决策对应的指令发送到车身总线。
车身总线202可以是用于连接驾驶控制设备201，ECU 203、ECU 204、ECU 205，传感器206、传感器207、传感器208以及车辆200的其他未示出的设备的总线。由于CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)总线的高性能和可靠性已被广泛认同，因此目前机动车中常用的车身总线为CAN总线。当然，可以理解的是车身总线也可以是其他类型的总线。
车身总线202可以将驾驶控制设备201发出的指令发送给ECU 203、ECU 204、ECU205，ECU 203、ECU 204、ECU 205再将上述指令进行分析处理后发给相应的执行器件执行。
传感器206、传感器207、传感器208包括但不限于激光雷达、摄像头、卫星定位系统，等等。
应该理解，图2中的车辆、驾驶控制设备、车身总线、ECU、执行器件和传感器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的车辆、驾驶控制设备、车身总线、ECU和传感器。
此外，本实施例中的车辆具有后轮转向系统，可支持主动后轮转向技术，即，通过控制后轮与前轮反向转动或同向转动，增加车辆过度转向或不足转向，提高车辆低速行驶的灵活性及中高速行驶的操纵稳定性。
车辆在行驶的过程中，可调用传感器采集数据，这些数据可以包括车辆自身的状态，如方向盘、速度、姿态等，也可以包括外部环境的信息，如图像数据、点云数据、音频数据等。
在本实施例中，可以根据这些数据检测车辆是否转向，如方向盘的转角是否大于预设的阈值等，如果确定车辆转向，则可以对车辆采集第一行驶参数、第二行驶参数。
其中，第一行驶参数用于针对稳态响应生成第一标定量，第二行驶参数用于针对瞬态响应生成第二标定量，第一行驶参数与第二行驶参数均可以根据车辆实际行驶的情况进行设置，例如，驾驶员选择的驾驶模式、车辆的速度、车辆的前轴距、车辆的后轴距，等等，以便在相同的车辆硬件配置中提供多种不同驾驶体验，本实施例对此不加以限制。
进一步而言，本实施例可以在车辆上电启动之后，持续检测车辆在行驶的过程中是否发生转向，如果发生转向即可对转向的响应进行优化。
考虑到车辆发生紧急转向时，对转向的响应进行优化较为显著性，对驾乘人员的驾乘体验优化较为明显，因此，为降低功耗，可在车辆发生紧急转向时，对转向的响应进行优化。
在具体实现中，如图3所示，可在车辆行驶的过程中采集车辆的速度、方向盘的转角与方向盘的转速。
若车辆的速度大于预设的第一阈值，方向盘的转角大于或等于预设的第二阈值，且方向盘的转速大于或等于预设的第三阈值，表示车辆在车速较快的情况下发生大幅度的转向，可以认为是紧急转向，则可以对车辆采集第一行驶参数、第二行驶参数。
步骤102、将第一行驶参数线性映射为对车辆中后轮标定的第一标定量。
在本实施例中，如图3所示，后轮转向系统的控制包括线性控制部分与非线性控制部分，线性控制部分影响车辆动力学稳态响应，非线性部分影响车辆动力学瞬态响应。
如图3所示，针对第一行驶参数，可以通过线性的方式映射为对车辆中后轮标定的第一标定量KL，第一标定量为稳态的响应，其由车辆行驶工况下的理想稳态横摆角速度增益决定。
在本发明的一个实施例中，第一行驶参数包括车辆的速度，可以预先通过实验测试车辆行驶工况下的实际稳态横摆角速度增益，建立速度与第一标定量之间的线性关系，记为线性映射函数。
在本实施例中，可加载线性映射函数，线性映射函数的输入为车辆的速度、输出为第一标定量，而线性映射函数中的系数与车辆的物理参数(如前轴距、后轴距等)相关。
将车辆的速度代入线性映射函数中、映射为对车辆中后轮标定的第一标定量KL。
在一个示例中，针对车辆转向时的稳态响应，将对横摆的角速度添加增益设置为第一稳态目的。
响应于第一稳态目的，将车辆的速度代入线性映射函数中，对车辆中后轮标定第一线性系数K1L为第一标定量KL。
第一线性系数K1L是线性控制部分标定的基准，对应适度的理想稳态横摆角速度增益，此时线性控制部分的后轮转角为零，相当于后轮转向关闭状态。
在另一个示例中，针对车辆转向时的稳态响应，将车辆的后轮与车辆的前轮反向转动、增加对横摆的角速度添加的增益设置为第二稳态目的。
响应于第二稳态目的，将车辆的速度代入线性映射函数中，对车辆中后轮标定第二线性系数K2L为第一标定量KL。
在本示例中，第一线性系数小于第二线性系数，车辆的后轮与车辆的前轮反向转动使得车辆的灵活性增加，稳态横摆角速度增益增加。
在又一个示例中，针对车辆转向时的稳态响应，将车辆的后轮与车辆的前轮同向转动、降低对横摆的角速度添加的增益设置为第三稳态目的。
响应于第三稳态目的，将车辆的速度代入线性映射函数中，对车辆中后轮标定第三线性系数K3L为第一标定量KL。
在本示例中，第一线性系数大于第三线性系数，车辆的后轮与车辆的前轮同向转动，车辆的稳定性提升，稳态横摆角速度增益降低。
进一步而言，对第一标定量进行标准化，得到标定体系中的第一标定量，第一线性系数K1L等于1，第三线性系数K3L大于0且小于1，第二线性系数K2L大于1，表示如下：
0＜K3L＜K1L＝1＜K2L
步骤103、将第二行驶参数非线性映射为对车辆中后轮标定的第二标定量。
如图3所示，针对第二行驶参数，可以通过非线性的方式映射为对车辆中后轮标定的第二标定量KNL，第二标定量为瞬态的响应，其利用一系列实时求解非线性的车辆模型确定。
