CN115246410A - 参数更新方法、装置、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种参数更新方法，包括：获取目标车辆在选定历史时段内的历史行驶数据，并获取目标车辆在当前运行时刻对应的前馈数据，其中，前馈数据包括基于目标车辆所处位置的坡度信息所带来的车辆加速度、以及计算得到的目标车辆的底层硬件响应延迟时间，然后，根据历史行驶数据以及前馈数据，对目标车辆的控制参数进行更新。本申请可以解决车辆底层性能变化、道路地形变化的问题，并且，结合实时数据在线更新车辆的控制参数，可以缩短参数更新周期、提高抵抗噪声的能力，使控制系统更加可靠精准，从而能够达到更好的控制效果。本申请还提供了一种参数更新装置、设备及计算机可读存储介质。
Description
技术领域
本申请涉及车辆技术领域，特别涉及一种参数更新方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
目前，在自动驾驶领域中，车辆的控制模块负责接收上流规划、定位等信息，根据规划的行驶轨迹和要求速度，以及车辆当前的位置、姿态和速度，产生对油门、刹车、方向盘等控制命令。
但是，对于某些类型的车辆比如低速商用车，其底层硬件系统延迟大，行驶速度小，行驶过程中质量降低，车辆控制模型发生变化，这就需要对车辆的控制参数进行实时更新。
现有的更新控制参数的方法，包括且不限于基于离线可视化分析车辆底层硬件性能来更新控制参数的方法，即，离线清洗数据，对车辆底层硬件性能进行可视化分析，用于更新车辆的控制参数。但是，这种方法简单且可以保证车辆在一定时间内的控制效果，但参数更新周期长，抵抗噪声的能力较弱，且无法做到自动修正参数，需要人工介入，增加了工作量。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种参数更新方法、装置、设备及计算机可读存储介质，能够缩短参数更新周期、提高抵抗噪声的能力、且可以自动更新参数。
具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：
一种参数更新方法，包括：
获取目标车辆在选定历史时段内的历史行驶数据；
获取所述目标车辆在当前运行时刻对应的前馈数据，其中，所述前馈数据包括基于所述目标车辆所处位置的坡度信息所带来的车辆加速度、以及计算得到的所述目标车辆的底层硬件响应延迟时间；
根据所述历史行驶数据以及所述前馈数据，对所述目标车辆的控制参数进行更新。
一种参数更新装置，包括：
历史数据获取单元，用于获取目标车辆在选定历史时段内的历史行驶数据；
前馈数据获取单元，用于获取所述目标车辆在当前运行时刻对应的前馈数据，其中，所述前馈数据包括基于所述目标车辆所处位置的坡度信息所带来的车辆加速度、以及计算得到的所述目标车辆的底层硬件响应延迟时间；
控制参数更新单元，用于根据所述历史行驶数据以及所述前馈数据，对所述目标车辆的控制参数进行更新。
一种电子设备，包括：处理器、存储器；
所述存储器，用于存储计算机程序；
所述处理器，用于通过调用所述计算机程序，执行上述参数更新方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述参数更新方法。
在以上本申请提供的技术方案中，获取目标车辆在选定历史时段内的历史行驶数据，并获取目标车辆在当前运行时刻对应的前馈数据，其中，前馈数据包括基于目标车辆所处位置的坡度信息所带来的车辆加速度、以及计算得到的目标车辆的底层硬件响应延迟时间，然后，根据历史行驶数据以及前馈数据，对目标车辆的控制参数进行更新。可见，本申请将实时的前馈数据作为输入，可以解决车辆底层性能变化、道路地形变化的问题，并且，结合目标车辆行驶过程中的历史行驶数据等实时数据，在线更新车辆的控制参数，可以缩短参数更新周期、提高抵抗噪声的能力，使控制系统更加可靠精准，从而能够达到更好的控制效果。
附图说明
图1为本申请示出的一种参数更新方法的流程示意图；
图2为本申请示出的基于控制系统的参数更新示意图；
图3为本申请示出的基于纵向控速系统的参数更新示意图；
图4为本申请示出的一种参数更新装置的组成示意图；
图5为本申请示出的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
在介绍本申请实施例之前，首先对本申请实施例涉及的技术术语进行介绍。
