CN115123194A - 车辆控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

车辆控制方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车辆控制方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：根据车辆的行驶速度、车辆参数和预设参数矩阵确定与车辆对应的目标参数矩阵；根据目标参数矩阵和线性二次型调节器确定车辆的前轮转向角；在车辆行驶过程中，根据前轮转向角对车辆进行横向控制。本发明通过目标参数矩阵和线性二次型调节器确定的前轮转向角对车辆进行横向控制，解决了现有技术中的控制算法无法同时满足高速场景和低速场景下对车辆控制的技术问题，在缩短软件开发周期的同时降低了开发成本。

Description

车辆控制方法、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，尤其涉及一种车辆控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
目前，在车辆行驶过程中对车辆进行横向控制，高速场景一般使用线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator，LQR)控制算法，低速场景采用PID控制算法，在同一个控制模块内需针对不同场景采用不同的控制算法，对软件开发和软件标定工作的要求较高，导致软件开发周期增大，人员和研发成本的投入也会增大。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供了一种车辆控制方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术中的控制算法无法同时满足高速场景和低速场景下对车辆进行控制的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种车辆控制方法，所述方法包括以下步骤：
根据车辆的行驶速度、车辆参数和预设参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵；
根据所述目标参数矩阵和线性二次型调节器确定所述车辆的前轮转向角；
在所述车辆行驶过程中，根据所述前轮转向角对所述车辆进行横向控制。
可选地，所述根据车辆的行驶速度、车辆参数和预设参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵，包括：
在车辆的预设参考点为车辆重心时，根据车辆参数确定所述车辆的轴距和前轴重心距离；
根据所述车辆的行驶速度和横摆角确定所述车辆的纵向速度；
根据所述轴距、所述前轴重心距离、所述纵向速度和预设重心参考参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵。
可选地，所述根据车辆的行驶速度、车辆参数和预设参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵，包括：
在车辆的预设参考点为后轴中心时，根据车辆参数确定所述车辆的轴距；
根据所述车辆的行驶速度和横摆角确定所述车辆的纵向速度；
根据所述轴距、所述纵向速度和预设轴心参考参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵。
可选地，所述根据所述目标参数矩阵和线性二次型调节器确定所述车辆的前轮转向角，包括：
获取与线性二次型调节器对应的预设参数矩阵，并根据所述车辆的当前行驶曲线和参考曲线确定误差矩阵；
将所述预设参数矩阵、所述误差矩阵和所述目标参数矩阵输入所述线性二次型调节器，获得所述线性二次型调节器输出的前轮转向角。
可选地，所述根据车辆的行驶速度、车辆参数和预设参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵之前，还包括：
根据车辆的行驶速度、横摆角和与所述车辆对应的参考曲线上的参考点横摆角确定距离误差微分方程；
根据所述横摆角和所述参考点横摆角确定横摆角误差微分方程；
根据所述距离误差微分方程和所述横摆角误差微分方程确定所述车辆的运动学微分方程，并根据所述运动学微分方程确定预设参数矩阵。
