CN115635956A - 自动泊车控制方法、装置、控制终端及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动泊车领域，公开了一种自动泊车控制方法、装置、控制终端及存储介质，该方法包括：获取车辆行驶时的加速度误差和速度误差，根据所述加速度误差和所述速度误差确定油门变化量；根据所述油门变化量，确定制动变化量；判断所述速度误差是否在预设区间内，若不是，则判断所述速度误差大于所述预设区间的上限还是小于所述预设区间的下限；若所述速度误差小于所述预设区间的下限，则根据所述制动变化量，对车辆进行制动控制，若所述速度误差大于所述预设区间的上限，则根据油门变化量，对车辆进行油门控制。实现对车辆速度的自动控制，使得车辆速度在一定范围内，接近理论速度。

Description

自动泊车控制方法、装置、控制终端及存储介质

技术领域

本发明涉及自动泊车领域，尤其涉及一种自动泊车控制方法、装置、控制终端及存储介质。

背景技术

针对传统燃油车，纵向控制主要通过联合控制发动机驱动力(发动机油门)和制动踏板制动力来实现。由于车辆纵向与横向运动存在较强耦合作用，纵向速度的控制效果对车辆横向运动效果有较大的影响；当车辆进行自适应巡航控制时，要求较高的车速以及车间距离控制精度。同时为满足舒适性要求，要求加速和制动冲击较小进而实现平滑控制。由于发动机与制动系统具有较强的非线性与不确定性，并且整车也具有高度非线性与不确定性，使得纵向控制器的设计比较困难，尤其要满足控制效果高精度、强鲁棒性以及车辆行驶平顺性等要求。

发明内容

第一方面，本申请提供一种自动泊车控制方法，包括：

获取车辆行驶时的加速度误差和速度误差，根据所述加速度误差和所述速度误差确定油门变化量；

根据所述油门变化量，确定制动变化量；

判断所述速度误差是否在预设区间内，若不是，则判断所述速度误差大于所述预设区间的上限还是小于所述预设区间的下限；

若所述速度误差小于所述预设区间的下限，则根据所述制动变化量，对车辆进行制动控制，若所述速度误差大于所述预设区间的上限，则根据油门变化量，对车辆进行油门控制。

进一步的，所述获取车辆行驶时的加速度误差和速度误差，根据所述加速度误差和所述速度误差确定油门变化量，包括：

根据期望速度和实际速度，获取所述速度误差，并获取所述速度误差的速度模糊子集；

根据期望加速度和实际加速度，获取所述加速度误差，并获取所述加速度误差的加速度模糊子集；

通过预设的模糊子集查询表、所述速度模糊子集和所述加速度模糊子集，确定所述油门变化量的油门模糊子集，以确定所述油门变化量。

进一步的，所述确定所述油门变化量包括：

通过加权平均法，将所述油门模糊子集清晰化，其中将所述油门模糊子清晰化的表达式如下：

；

式中，表示所述油门变化量，

表示所述油门变化量在对应模糊集论域的点，

表示

对应的隶属度函数值。

进一步的，所述速度模糊子集和所述加速度模糊子集的获取方式包括：

确定所述速度的模糊集论域和所述加速度的模糊集论域；

根据隶属度函数，分别计算所述速度误差所属的速度模糊子集和所述加速度误差所属的加速度模糊子集。

进一步的，所述自动泊车控制方法还包括，若所述速度误差在所述预设区间内，则保持车辆当前的运动速度。

进一步的，所述预设区间为[-H,H]，其中，H的取值范围在0.5m/s至1.5m/s之间。

进一步的，所述根据所述油门变化量，确定制动变化量包括：

所述制动变化量为所述油门变化量的相反数。

第二方面，本申请还提供一种自动泊车控制装置，包括：

计算模块，用于获取车辆行驶时的加速度误差和速度误差，根据所述加速度误差和所述速度误差确定油门变化量；根据所述油门变化量，确定制动变化量；

判断模块，用于判断所述速度误差是否在预设区间内，若不是，则判断所述速度误差大于所述预设区间的上限还是小于所述预设区间的下限；

控制模块，用于若所述速度误差小于所述预设区间的下限，则根据所述制动变化量，对车辆进行制动控制，若所述速度误差大于所述预设区间的上限，则根据油门变化量，对车辆进行油门控制。

第三方面，本申请还提供一种控制终端，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行所述的自动泊车控制方法。