MPC：Model Predictive Control，模型预测控制，是一种基于对受控对象进行预测的控制方法。
PID：Proportional(比例)、Integral(积分)、Differential(微分)的缩写，在过程控制中，按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的控制器。
参见图1，为本申请实施例提供的一种参数更新方法的流程示意图，该方法包括以下步骤S101-S103：
S101：获取目标车辆在选定历史时段内的历史行驶数据。
在本申请实施例中，目标车辆可以是任意一种类型的自动驾驶车辆，其具体可以是底层硬件系统延迟大、行驶速度小、行驶过程中质量降低、车辆控制模型发生变化的车辆，比如低速商用车。
在本申请实施例中，图1所示的参数更新方法，可以由目标车辆上的一套适用于在线辨识的控制系统来实现，参见图2所示的基于控制系统的参数更新示意图，为了对目标车辆的控制参数进行自动调整，需要先获取目标车辆在历史行驶过程中的数据，由于车辆底层延迟(包括且不限于控制方向盘时方向盘到底层车轮转向的延迟，比如刹车响应延迟、油门响应延迟等)的存在，控制系统的输入是目标车辆在选定历史时段内(该选定历史时段可以包括当前时刻之前的某个或多个选定时段)的历史行驶数据，即输入的是一段时序的历史行驶数据，输出的则是对目标车辆的一帧未来控制量。
其中，该历史行驶数据可以包括目标车辆的一段时序的车辆定位数据、路径规划数据、车辆底层数据、车辆控制数据中的至少一种数据。其中，车辆定位数据是指目标车辆在历史行驶过程中的位置数据；车辆底层数据是指目标车辆在行驶过程中的刹车、方向盘、手动/自动驾驶模式等数据；路径规划数据是指目标车辆的规划路线等数据；车辆控制数据是指目标车辆在行驶过程中对车辆进行控制的相关数据，包括且不限于方向盘控制量、油门刹车控制量、档位控制量、灯光控制量等。
需要说明的是，当历史行驶数据存在损坏或不可用的情况时，可以使用当前行驶数据作为历史行驶数据输入控制系统。
S102：获取目标车辆在当前运行时刻对应的前馈数据，其中，前馈数据包括基于目标车辆所处位置的坡度信息所带来的车辆加速度、以及计算得到的目标车辆的底层硬件响应延迟时间。
在本申请实施例中，前馈数据包括且不限于道路坡度带来的加速度、计算得到的底层硬件响应延迟时间，如图2所示。
其中，该坡度信息是目标车辆的历史坡度信息；或者，该坡度信息是基于预先建立的行驶区域地形图，通过实时定位目标车辆得到的。具体来讲，可以通过一段稳定的历史坡度信息代替目标车辆当前的坡度信息；也可以预先建立车辆行驶区域的地形图，通过定位目标车辆，基于地形图得到目标车辆当前的坡度信息，这样，可以在目标车辆的运行过程中，接收定位的坡度信息，在图2所示的控制系统中将其作为前馈数据。
S103：根据历史行驶数据以及前馈数据，对目标车辆的控制参数进行更新。
可以基于目标车辆在选定历史时段内的历史行驶数据、以及目标车辆在当前运行时刻对应的前馈数据，对目标车辆的控制参数进行更新。
具体来讲，如图2所示，控制系统可以从控制内容分为横向控制策略和纵向控制策略，也可以从控制范围分为外环控制策略和内环控制策略。其中，横向控制策略包括且不限于LPR、MPC，纵向控制策略包括且不限于PID、MPC、读表、bang-bang控制，外环控制策略包括且不限于LPR、MPC，内环控制策略包括且不限于自适应控制。控制系统参数由控制策略决定，如MPC控制对应参数预测范围、控制时域、损失函数、约束函数等。
在目标车辆的行驶过程中，通过对在线数据的分析计算，可以实时更新控制系统的控制参数，该控制参数包括且不限于方向盘偏移量、底层硬件响应延迟时间、质心位置中的至少一项参数。通过更新控制系统参数，达到更好的控制效果。
其中，目标车辆的质心位置，是基于目标车辆的水箱水位信息得到的。因此，可以结合目标车辆的水箱水位信息，实时更新车辆质心位置。
在本申请实施例的一种实现方式中，S103中的“对目标车辆的控制参数进行更新”，可以包括：结合运动学公式，对目标车辆的控制参数进行更新。也就说是，可以结合运动学公式更新控制模型的参数。
如图2所示，当完成对控制参数的更新后，便可以基于当前更新后的控制参数，输出一些控制量，这些控制量包括且不限于方向盘控制量、油门刹车控制量、档位控制量、灯光控制量等，这些控制量将直接影响目标车辆在运行过程中的速度和位姿。此外，目标车辆响应这些控制量得到的定位、车辆等信息，将作为新循环的反馈量，进入控制系统，即，目标车辆对控制量的响应结果将用于更新现有的历史行驶数据，以便根据实时更新的历史行驶数据，实时更新目标车辆的控制参数。