可选地，所述根据车辆的行驶速度、横摆角和与所述车辆对应的参考曲线上的参考点横摆角确定距离误差微分方程，包括：
根据所述车辆的行驶速度和横摆角确定所述车辆的纵向速度；
根据所述车辆的纵向速度、所述横摆角和与所述车辆对应的参考曲线上的参考点横摆角确定距离误差微分方程；
其中，距离误差微分方程为：
Figure BDA0003791086030000021
式中，e1为距离误差；vx为纵向速度；ψ为横摆角；ψdef为参考点横摆角。
可选地，所述根据所述距离误差微分方程和所述横摆角误差微分方程确定所述车辆的运动学微分方程，并根据所述运动学微分方程确定预设参数矩阵，包括：
根据所述距离误差微分方程和所述横摆角误差微分方程建立所述车辆的运动学微分方程；
根据所述微分方程确定与线性二次型调节器对应的标准公式，并根据所述标准公式确定预设参数矩阵。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种车辆控制装置，所述装置包括：
第一确定模块，用于根据车辆的行驶速度、车辆参数和预设参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵；
第二确定模块，用于根据所述目标参数矩阵和线性二次型调节器确定所述车辆的前轮转向角；
控制模块，用于在所述车辆行驶过程中，根据所述前轮转向角对所述车辆进行横向控制。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种车辆控制设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车辆控制程序，所述车辆控制程序配置为实现如上文所述的车辆控制方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有车辆控制程序，所述车辆控制程序被处理器执行时实现如上文所述的车辆控制方法的步骤。
本发明根据车辆的行驶速度、车辆参数和预设参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵；根据所述目标参数矩阵和线性二次型调节器确定所述车辆的前轮转向角；在所述车辆行驶过程中，根据所述前轮转向角对所述车辆进行横向控制。本发明通过目标参数矩阵和线性二次型调节器确定的前轮转向角对车辆进行横向控制，解决了现有技术中的控制算法无法同时满足高速场景和低速场景下对车辆控制的技术问题，在缩短软件开发周期的同时降低了开发成本。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的车辆控制设备的结构示意图；
图2为本发明车辆控制方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明车辆控制方法一实施例的车辆前进方向运动学模型示意图；
图4为本发明车辆控制方法一实施例的车辆后退方向运动学模型示意图；
图5为本发明车辆控制方法第二实施例的流程示意图；
图6为本发明车辆控制方法一实施例中的LQR运动学控制流程示意图；
图7为本发明车辆控制方法第三实施例的流程示意图；
图8为本发明车辆控制装置第一实施例的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的车辆控制设备结构示意图。
如图1所示，该车辆控制设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(Wireless-Fidelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对车辆控制设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及车辆控制程序。
在图1所示的车辆控制设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明车辆控制设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在车辆控制设备中，所述车辆控制设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的车辆控制程序，并执行本发明实施例提供的车辆控制方法。
本发明实施例提供了一种车辆控制方法，参照图2，图2为本发明车辆控制方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述车辆控制方法包括以下步骤：