第四方面，本申请还提供一种可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行所述的自动泊车控制方法。

本发明实施例公开了一种自动泊车控制方法、装置、控制终端及存储介质，该方法包括：获取车辆行驶时的加速度误差和速度误差，根据所述加速度误差和所述速度误差确定油门变化量；根据所述油门变化量，确定制动变化量；判断所述速度误差是否在预设区间内，若不是，则判断所述速度误差大于所述预设区间的上限还是小于所述预设区间的下限；若所述速度误差小于所述预设区间的下限，则根据所述制动变化量，对车辆进行制动控制，若所述速度误差大于所述预设区间的上限，则根据油门变化量，对车辆进行油门控制。实现对车辆速度的自动控制，使得车辆速度在一定范围内，使得实际速度接近理论速度，并且也不需要建立精确的速度控制模型减少了计算压力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。

图1示出了本申请一种自动泊车控制方法流程示意图；

图2示出了本申请速度误差的模糊子集隶属度函数图；

图3示出了本申请一种自动泊车控制装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

本申请的技术方案应用于车辆的自动泊车过程中，通过对车辆速度误差和加速度误差的模糊计算，进而获取油门变化量和制动变化量，再根据当前速度误差的大小，来获取最终是控制油门还是控制制动，实现对车辆纵向期望速度跟踪与控制。

接下来以具体实施例说明本申请的技术方案。

实施例1

如图1所示，本申请的自动泊车控制方法包括以下步骤：

步骤S100，获取车辆行驶时的加速度误差和速度误差，根据所述加速度误差和所述速度误差确定油门变化量和制动变化量。

车辆行驶过程中，存在车辆规划的理论速度、理论加速度和对应的车辆实际运行的实际速度与实际加速度。上述的理论速度和理论加速度是车辆根据全局规划路径确定的，车辆在自动驾驶时，会获得地图信息，然后根据地图信息，起点终点位置来规划行车路径，由此来设定行车时的速度和加速度。

可以理解的是，在车辆实际运行过程中，实际速度和理论速度会有误差产生，实际加速度和理论加速度也会有误差产生，从而导致车辆的运动状态和规划的运动状态会有所不同。

为此，通过计算理论速度和实际速度的差来获取速度误差，通过计算表理论加速和实际加速度的差来得到加速度误差。

具体而言，上述的加速度误差和速度误差计算表达式为：

；

；

式中的

为加速度误差，

为理论加速度，

为实际加速度，

为速度误差，

为理论速度，

为实际速度。

根据上述的加速度误差和速度误差，可以用来计算油门变化量。

油门变化量指的是车辆油门的开度变化，比如油门踩下多少或者放松多少，通过对油门的控制，以控制车辆的速度和加速度。

本实施例中，通过模糊控制算法来计算油油门变化量。

首先，对于上述的速度误差、加速度误差和油门变化量存在模糊子集，为了方便说明，以五级分级的方式来说明，分别是负大(NB)、负小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正大(PB)。

对于得到具体值的速度误差和加速度误差，需要进行模糊化处理，确定所属的模糊子集。

具体的，需要先确定各个数据的模糊集论域，该模糊集论域根据车辆整体情况以及行驶环境相关。以速度误差为例，其模糊集论域可以是[-2,2]，代表该速度误差最多为2m/s，即当速度误差为-2m/s时，为NB，-1时为NS，以此类推，可以获得如图2所示，速度误差在该模糊集论域中的隶属度函数。图中横坐标是模糊集论域，纵坐标为隶属度，隶属度越高则表示越倾向某个模糊子集，例如在-1时，NS的隶属度是远远大于NB的隶属度的，所以当速度误差为-1时，所属的模糊子集为NS。根据隶属度函数，从而可以确定当前的速度误差所隶属的模糊子集是什么。

同样的方式，通过确定加速度误差的模糊集论域，然后根据类似图2中的三角形隶属度函数，可以确定加速度误差的模糊子集。

确定了速度误差和加速度误差的模糊子集后，需要确定油门变化量的模糊子集，可以理解的是，速度误差和加速度误差是车辆在控制过程中出现的误差量，若是误差过大，就需要进行纠正，因此油门变化量会根据速度误差和加速度误差进行改变。