在本发明的一个实施例中，加载非线性的车辆模型，其包括第一车辆模型与第二车辆模型，第一车辆模型为实际的车辆模型，用于描述车辆转向的瞬态响应中后轮的理想转角，即，第一车辆模型可用于确定为获得理想车辆动态响应所需的后轮转角，第二车辆模型为理想的车辆模型，用于描述车辆的实际状态，可利用车辆实际的物理参数进行标定，不同的标定值可以在不同程度上抑制或者增强车辆横向力，从而改变车辆瞬态转向响应。
将第二行驶参数分别输入第一车辆模型和/或第二车辆模型中，并将第一车辆模型减去第二车辆模型，得到状态差，按照预设的非线性映射函数将状态差映射为对车辆中后轮标定的第二标定量。
在一个示例中，针对车辆转向时的瞬态响应，将对横摆添加基准阻尼设置为第一瞬态目的。
响应于第一瞬态目的，按照预设的非线性映射函数将状态差映射为第一非线性系数K1NL，作为对车辆中后轮标定的第二标定量KNL。
在本示例中，第一非线性系数K1NL可以提供适度中等的衡摆阻尼，提高快速转向瞬态舒适性，而不会改变车辆稳态转弯时的特性。
在另一个示例中，针对车辆转向时的瞬态响应，将增加对横摆添加基准阻尼设置为第二瞬态目的。
响应于第二瞬态目的，将状态差映射为第二非线性系数K2NL，作为对车辆中后轮标定的第二标定量KNL。
在本示例中，第一非线性系数K1NL小于第二非线性系数K2NL，第二非线性系数K2NL可以提供较强的横摆阻尼，减少快速转向输入时的过度转向倾向，抑制在侧向极限附近的较大且不稳定的质心侧偏角，缓解驾驶员心理恐惧感。
在又一个示例中，针对车辆转向时的瞬态响应，将降低对横摆添加基准阻尼设置为第三瞬态目的。
响应于第三瞬态目的，将状态差映射为第三非线性系数K3NL，作为对车辆中后轮标定的第二标定量KNL。
在本示例中，第一非线性系数K1NL大于第三非线性系数K3NL，第三非线性系数K3NL可以提供较弱的横摆阻尼，降低后轮的转动速率，使快速转向输入时后轴侧向力延迟产生，弱化车辆横向的猛然移动，减轻驾乘人员不适感。
进一步而言，对第二标定量进行标准化，得到标定体系中的第二标定量，第二标定量与第一标定量是一一对应的，第一非线性系数等于1，第三非线性系数大于0且小于1，第二非线性系数大于1，表示如下：
0＜K3NL＜K1NL＝1＜K2NL
在车辆的方向盘紧急转向输入时，通过对基于非线性的车辆模型的前馈控制部分的第一非线性系数K1NL和第二非线性系数K2NL进行校准，以提供抑制横摆运动所需的阻尼力，将质心侧偏角和横摆角速度的超调降至最低，提高转向精度，缩减响应时间，改善瞬态响应时驾驶员感受。
在车辆的方向盘紧急转向输入时，通过对第二非线性系数K2NL进行校准，以缩短后轴轮胎侧偏角和侧向力产生时间，减小后轴相对于前轴的响应延迟，提高驾驶整体感和精准度，改善驾驶感受。通过对第三非线性系数K3NL进行校准，使后轴轮胎侧偏角不至于因产生过快而引起车辆横向的猛然移动，减轻驾乘人员不适。
步骤104、根据第一标定量与第二标定量计算车辆中后轮的转角。
线性控制部分的第一标定量，可用于生成稳态响应中的车辆后轮的转角，属于基本的转角，非线性控制部分的第二标定量，可用于生成瞬态响应中的车辆后轮的转角，属于增量的转角，因而如图3所示，将线性控制部分的第一标定量与非线性控制部分的第二标定量结合，最终生成车辆中后轮的转角。
在本发明的一个实施例中，步骤104可以包括如下步骤：
步骤1041、将第一标定量与第二标定量融合为目标标定量。
在本实施例中，可以将第一标定量与第二标定量线性融合为一个新的标定量，记为目标标定量。
在具体实现中，确定第一标定量KL与第二标定量KNL符合融合条件，其中，融合条件包括第一标定量KL与第二标定量KNL均归一化至同一标定体系中。
那么，响应于融合条件，将第一标定量KL与第二标定量KNL相加，得到目标标定量KR。
第一标定量KL与第二标定量KNL融合为标标定量KR的过程可表示如下：
KR＝KL+KNL
进一步而言，目标标定量KR是携带符号的，该符号表示车辆中后轮转向的方向
步骤1042、获取车辆中前轮的转角。
步骤1043、将车辆中前轮的转角乘以目标标定量，得到车辆中后轮的转角。
在本实施例中，车辆中前轮的转角δF与车辆中后轮的转角δR成比例的关系，那么，可以查询当前车辆中前轮的转角δF，将车辆中前轮的转角δF乘以目标标定量KR，得到车辆中后轮的转角δR。
计算车辆中后轮的转角δR的过程表示如下：
δR＝δF×KR
步骤105、按照车辆中后轮的转角控制车辆中后轮转动。
在确定车辆中后轮的转角时，可将车辆中后轮的转角传输至后轮转向系统，作为后轮转向系统中的转向执行器的控制值，控制车辆中后轮转动。
在本实施例中，当车辆行驶的过程中转向时，对车辆采集第一行驶参数、第二行驶参数；将第一行驶参数线性映射为对车辆中后轮标定的第一标定量；将第二行驶参数非线性映射为对车辆中后轮标定的第二标定量；根据第一标定量与第二标定量计算车辆中后轮的转角；按照车辆中后轮的转角控制车辆中后轮转动。本实施例提出主动后轮转向的技术，实时求解线性和非线性的前馈控制策略，通过标定第一行驶参数、第二行驶参数独立控制车辆稳态转向增益和瞬态响应，改变有效转向比，在不改变原车辆参数的前提下提高后轮转向控制的精度，可调节质心侧偏角和横摆角速度等驾驶人员能明显感受到的横向动态指标，优化车辆横向瞬态响应，减轻驾驶员心理负担，改善驾乘人员的驾乘体验。