步骤S10：根据车辆的行驶速度、车辆参数和预设参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵。
需要说明的是，本实施例的执行主体可以是一种具有数据处理、网络通信以及程序运行功能的计算服务设备，例如车载电脑、整车控制器、平板电脑、个人电脑、手机等，或者是一种能够实现上述功能的电子设备、车辆控制设备等。以下以整车控制器为例，对本实施例及下述各实施例进行说明。
可以理解的是，车辆的行驶速度为矢量；车辆参数可以是整车的配置参数，车辆参数包括轮距、轴距、质量等参数；预设参数矩阵可以是预先设定的用于调节前轮转向角的矩阵；预设参数矩阵中设置有未知元素，预设参数矩阵中的未知元素与车辆的参考点有关，即不同的参考点对应的未知元素存在差别，相应的，不同参考点对应的预设参数矩阵也存在差别；根据车辆的行驶速度、车辆参数可确定预设参数矩阵中的未知元素，获得与车辆对应的目标参数矩阵。
在具体实现中，不同车辆的参考点可能不同，若预设参数矩阵只有一个，则整车控制器获取车辆的行驶速度，轴距、轮距等车辆参数，根据行驶速度和车辆参数确定该预设参数矩阵中的未知元素，获得与车辆对应的目标参数矩阵；若预设参数矩阵有多个，则整车控制器确定标定的参考点，根据该参考点确定对应的预设参数矩阵，并根据行驶速度、车辆参数确定预设参数矩阵中的未知元素，获得目标参数矩阵。
步骤S20：根据所述目标参数矩阵和线性二次型调节器确定所述车辆的前轮转向角。
可以理解的是，前轮转向角可以是车辆行驶过程中车辆前轮的转向角度，前轮转向角决定车辆行进的方向。
步骤S30：在所述车辆行驶过程中，根据所述前轮转向角对所述车辆进行横向控制。
可以理解的是，横向控制可以是对车辆的行进方向进行控制。
在具体实现中，若只有一个预设参数矩阵，则整车控制器获取车辆的行驶速度和车辆参数，根据车辆的行驶速度和车辆参数确定预设参数矩阵中的未知元素，获得与车辆对应的目标参数矩阵，将目标参数矩阵输入预先设定的线性二次型调节器(LinearQuadratic Regulator，LQR)，获得线性二次型调节器输出的前轮转向角，在车辆行驶的过程中，整车控制器根据前轮转向角控制车辆的行进方向；若存在多个预设参数矩阵，整车控制器获取车辆标定的参考点，并确定与该参考点对应的预设参数矩阵，根据上述参数确定预设参数矩阵中的未知元素，获得目标参数矩阵，在后续对车辆进行横向控制时，均使用与参考点对应的预设参数矩阵，还可间隔预设时长对标定的参考点进行检测，若标定的参考点更新，则根据更新后的参考点重新确定预设参考矩阵，还可在接收到特定的控制指令时，执行根据参考点确定对应的预设参数矩阵的步骤，以上预设参数矩阵的选取，可根据具体场景设定，本实施例在此不作限制。
进一步地，若车辆的参考点不同，则参数矩阵存在区别，为了实现对不同参考点的车辆进行横向控制，所述步骤S10，包括：在车辆的预设参考点为后轴中心时，根据车辆参数确定所述车辆的轴距；根据所述车辆的行驶速度和横摆角确定所述车辆的纵向速度；根据所述轴距、所述纵向速度和预设轴心参考参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵。
可以理解的是，车辆的行驶速度可以是车辆后轮的轮速；横摆角可以是车辆后轮的航向角；纵向速度可以是车辆后轮在车辆坐标系的x轴的速度。
在具体实施中，参照图3和图4，图3为车辆前进方向运动学模型示意图，图4为车辆后退方向运动学模型示意图，ψ为横摆角，x/y为车辆坐标系，X/Y为空间坐标系，δ为前轮转向角，vx为纵向速度，v为轮速，L为轴距，预设轴心参考参数矩阵包括预设轴心参考A矩阵和预设轴心参考B矩阵，目标参数矩阵包括目标轴心参考A矩阵和目标轴心参考B矩阵，预设轴心参考A矩阵中的未知元素为纵向速度vx，预设轴心参考B矩阵中的未知元素为纵向速度与轴距的比值vx/L，预设轴心参考A矩阵和预设轴心参考B矩阵满足
Figure BDA0003791086030000071
若车辆的行进方向为前进方向，则预设轴心参考A矩阵和预设轴心参考B矩阵分别为：
Figure BDA0003791086030000072
若车辆的行进方向为后退方向，则预设轴心参考A矩阵和预设轴心参考B矩阵分别为：
Figure BDA0003791086030000073
