WO2023241050A1 - 车辆横向控制方法、系统及车辆 - Google Patents

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朱晓光
颜焱
王烁
袁爱进
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上海华兴数字科技有限公司
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    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/02—Control of vehicle driving stability
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

一种车辆横向控制方法、系统及车辆，控制方法包括：获取车辆的实时横向位置偏差以及实时横向方向偏差；基于实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定车辆的横向方向偏差补偿值；基于横向方向偏差补偿值以及实时横向方向偏差，确定车辆的横向调控量；基于横向调控量对车辆进行横向控制。

Description

车辆横向控制方法、系统及车辆 技术领域
本申请涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种车辆横向控制方法、系统及车辆。
发明背景
随着智能驾驶技术的不断深入发展，车辆的智能化程度也越来越高，车辆行驶安全问题也日益凸显，车辆的横向控制精度是影响车辆行驶安全的重要因素之一。
现有的车辆横向控制方法多采用智能控制算法实现，比如模型预测控制(MPC，Model Predictive Control)算法和线性二次型调节器(LQR，Linear Quadratic Regulator)算法，但通过上述智能控制算法实现车辆横向控制的过程由于存在复杂的计算过程，对计算资源需求很高且需要较长的计算时间，对计算所需硬件有很高的性能要求。因而上述智能控制算法难以实际应用于计算资源有限且要求快速动态调节的车辆控制过程中。
发明内容
本申请提供一种车辆横向控制方法、系统及车辆，用以解决相关技术中智能控制算法实现车辆横向控制时对于高性能计算资源的依赖性较高的问题，以尽量小的计算代价保证车辆横向控制精度和行驶的稳定性。
第一方面，本申请提供一种车辆横向控制方法，该方法包括：获取车辆的实时横向位置偏差以及实时横向方向偏差；基于所述实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定所述车辆的横向方向偏差补偿值；基于所述横向方向偏差补偿值以及所述实时横向方向偏差，确定所述车辆的横向调控量；基于所述横向调控量对所述车辆进行横向控制。
根据本申请提供的车辆横向控制方法，所述获取所述车辆的实时横向方向偏差，包括：获取所述车辆的中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角以及所述车辆的实时车速；基于所述夹角和所述实时车速，确定所述车辆的实时横向速度，并将所述实时横向速度作为所述实时横向方向偏差。
根据本申请提供的车辆横向控制方法，所述获取所述车辆的实时横向方向偏差，包括：获取所述车辆的中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角，并将所述夹角作为所述实时横向方向偏差。
根据本申请提供的车辆横向控制方法，所述基于所述横向方向偏差补偿值以及所述实时横向方向偏差，确定所述车辆的横向调控量，包括：基于所述横向方向偏差补偿值以及所述实时横向方向偏差，确定所述车辆的横向加速度补偿值；基于所述横向加速度补偿值，确定所述车辆的车轮角补偿值，并将所述车轮角补偿值作为所述横向调控量。
根据本申请提供的车辆横向控制方法，所述基于所述横向加速度补偿值，确定所述车辆的车轮角补偿值，包括：获取所述车辆的轴距以及实时车速；基于所述车辆的轴距、实时车速以及所述车辆的中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角，对所述横向加速度补偿值进行非线性变换，得到所述车轮角补偿值。
根据本申请提供的车辆横向控制方法，所述基于所述横向方向偏差补偿值以及所述实时横向方向偏差，确定所述车辆的横向加速度补偿值，包括：基于所述横向方向偏差补偿值以及所述实时横向方向偏差，确定所述车辆的横向加速度理论补偿值；对所述横向加速度理论补偿值进行安全限幅，得到所述横向加速度补偿值。
根据本申请提供的车辆横向控制方法，所述基于所述实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定所述车辆的横向方向偏差补偿值，包括：基于所述实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定所述车辆的横向方向偏差理论补偿值；对所述横向方向偏差理论补偿值进行安全限幅，得到所述横向方向偏差补偿值。
根据本申请提供的车辆横向控制方法，所述基于所述横向调控量对所述车辆进行横向控制，包括：基于所述横向调控量，确定所述车辆的方向盘角度补偿值；基于所述方向盘角度补偿值，对所述车辆进行横向控制。
第二方面，本申请还提供一种车辆横向控制系统，该系统包括：获取模块，用于获取车辆的实时横向位置偏差以及实时横向方向偏差；第一处理模块，用于基于所述实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定所述车辆的横向方向偏差补偿值；第二处理模块，用于基于所述横向方向偏差补偿值以及所述实时横向方向偏差，确定所述车辆的横向调控量；控制模块，用于基于所述横向调控量对所述车辆进行横向控制。