实施例二
图4为本发明实施例二提供的一种车辆的转向控制装置的结构示意图。如图4所示，该装置包括：
参数采集模块401，用于当车辆行驶的过程中转向时，对所述车辆采集第一行驶参数、第二行驶参数；
线性标定模块402，用于将所述第一行驶参数线性映射为对所述车辆中后轮标定的第一标定量；
非线性标定模块403，用于将所述第二行驶参数非线性映射为对所述车辆中后轮标定的第二标定量；
转角计算模块404，用于根据所述第一标定量与所述第二标定量计算所述车辆中后轮的转角；
后轮转向控制模块405，用于按照所述车辆中后轮的转角控制所述车辆中后轮转动。
在本发明的一个实施例中，所述参数采集模块401还用于：
在车辆行驶的过程中采集所述车辆的速度、方向盘的转角与方向盘的转速；
若所述车辆的速度大于预设的第一阈值，所述方向盘的转角大于或等于预设的第二阈值，且所述方向盘的转速大于或等于预设的第三阈值，则对所述车辆采集第一行驶参数、第二行驶参数。
在本发明的一个实施例中，所述第一行驶参数包括所述车辆的速度；
所述线性标定模块402还用于：
加载线性映射函数，所述线性映射函数中的系数与所述车辆的物理参数相关；
将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中、映射为对所述车辆中后轮标定的第一标定量。
在本发明的一个实施例中，所述线性标定模块402还用于：
针对所述车辆转向时的稳态响应，将对横摆的角速度添加增益设置为第一稳态目的；
响应于所述第一稳态目的，将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中，对所述车辆中后轮标定第一线性系数为第一标定量；
或者，
针对所述车辆转向时的稳态响应，将所述车辆的后轮与所述车辆的前轮反向转动、增加对横摆的角速度添加的增益设置为第二稳态目的；
响应于所述第二稳态目的，将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中，对所述车辆中后轮标定第二线性系数为第一标定量；
或者，
针对所述车辆转向时的稳态响应，将所述车辆的后轮与所述车辆的前轮同向转动、降低对横摆的角速度添加的增益设置为第三稳态目的；
响应于所述第三稳态目的，将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中，对所述车辆中后轮标定第三线性系数为第一标定量；
在具体实现中，所述第一线性系数大于所述第三线性系数，所述第一线性系数小于所述第二线性系数。
在本实施例的一个示例中，所述第一线性系数等于1，所述第三线性系数大于0且小于1，所述第二线性系数大于1。
在本发明的一个实施例中，所述非线性标定模块403还用于：
加载第一车辆模型与第二车辆模型，所述第一车辆模型用于描述所述车辆转向的瞬态响应中后轮的理想转角，所述第二车辆模型用于描述所述车辆的实际状态；
将所述第二行驶参数分别输入所述第一车辆模型和/或所述第二车辆模型中，并将所述第一车辆模型减去所述第二车辆模型，得到状态差；
将所述状态差映射为对所述车辆中后轮标定的第二标定量。
在本发明的一个实施例中，所述非线性标定模块403还用于：
针对所述车辆转向时的瞬态响应，将对横摆添加基准阻尼设置为第一瞬态目的；
响应于所述第一瞬态目的，将所述状态差映射为第一非线性系数，作为对所述车辆中后轮标定的第二标定量；
或者，
针对所述车辆转向时的瞬态响应，将增加对横摆添加基准阻尼设置为第二瞬态目的；
响应于所述第二瞬态目的，将所述状态差映射为第二非线性系数，作为对所述车辆中后轮标定的第二标定量；
或者，
针对所述车辆转向时的瞬态响应，将降低对横摆添加基准阻尼设置为第三瞬态目的；
响应于所述第三瞬态目的，将所述状态差映射为第三非线性系数，作为对所述车辆中后轮标定的第二标定量。
在具体实现中，所述第一非线性系数大于所述第三非线性系数，所述第一非线性系数小于所述第二非线性系数。
在本发明实施例的一个示例中，所述第一非线性系数等于1，所述第三非线性系数大于0且小于1，所述第二非线性系数大于1。
在本发明的一个实施例中，所述转角计算模块404还用于：
将所述第一标定量与所述第二标定量融合为目标标定量；
获取所述车辆中前轮的转角；
将所述车辆中前轮的转角乘以所述目标标定量，得到所述车辆中后轮的转角。
在本发明的一个实施例中，所述转角计算模块404还用于：
确定所述第一标定量与所述第二标定量符合融合条件，所述融合条件包括所述第一标定量与所述第二标定量归一化至同一标定体系中；
响应于所述融合条件，将所述第一标定量与所述第二标定量相加，得到目标标定量。
本发明实施例所提供的车辆的转向控制装置可执行本发明任意实施例所提供的车辆的转向控制方法，具备执行车辆的转向控制方法相应的功能模块和有益效果。
实施例三
图5示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。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(如头盔、眼镜、手表等)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/或者要求的本发明的实现。