在车辆的行进方向为前进方向时，根据后轮的轮速和横摆角可确定车辆的纵向速度：vx＝v*cosψ，根据纵向速度vx可确定前进方向的目标轴心参考A矩阵，根据纵向速度和轴距的比值vx/L可确定前进方向的目标轴心参考B矩阵；在车辆的行进方向为后退方向时，后轮的轮速和横摆角可确定车辆的纵向速度：-vx＝v*cosψ，根据纵向速度-vx可确定后退方向的目标轴心参考A矩阵，根据纵向速度和轴距的比值vx/L可确定后退方向的目标轴心参考B矩阵。
在本实施例中，整车控制器在车辆的参考点为后轴中心，若车辆的行进方向为前进方向，根据车辆的后轮轮速和车辆的横摆角确定前进方向的纵向速度，根据车辆的纵向速度和预设轴心参考A矩阵确定前进方向的目标轴心参考A矩阵，根据车辆的纵向速度与车辆的轴距的比值和预设轴心参考B矩阵确定前进方向的目标轴心参考B矩阵，将获得的目标轴心参考A矩阵和目标轴心参考B矩阵输入线性二次型调节器，获得线性二次型调节器输出前进方向的前轮转向角，根据前轮转向角对车辆前进方向进行横向控制；对车辆后退方向进行横向控制的方式可参照对车辆前进方向进行横向控制的方式，本实施例在此不再赘述。
本实施例根据车辆的行驶速度、车辆参数和预设参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵；根据所述目标参数矩阵和线性二次型调节器确定所述车辆的前轮转向角；在所述车辆行驶过程中，根据所述前轮转向角对所述车辆进行横向控制。本实施例通过目标参数矩阵和线性二次型调节器确定的前轮转向角对车辆进行横向控制，解决了现有技术中的控制算法无法同时满足高速场景和低速场景下对车辆控制的技术问题，在缩短软件开发周期的同时降低了开发成本。
参考图5，图5为本发明车辆控制方法第二实施例的流程示意图。
基于上述第一实施例，在本实施例中，所述步骤S10包括：
步骤S101：在车辆的预设参考点为车辆重心时，根据车辆参数确定所述车辆的轴距和前轴重心距离。
可以理解的是，前轴重心距离可以是车辆的前轴与车辆重心之间的距离；根据车辆参数确定所述车辆的轴距和前轴重心距离可以是从车辆参数中读取所述车辆的轴距和所述车辆的前轴与车辆重心之间的距离。
步骤S102：根据所述车辆的行驶速度和横摆角确定所述车辆的纵向速度。
可以理解的是，根据车辆的行驶速度和横摆角确定所述车辆的纵向速度可以是将所述车辆后轮的轮速与车辆后轮航向角的余弦值相乘，获得所述车辆在车辆坐标系中x轴方向的速度即纵向速度。
步骤S103：根据所述轴距、所述前轴重心距离、所述纵向速度和预设重心参考参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵。
在具体实施中，预设重心参考参数矩阵包括预设重心参考A矩阵和预设重心参考B矩阵，目标参数矩阵包括目标重心参考A矩阵和目标重心参考B矩阵，预设重心参考A矩阵中的未知元素为纵向速度vx，预设重心参考B矩阵中的未知元素为纵向速度与轴距的比值vx/L和vx*lr/L，lr为前轴重心距离，预设重心参考A矩阵和预设重心参考B矩阵满足运动学微分方程
Figure BDA0003791086030000091
若车辆的行进方向为前进方向，则预设重心参考A矩阵和预设重心参考B矩阵分别为：
Figure BDA0003791086030000092
若车辆的行进方向为后退方向，则预设重心参考A矩阵和预设重心参考B矩阵分别为：
Figure BDA0003791086030000093
在车辆的行进方向为前进方向时，根据后轮的轮速和横摆角可确定车辆的纵向速度：vx＝v*cosψ，根据纵向速度vx可确定前进方向的目标重心参考A矩阵，根据纵向速度、前轴重心距离和轴距可确定前进方向的目标重心参考B矩阵；在车辆的行进方向为后退方向时，后轮的轮速和横摆角可确定车辆的纵向速度：-vx＝v*cosψ，根据纵向速度-vx可确定后退方向的目标重心参考A矩阵，根据纵向速度、前轴重心距离和轴距可确定后退方向的目标重心参考B矩阵。
在本实施例中，整车控制器在车辆的参考点为车辆重心，若车辆的行进方向为前进方向，根据车辆的后轮轮速和车辆的横摆角确定前进方向的纵向速度，根据车辆的纵向速度和预设重心参考A矩阵确定前进方向的目标重心参考A矩阵，根据车辆的纵向速度、前轴重心距离和轴距和预设重心参考B矩阵确定前进方向的目标重心参考B矩阵，将获得的目标重心参考A矩阵和目标重心参考B矩阵输入线性二次型调节器，获得线性二次型调节器输出前进方向的前轮转向角，根据前轮转向角对车辆前进方向进行横向控制；对车辆后退方向进行横向控制的方式可参照对车辆前进方向进行横向控制的方式，本实施例在此不再赘述。