为了便于理解本申请实施例提供的参数更新方法，现举例说明，参见图3所示的基于纵向控速系统的参数更新示意图。
在图3中，规划速度是速度控制器的输入量，也是目标车辆的目标速度；速度控制器可以是MPC控制器、也可以是PID控制器，当使用MPC+读表的方式，来对目标车辆进行控速时，还可以将目标车辆的当前速度和历史速度序列、以及目标车辆的位姿信息等，也作为速度控制器的输入量。并且，将前馈数据也输入到速度控制器中，前馈数据包括且不限于坡度带来的加速度、底层硬件响应延迟时间等，其中，“坡度带来的加速度”是基于实时更新坡度信息得到的，“底层硬件响应延迟时间”是基于订阅的“目标车辆在选定历史时段内的历史行驶数据”(即步骤S101)，通过位移法计算得到的，用于在线更新速度控制器中的延迟参数。这样，基于对目标车辆的规划速度、目标车辆的历史速度序列和当前速度、并结合前馈数据，可以得到控制时域内的加速度控制量，由响应延迟时间决定最终的加速度控制量，然后结合P(acc|cmd,velo)的读表来得到最终油门、刹车控制量等。需要说明的是，在速度控制器内部，在线速度、加速度、控制量数据的收集、清洗、机器学习，可以实时更新P(acc|cmd,velo)表单，使得读表的准确性更高。
在以上本申请实施例提供的参数更新方法中，获取目标车辆在选定历史时段内的历史行驶数据，并获取目标车辆在当前运行时刻对应的前馈数据，其中，前馈数据包括基于目标车辆所处位置的坡度信息所带来的车辆加速度、以及计算得到的目标车辆的底层硬件响应延迟时间，然后，根据历史行驶数据以及前馈数据，对目标车辆的控制参数进行更新。可见，本申请实施例将实时的前馈数据作为输入，可以解决车辆底层性能变化、道路地形变化的问题，并且，结合目标车辆行驶过程中的历史行驶数据等实时数据，在线更新车辆的控制参数，可以缩短参数更新周期、提高抵抗噪声的能力，使控制系统更加可靠精准，从而能够达到更好的控制效果。
参见图4，为本申请实施例提供的一种参数更新装置的组成示意图，该装置包括：
历史数据获取单元410，用于获取目标车辆在选定历史时段内的历史行驶数据；
前馈数据获取单元420，用于获取所述目标车辆在当前运行时刻对应的前馈数据，其中，所述前馈数据包括基于所述目标车辆所处位置的坡度信息所带来的车辆加速度、以及计算得到的所述目标车辆的底层硬件响应延迟时间；
控制参数更新单元430，用于根据所述历史行驶数据以及所述前馈数据，对所述目标车辆的控制参数进行更新。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述历史行驶数据包括车辆定位数据、路径规划数据、车辆底层数据、车辆控制数据中的至少一种数据。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述坡度信息，是所述目标车辆的历史坡度信息；或者，所述坡度信息，是基于预先建立的行驶区域地形图，通过实时定位所述目标车辆得到的。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述控制参数包括方向盘偏移量、底层硬件响应延迟时间、质心位置中的至少一项参数。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述质心位置是基于所述目标车辆的水箱水位信息得到的。
在本申请实施例的一种实现方式中，控制参数更新单元430，具体用于：
结合运动学公式，对所述目标车辆的控制参数进行更新。
上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备的结构示意图如图5所示，该电子设备5000包括至少一个处理器5001、存储器5002和总线5003，至少一个处理器5001均与存储器5002电连接；存储器5002被配置用于存储有至少一个计算机可执行指令，处理器5001被配置用于执行该至少一个计算机可执行指令，从而执行如本申请中任意一个实施例或任意一种可选实施方式提供的任意一种参数更新方法的步骤。
进一步，处理器5001可以是FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其它具有逻辑处理能力的器件，如MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)、CPU(Central Process Unit，中央处理器)。