如图5所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10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。
处理器11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。处理器11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处理器、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。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如车辆的转向控制方法。
在一些实施例中，车辆的转向控制方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的车辆的转向控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行车辆的转向控制方法。
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。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序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，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序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。
在本发明的上下文中，计算机可读存储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计算机程序。计算机可读存储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。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。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，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：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电子设备。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)、区块链网络和互联网。
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，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
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，本发明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，只要能够实现本发明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，并不构成对本发明保护范围的限制。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。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (15)

1.一种车辆的转向控制方法，其特征在于，包括：
当车辆行驶的过程中转向时，对所述车辆采集第一行驶参数、第二行驶参数；
将所述第一行驶参数线性映射为对所述车辆中后轮标定的第一标定量；
将所述第二行驶参数非线性映射为对所述车辆中后轮标定的第二标定量；
根据所述第一标定量与所述第二标定量计算所述车辆中后轮的转角；
按照所述车辆中后轮的转角控制所述车辆中后轮转动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当车辆行驶的过程中转向时，对所述车辆采集第一行驶参数、第二行驶参数，包括：
在车辆行驶的过程中采集所述车辆的速度、方向盘的转角与方向盘的转速；
若所述车辆的速度大于预设的第一阈值，所述方向盘的转角大于或等于预设的第二阈值，且所述方向盘的转速大于或等于预设的第三阈值，则对所述车辆采集第一行驶参数、第二行驶参数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一行驶参数包括所述车辆的速度；
所述将所述第一行驶参数线性映射为对所述车辆中后轮标定的第一标定量，包括：
加载线性映射函数，所述线性映射函数中的系数与所述车辆的物理参数相关；
将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中、映射为对所述车辆中后轮标定的第一标定量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中，得到对所述车辆中后轮标定的第一标定量，包括：