进一步地，为了同时满足高速场景和低速场景下对车辆进行横向控制，所述步骤S30，包括：获取与线性二次型调节器对应的预设参数矩阵，并根据所述车辆的当前行驶曲线和参考曲线确定误差矩阵；将所述预设参数矩阵、所述误差矩阵和所述目标参数矩阵输入所述线性二次型调节器，获得所述线性二次型调节器输出的前轮转向角。
可以理解的是，预设参数矩阵可以是Q矩阵和R矩阵，Q矩阵和R矩阵为LQR算法的特有矩阵，通过调节Q矩阵和R矩阵的参数可对控制精度、控制效果和控制稳定性进行优化，本实施例中的Q矩阵和R矩阵是预先设定的；误差矩阵可以是根据车辆的实际行驶曲线与参考曲线之间的误差确定的矩阵，即误差矩阵可以是以车辆的当前状态量与目标状态量的差值计算而来的；预设参数矩阵、目标参数矩阵和误差矩阵为LQR算法的输入。
在具体实现中，参照图6，图6为LQR运动学控制流程示意图，将LQR算法参数矩阵Q和R，运动学微分方程矩阵A和B，误差矩阵x输入LQR算法，LQR算法输出前轮转向角δ，通过前轮转向角δ对车辆进行横向控制。
本实施例在车辆的预设参考点为车辆重心时，根据车辆参数确定所述车辆的轴距和前轴重心距离；根据所述车辆的行驶速度和横摆角确定所述车辆的纵向速度；根据所述轴距、所述前轴重心距离、所述纵向速度和预设重心参考参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵。本实施例通过不同的预设参考点确定与车辆对应的目标参数矩阵，从而根据目标参数矩阵对车辆进行横向控制，能够适用不同的场景，在缩短软件开发周期的同时降低开发成本。
参考图7，图7为本发明车辆控制方法第三实施例的流程示意图。
基于上述各实施例，在本实施例中，所述步骤S10之前，所述方法还包括：
步骤S01：根据车辆的行驶速度、横摆角和与所述车辆对应的参考曲线上的参考点横摆角确定距离误差微分方程。
可以理解的是，以后轴中心为车辆中心，简化后的自行车模型，运动学方程为：
Figure BDA0003791086030000101
距离误差微分方程为：
Figure BDA0003791086030000111
e1为车辆与参考点的距离误差，可参照图3或图4。
步骤S02：根据所述横摆角和所述参考点横摆角确定横摆角误差微分方程。
可以理解的是，横摆角误差微分方程为：
Figure BDA0003791086030000112
e2为车辆与参考点的横摆角误差，可参照图3或图4。
步骤S03：根据所述距离误差微分方程和所述横摆角误差微分方程确定所述车辆的运动学微分方程，并根据所述运动学微分方程确定预设参数矩阵。
在具体实现中，整车控制器根据行驶速度、横摆角和与所述车辆对应的参考曲线上的参考点横摆角确定距离误差微分方程，根据横摆角和参考点横摆角确定横摆角误差微分方程，根据距离误差微分方程和横摆角误差微分方程确定车辆的运动学微分方程，车辆的运动学微分方程中参数矩阵即为预设参数矩阵。
进一步地，为了使LQR算法适用不同的行车场景，所述步骤S01，包括：根据所述车辆的行驶速度和横摆角确定所述车辆的纵向速度；根据所述车辆的纵向速度、所述横摆角和与所述车辆对应的参考曲线上的参考点横摆角确定距离误差微分方程；其中，距离误差微分方程为：
Figure BDA0003791086030000113
式中，e1为距离误差；vx为纵向速度；ψ为横摆角；ψdef为参考点横摆角。
进一步地，为了使LQR算法适用不同的行车场景，所述步骤S03，包括：根据所述距离误差微分方程和所述横摆角误差微分方程建立所述车辆的运动学微分方程；根据所述微分方程确定与线性二次型调节器对应的标准公式，并根据所述标准公式确定预设参数矩阵。
可以理解的是，由上述公式可知：
Figure BDA0003791086030000114
又
Figure BDA0003791086030000115
综合上述公式，对车辆前进方向进行运动学模型建立，可建立如下微分方程：
Figure BDA0003791086030000121
对车辆倒车方向进行运动学模型建立，可建立如下微分方程：
Figure BDA0003791086030000122
通过建立上述两个微分方程，实现了
Figure BDA0003791086030000123
标准公式的建立，获得预设参考点为后轴中心对应的预设轴心参考参数矩阵A和B，实现了LQR控制算法与车辆运动学模型的结合，同时实现了LQR算法对车辆高低速场景的兼容；预设参考点为重心对应的预设重心参考参数矩阵的确定步骤可参照预设轴心参考参数矩阵，本实施例在此不再赘述。