应用本申请实施例，将实时的前馈数据作为输入，可以解决车辆底层性能变化、道路地形变化的问题，并且，结合目标车辆行驶过程中的历史行驶数据等实时数据，在线更新车辆的控制参数，可以缩短参数更新周期、提高抵抗噪声的能力，使控制系统更加可靠精准，从而能够达到更好的控制效果。
本申请实施例还提供了另一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序用于被处理器执行时实现本申请中任意一个实施例或任意一种可选实施方式提供的任意一种参数更新方法的步骤。
本申请实施例提供的计算机可读存储介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(RandomAccess Memory，随即存储器)、EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读存储介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。
应用本申请实施例，将实时的前馈数据作为输入，可以解决车辆底层性能变化、道路地形变化的问题，并且，结合目标车辆行驶过程中的历史行驶数据等实时数据，在线更新车辆的控制参数，可以缩短参数更新周期、提高抵抗噪声的能力，使控制系统更加可靠精准，从而能够达到更好的控制效果。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种参数更新方法，其特征在于，包括：
获取目标车辆在选定历史时段内的历史行驶数据；
获取所述目标车辆在当前运行时刻对应的前馈数据，其中，所述前馈数据包括基于所述目标车辆所处位置的坡度信息所带来的车辆加速度、以及计算得到的所述目标车辆的底层硬件响应延迟时间；
根据所述历史行驶数据以及所述前馈数据，对所述目标车辆的控制参数进行更新。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述历史行驶数据包括车辆定位数据、路径规划数据、车辆底层数据、车辆控制数据中的至少一种数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述坡度信息，是所述目标车辆的历史坡度信息；或者，所述坡度信息，是基于预先建立的行驶区域地形图，通过实时定位所述目标车辆得到的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制参数包括方向盘偏移量、底层硬件响应延迟时间、质心位置中的至少一项参数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述质心位置是基于所述目标车辆的水箱水位信息得到的。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述目标车辆的控制参数进行更新，包括：
结合运动学公式，对所述目标车辆的控制参数进行更新。
7.一种参数更新装置，其特征在于，包括：
历史数据获取单元，用于获取目标车辆在选定历史时段内的历史行驶数据；
前馈数据获取单元，用于获取所述目标车辆在当前运行时刻对应的前馈数据，其中，所述前馈数据包括基于所述目标车辆所处位置的坡度信息所带来的车辆加速度、以及计算得到的所述目标车辆的底层硬件响应延迟时间；
控制参数更新单元，用于根据所述历史行驶数据以及所述前馈数据，对所述目标车辆的控制参数进行更新。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述坡度信息，是所述目标车辆的历史坡度信息；或者，所述坡度信息，是基于预先建立的行驶区域地形图，通过实时定位所述目标车辆得到的。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器；
所述存储器，用于存储计算机程序；
所述处理器，用于通过调用所述计算机程序，执行如权利要求1-6中任一项所述的参数更新方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述的参数更新方法。
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