具体如何确定油门变化量的模糊子集，需要根据如下模糊子集查询表来确定。

例如，当加速度误差和速度误差都是NB时，表示实际速度和实际加速度都远远超过了理论速度以及理论加速度，所以速度需要减缓，加速度自然也要相应减缓，则对应的需要减少油门输出，则对应油门变化量就是NB，表示要大幅减低油门输出。而当加速度误差为ZO，速度误差为PB时，表示加速度的误差并不大，但是实际速度比理论速度要小，需要加速，而在加速度误差不大的情况下，油门也不需要增加太多也可以满足加速的要求，所以油门变化量为PS，表示略微增加油门输出。

确定了油门变化量的模糊子集后，就可以按照该模糊子集，来确定具体的油门量应该是多少，为此，需要将油门变化量进行清晰化操作，其中将所述油门模糊子清晰化的表达式如下：

；

式中

表示所述油门变化量，

表示所述油门变化量在对应模糊集论域的点，

表示

对应的隶属度函数值。

除了油门变化量外，还有制动变化量，制动变化量可以理解为刹车踩下去了多少，制动和油门的作用原理是相反的，油门越大，则速度越大，而制动越大则表示刹车力度越大，速度越小，因此制动变化量会是油门变化量的负数，也就是相反数。即油门变化量为10则制动变化量为-10，因此可以通过油门变化量来获取相应的制动变化量。

此外，制动变化量也可以通过类似油门变化量的方式获取，即通过查表确定制动变化量的模糊子集，然后再进行清晰化处理。

具体的制动变化量的模糊子集查询表如下。

步骤S200，判断所述速度误差是否在预设区间内，若不是，则判断所述速度误差大于所述预设区间的上限还是小于所述预设区间的下限。

确定了油门变化量和制动变化量后，接下来需要确定具体的控制手段，可以理解的是，对于汽车来讲，不可能同时踩下油门和制动踏板，同一时间只会有一个在工作，因此需要确定在什么情况下是进行油门控制，什么情况下进行制动控制。

因此会预设一个区间，判断速度误差是否在该预设区间内，该预设区间为[-H,H]，其中，H的取值范围根据车辆的实际情况，以及运行环境确定，具体而言以上述速度误差的模糊集论域[-2,2]为例，则该预设区间是需要在该区间中的，因此可以让H在0.5m/s至1.5m/s之间进行取值。

以H=1m/S为例，则区间为[-1,1]，当速度误差在该区间内，则表示速度误差并不大，可以保持当前的油门或者制动，若不在该区间内，则需要进一步判断，速度误差是大于1还是小于-1。

步骤S300，若所述速度误差小于所述预设区间的下限，则根据所述制动变化量，对车辆进行制动控制，若所述速度误差大于所述预设区间的上限，则根据油门变化量，对车辆进行油门控制。

当速度误差小于所述预设区间的下限时，表示当前实际速度远超过理论速度，需要尽快降速，虽然通过减少油门可以实现速度的减缓，但是明显没有进行制动控制所得到的效果好，因此在这种情况下时，选择进行制动控制，即进行踩刹车的操作，具体的制动控制量就是上述步骤S200中获得的制动变化量。

同理，当速度误差大于所述预设区间的上限，表示实际速度原小于理论速度，需要尽快提速，此时就需要通过油门控制来增大油门量，以此来进行车辆速度的提升。

可以理解的是，车辆的速度变化都是连续的，理论速度和理论加速度虽然是随着全局规划确定的，也是连续变化，因此速度误差和加速度误差也是连续变化。

例如，以预设区间为[-1,1]为例，当前车辆在匀速直线运动，且其速度误差小于-1，则车辆需要减速，因此采用制动控制，于是速度误差会从负数逐渐增大，在此过程中，加速度误差和速度误差都会变化，从而会引起制动变化量的变化。直至速度误差落入预设区间内，在当速度误差在该区间内时，就不会改变输出的制动控制，则实际速度会一直减缓，直至速度误差大于1，此时则表示实际速度过小，需要提速，则不再进行制动控制，而是进行油门控制，通过前述步骤中计算得到的油门变化量来进行油门控制，提高车辆的速度，使得实际速度向理论速度接近，并减少速度误差。可知，根据本例所示，速度误差会持续的在该预设区间周边震荡收敛，使得速度误差稳定在一定范围，从而保证的车辆的速度和理论速度足够靠近。