本实施例根据车辆的行驶速度、横摆角和与所述车辆对应的参考曲线上的参考点横摆角确定距离误差微分方程；根据所述横摆角和所述参考点横摆角确定横摆角误差微分方程；根据所述距离误差微分方程和所述横摆角误差微分方程确定所述车辆的运动学微分方程，并根据所述运动学微分方程确定预设参数矩阵。实现了LQR控制算法与车辆运动学模型的结合，同时实现了LQR算法对车辆高低速场景的兼容。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有车辆控制程序，所述车辆控制程序被处理器执行时实现如上文所述的车辆控制方法的步骤。
参照图8，图8为本发明车辆控制装置第一实施例的结构框图。
如图8所示，本发明实施例提出的车辆控制装置包括：
第一确定模块10，用于根据车辆的行驶速度、车辆参数和预设参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵；
第二确定模块20，用于根据所述目标参数矩阵和线性二次型调节器确定所述车辆的前轮转向角；
控制模块30，用于在所述车辆行驶过程中，根据所述前轮转向角对所述车辆进行横向控制。
本发明实施例车辆的行驶速度、车辆参数和预设参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵；根据所述目标参数矩阵和线性二次型调节器确定所述车辆的前轮转向角；在所述车辆行驶过程中，根据所述前轮转向角对所述车辆进行横向控制。本实施例通过目标参数矩阵和线性二次型调节器确定的前轮转向角对车辆进行横向控制，解决了现有技术中的控制算法无法同时满足高速场景和低速场景下对车辆控制的技术问题，在缩短软件开发周期的同时降低了开发成本。
基于本发明上述车辆控制装置第一实施例，提出本发明车辆控制装置的第二实施例。
在本实施例中，所述第一确定模块10，还用于在车辆的预设参考点为车辆重心时，根据车辆参数确定所述车辆的轴距和前轴重心距离；根据所述车辆的行驶速度和横摆角确定所述车辆的纵向速度；根据所述轴距、所述前轴重心距离、所述纵向速度和预设重心参考参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵。
所述第一确定模块10，还用于在车辆的预设参考点为后轴中心时，根据车辆参数确定所述车辆的轴距；根据所述车辆的行驶速度和横摆角确定所述车辆的纵向速度；根据所述轴距、所述纵向速度和预设轴心参考参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵。
所述第二确定模块20，还用于获取与线性二次型调节器对应的预设参数矩阵，并根据所述车辆的当前行驶曲线和参考曲线确定误差矩阵；将所述预设参数矩阵、所述误差矩阵和所述目标参数矩阵输入所述线性二次型调节器，获得所述线性二次型调节器输出的前轮转向角。
所述第一确定模块10，还用于根据车辆的行驶速度、横摆角和与所述车辆对应的参考曲线上的参考点横摆角确定距离误差微分方程；根据所述横摆角和所述参考点横摆角确定横摆角误差微分方程；根据所述距离误差微分方程和所述横摆角误差微分方程确定所述车辆的运动学微分方程，并根据所述运动学微分方程确定预设参数矩阵。
所述第一确定模块10，还用于根据所述车辆的行驶速度和横摆角确定所述车辆的纵向速度；根据所述车辆的纵向速度、所述横摆角和与所述车辆对应的参考曲线上的参考点横摆角确定距离误差微分方程；其中，距离误差微分方程为：
Figure BDA0003791086030000141
式中，e1为距离误差；vx为纵向速度；ψ为横摆角；ψdef为参考点横摆角。
所述第一确定模块10，还用于根据所述距离误差微分方程和所述横摆角误差微分方程建立所述车辆的运动学微分方程；根据所述微分方程确定与线性二次型调节器对应的标准公式，并根据所述标准公式确定预设参数矩阵。
本发明车辆控制装置的其他实施例或具体实现方式可参照上述各方法实施例，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器/随机存取存储器、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种车辆控制方法，其特征在于，所述方法包括：
根据车辆的行驶速度、车辆参数和预设参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵；