针对所述车辆转向时的稳态响应，将对横摆的角速度添加增益设置为第一稳态目的；
响应于所述第一稳态目的，将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中，对所述车辆中后轮标定第一线性系数为第一标定量；
或者，
针对所述车辆转向时的稳态响应，将所述车辆的后轮与所述车辆的前轮反向转动、增加对横摆的角速度添加的增益设置为第二稳态目的；
响应于所述第二稳态目的，将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中，对所述车辆中后轮标定第二线性系数为第一标定量；
或者，
针对所述车辆转向时的稳态响应，将所述车辆的后轮与所述车辆的前轮同向转动、降低对横摆的角速度添加的增益设置为第三稳态目的；
响应于所述第三稳态目的，将所述车辆的速度代入所述线性映射函数中，对所述车辆中后轮标定第三线性系数为第一标定量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一线性系数大于所述第三线性系数，所述第一线性系数小于所述第二线性系数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一线性系数等于1，所述第三线性系数大于0且小于1，所述第二线性系数大于1。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第二行驶参数非线性映射为对所述车辆中后轮标定的第二标定量，包括：
加载第一车辆模型与第二车辆模型，所述第一车辆模型用于描述所述车辆转向的瞬态响应中后轮的理想转角，所述第二车辆模型用于描述所述车辆的实际状态；
将所述第二行驶参数分别输入所述第一车辆模型和/或所述第二车辆模型中，并将所述第一车辆模型减去所述第二车辆模型，得到状态差；
将所述状态差映射为对所述车辆中后轮标定的第二标定量。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将所述状态差映射为对所述车辆中后轮标定的第二标定量，包括：
针对所述车辆转向时的瞬态响应，将对横摆添加基准阻尼设置为第一瞬态目的；
响应于所述第一瞬态目的，将所述状态差映射为第一非线性系数，作为对所述车辆中后轮标定的第二标定量；
或者，
针对所述车辆转向时的瞬态响应，将增加对横摆添加基准阻尼设置为第二瞬态目的；
响应于所述第二瞬态目的，将所述状态差映射为第二非线性系数，作为对所述车辆中后轮标定的第二标定量；
或者，
针对所述车辆转向时的瞬态响应，将降低对横摆添加基准阻尼设置为第三瞬态目的；
响应于所述第三瞬态目的，将所述状态差映射为第三非线性系数，作为对所述车辆中后轮标定的第二标定量。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一非线性系数大于所述第三非线性系数，所述第一非线性系数小于所述第二非线性系数。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一非线性系数等于1，所述第三非线性系数大于0且小于1，所述第二非线性系数大于1。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一标定量与所述第二标定量计算所述车辆中后轮的转角，包括：
将所述第一标定量与所述第二标定量融合为目标标定量；
获取所述车辆中前轮的转角；
将所述车辆中前轮的转角乘以所述目标标定量，得到所述车辆中后轮的转角。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述将所述第一标定量与所述第二标定量融合为目标标定量，包括：
确定所述第一标定量与所述第二标定量符合融合条件，所述融合条件包括所述第一标定量与所述第二标定量归一化至同一标定体系中；
响应于所述融合条件，将所述第一标定量与所述第二标定量相加，得到目标标定量。
13.一种车辆的转向控制装置，其特征在于，包括：
参数采集模块，用于当车辆行驶的过程中转向时，对所述车辆采集第一行驶参数、第二行驶参数；
线性标定模块，用于将所述第一行驶参数线性映射为对所述车辆中后轮标定的第一标定量；
非线性标定模块，用于将所述第二行驶参数非线性映射为对所述车辆中后轮标定的第二标定量；
转角计算模块，用于根据所述第一标定量与所述第二标定量计算所述车辆中后轮的转角；
后轮转向控制模块，用于按照所述车辆中后轮的转角控制所述车辆中后轮转动。
14.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
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计算机程序，所述计算机程序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1-12中任一项所述的车辆的转向控制方法。
15.一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有计算机程序，所述计算机程序用于使处理器执行时实现权利要求1-12中任一项所述的车辆的转向控制方法。
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