本申请的自动泊车控制方法，在对车辆进行自动控制时，通过模糊算法，来获取油门变化量和制动变化量，然后根据速度误差和预设区间的关系，选取对应的油门控制或者制动控制，来实现对车辆的自动控制，可见上述控制过程中，并没有建立精确的控制模型，而是根据模数控制，粗略的计算了在当前速度误差和加速度误差下，应该使用怎样程度的油门控制或者制动控制来进行车辆控制，从而实现对车辆速度的控制，保持车辆速度在理论速度附近行驶。

本申请还提供一种自动泊车控制装置，如图3所示，包括：

计算模块10，用于获取车辆行驶时的加速度误差和速度误差，根据所述加速度误差和所述速度误差确定油门变化量；根据所述油门变化量，确定制动变化量；

判断模块20，用于判断所述速度误差是否在预设区间内，若不是，则判断所述速度误差大于所述预设区间的上限还是小于所述预设区间的下限；

控制模块30，用于若所述速度误差小于所述预设区间的下限，则根据所述制动变化量，对车辆进行制动控制，若所述速度误差大于所述预设区间的上限，则根据油门变化量，对车辆进行油门控制。

本申请还提供一种控制终端，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行所述的自动泊车控制方法。

本申请还提供一种可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行所述的自动泊车控制方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案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中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动泊车控制方法，其特征在于，包括：

获取车辆行驶时的加速度误差和速度误差，根据所述加速度误差和所述速度误差确定油门变化量和制动变化量；

判断所述速度误差是否在预设区间内，若不是，则判断所述速度误差大于所述预设区间的上限还是小于所述预设区间的下限；

若所述速度误差小于所述预设区间的下限，则根据所述制动变化量，对车辆进行制动控制，若所述速度误差大于所述预设区间的上限，则根据油门变化量，对车辆进行油门控制。

2.根据权利要求1所述的自动泊车控制方法，其特征在于，所述获取车辆行驶时的加速度误差和速度误差，根据所述加速度误差和所述速度误差确定油门变化量，包括：

根据期望速度和实际速度，获取所述速度误差，并获取所述速度误差的速度模糊子集；

根据期望加速度和实际加速度，获取所述加速度误差，并获取所述加速度误差的加速度模糊子集；

通过预设的模糊子集查询表、所述速度模糊子集和所述加速度模糊子集，确定所述油门变化量的油门模糊子集，以确定所述油门变化量。

3.根据权利要求2所述的自动泊车控制方法，其特征在于，所述确定所述油门变化量包括：

通过加权平均法，将所述油门模糊子集清晰化；其中，所述油门模糊子清晰化的表达式如下：

；

式中，

表示所述油门变化量，

表示所述油门变化量在对应模糊集论域的点，

表示

对应的隶属度函数值。

4.根据权利要求2所述的自动泊车控制方法，其特征在于，所述速度模糊子集和所述加速度模糊子集的获取方式包括：

分别确定所述速度的模糊集论域和所述加速度的模糊集论域；

根据三角形隶属度函数，分别计算所述速度误差所属的速度模糊子集和所述加速度误差所属的加速度模糊子集。

5.根据权利要求1所述的自动泊车控制方法，其特征在于，还包括，若所述速度误差在所述预设区间内，则控制车辆保持当前的运动速度。

6.根据权利要求1所述的自动泊车控制方法，其特征在于，所述预设区间为[-H,H]，其中，H的取值范围在0.5m/s至1.5m/s之间。

7.根据权利要求1所述的自动泊车控制方法，其特征在于，所述根据所述油门变化量，确定制动变化量包括：

所述制动变化量为所述油门变化量的负值。

8.一种自动泊车控制装置，其特征在于，包括：

计算模块，用于获取车辆行驶时的加速度误差和速度误差，根据所述加速度误差和所述速度误差确定油门变化量；根据所述油门变化量，确定制动变化量；

判断模块，用于判断所述速度误差是否在预设区间内，若不是，则判断所述速度误差大于所述预设区间的上限还是小于所述预设区间的下限；

控制模块，用于若所述速度误差小于所述预设区间的下限，则根据所述制动变化量，对车辆进行制动控制，若所述速度误差大于所述预设区间的上限，则根据油门变化量，对车辆进行油门控制。

9.一种控制终端，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行权利要求1至7中任一项所述的自动泊车控制方法。

10.一种可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行权利要求1至7中任一项所述的自动泊车控制方法。

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