根据所述目标参数矩阵和线性二次型调节器确定所述车辆的前轮转向角；
在所述车辆行驶过程中，根据所述前轮转向角对所述车辆进行横向控制。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据车辆的行驶速度、车辆参数和预设参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵，包括：
在车辆的预设参考点为车辆重心时，根据车辆参数确定所述车辆的轴距和前轴重心距离；
根据所述车辆的行驶速度和横摆角确定所述车辆的纵向速度；
根据所述轴距、所述前轴重心距离、所述纵向速度和预设重心参考参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据车辆的行驶速度、车辆参数和预设参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵，包括：
在车辆的预设参考点为后轴中心时，根据车辆参数确定所述车辆的轴距；
根据所述车辆的行驶速度和横摆角确定所述车辆的纵向速度；
根据所述轴距、所述纵向速度和预设轴心参考参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标参数矩阵和线性二次型调节器确定所述车辆的前轮转向角，包括：
获取与线性二次型调节器对应的预设参数矩阵，并根据所述车辆的当前行驶曲线和参考曲线确定误差矩阵；
将所述预设参数矩阵、所述误差矩阵和所述目标参数矩阵输入所述线性二次型调节器，获得所述线性二次型调节器输出的前轮转向角。
5.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据车辆的行驶速度、车辆参数和预设参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵之前，还包括：
根据车辆的行驶速度、横摆角和与所述车辆对应的参考曲线上的参考点横摆角确定距离误差微分方程；
根据所述横摆角和所述参考点横摆角确定横摆角误差微分方程；
根据所述距离误差微分方程和所述横摆角误差微分方程确定所述车辆的运动学微分方程，并根据所述运动学微分方程确定预设参数矩阵。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据车辆的行驶速度、横摆角和与所述车辆对应的参考曲线上的参考点横摆角确定距离误差微分方程，包括：
根据所述车辆的行驶速度和横摆角确定所述车辆的纵向速度；
根据所述车辆的纵向速度、所述横摆角和与所述车辆对应的参考曲线上的参考点横摆角确定距离误差微分方程；
其中，距离误差微分方程为：
Figure FDA0003791086020000021
式中，e1为距离误差；vx为纵向速度；ψ为横摆角；ψdef为参考点横摆角。
7.如权利要求6所述方法，其特征在于，所述根据所述距离误差微分方程和所述横摆角误差微分方程确定所述车辆的运动学微分方程，并根据所述运动学微分方程确定预设参数矩阵，包括：
根据所述距离误差微分方程和所述横摆角误差微分方程建立所述车辆的运动学微分方程；
根据所述微分方程确定与线性二次型调节器对应的标准公式，并根据所述标准公式确定预设参数矩阵。
8.一种车辆控制装置，其特征在于，所述装置包括：
第一确定模块，用于根据车辆的行驶速度、车辆参数和预设参数矩阵确定与所述车辆对应的目标参数矩阵；
第二确定模块，用于根据所述目标参数矩阵和线性二次型调节器确定所述车辆的前轮转向角；
控制模块，用于在所述车辆行驶过程中，根据所述前轮转向角对所述车辆进行横向控制。
9.一种车辆控制设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车辆控制程序，所述车辆控制程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的车辆控制方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有车辆控制程序，所述车辆控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的车辆控制方法的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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