第三方面，本申请还提供一种车辆，所述车辆使用上述任一种所述车辆横向控制方法或者包括上述车辆横向控制系统。
本申请提供的车辆横向控制方法、系统及车辆，通过实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定车辆的横向方向偏差补偿值，并基于横向方向偏差补偿值以及实时横向方向偏差，确定车辆的横向调控量，进而对车辆进行横向控制。本申请中采用了车辆的横向位置偏差和横向方向偏差两种负反馈控制，通过串级控制的方式实现车辆的横向控制，增强了控制过程的抗干扰性和稳定性。
附图简要说明
为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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是本申请提供的车辆横向控制方法的流程示意图。
图2是本申请实施例中车辆模型的状态示意图。
图3是本申请一实施例提供的车辆横向控制方法的实现原理示意图。
图4是本申请另一实施例提供的车辆横向控制方法的实现原理示意图。
图5是本申请另一实施例提供的车辆横向控制方法的实现原理示意图。
图6是本申请提供的车辆横向控制系统的结构示意图。
图7是本申请提供的电子设备的结构示意图。
实施本申请的方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面结合图1至图6描述本申请的实施例提供的车辆横向控制方法、系统及车辆。
图1示出了本申请实施例提供的车辆横向控制方法，该方法包括如下步骤。
步骤101：获取车辆的实时横向位置偏差以及实时横向方向偏差。
本实施例中实时横向位置偏差主要指的是实时获得的车辆两后轮连心线中点到目标轨迹点所在轨迹切线方向的垂直距离，实时横向方向偏差可以是实时获得的车辆中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角，也可以是实时获得的横向速度偏差。
本实施例中提到的目标轨迹点，指的是预先规划的轨迹路线上与车辆当前位置最接近的轨迹点。如果车辆不存在横向偏差，则车辆两后轮连心线中点到目标轨迹点所在轨迹切线方向的垂直距离应为零，同时车辆的横向速度及横向加速度均为零。
横向偏差可以包括横向位置偏差、横向速度偏差以及横向加速度偏差。
步骤102：基于实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定车辆的横向方向偏差补偿值。
在本实施例中，可以通过横向位置控制器获得横向方向偏差补偿值，横向位置控制器可以采用能够实现反馈控制的控制器实现，比如可以采用比例积分微分(PID，Proportion Integration Differentiation)控制器、比例积分(PI，Proportion Integration)控制器、比例微分(PD，Proportion Differentiation)控制器以及比例(P，Proportion)控制器中的一种或者几种的组合，将期望横向位置偏差作为横向位置控制器的给定值，将实时横向位置偏差作为横向位置控制器的反馈值，均输入横向位置控制器，进而可以输出车辆的横向方向偏差补偿值。通常情况下，预设的期望横向位置偏差为零或者也可以是基于控制精度设定的偏差阈值或偏差阈值范围。
本实施例中横向方向偏差补偿值主要指的是为使得当前的实时横向方向偏差趋于期望横向方向偏差的补偿量。相应的，横向方向偏差补偿值可以是角度补偿值，用于调节车辆中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角。横向方向偏差补偿值也可以是横向速度补偿值。
步骤103：基于上述横向方向偏差补偿值以及实时横向方向偏差，确定车辆的横向调控量。
在本实施例中，可以通过横向方向控制器获得车辆的横向调控量，横向方向控制器可以是横向速度控制器，也可以是横向角度控制器，均可以采用能够实现反馈控制的控制器实现，比如可以采用PID控制器、PI控制器、PD控制器以及P控制器中的一种或者几种的组合，将横向方向偏差补偿值作为横向方向控制器的给定值，将实时横向方向偏差作为横向方向控制器的反馈值，均输入横向方向控制器，进而可以根据横向方向控制器的输出直接或间接确定车辆的横向调控量。
本实施例通过设置横向位置控制器和横向方向控制器，两者之间实现串联，从而达到通过串级控制方式对车辆进行准确、稳定的横向控制的目的。
本实施例中横向调控量指的是可以控制车辆转向的控制量，包括车辆横向加速度补偿值或车轮角补偿值，其中，横向加速度补偿值经转换公式可以变换为车轮角补偿值。本实施例中横向调控量主要指的是车轮角补偿值。
步骤104：基于横向调控量对车辆进行横向控制。
基于横向调控量可以控制车辆转向进而使横向偏差趋于零，在实际应用过程中，可以将横向调控量输入车辆的线控转向系统，线控转向系统根据车轮角补偿值完成对方向盘角度的控制，进一步控制车辆转向，从而实现横向控制。
如图2所示，本实施例可以将车辆简化为两轮自行车模型，车辆的轴距为L，以目标轨迹点m所在轨迹的切线方向n(即目标轨迹点切线方向)为X轴、以与X轴垂直的方向为Y轴建立坐标系，车辆两后轮连心线中点到目标轨迹点所在轨迹切线方向的垂直距离，即实时横向位置偏差为ec，车辆中线与X轴的夹角为ψ，车轮角为δ，假设驾驶车速基本保持不变，存在如下关系：
其中，y为横向位置偏差，为横向速度，为横向加速度，v为实时车速，L为车辆的轴距，ψ为车辆中线与X轴的夹角，δ为车轮角。
以无人驾驶车辆为例，车辆横向控制的目标是横向位置偏差为零，同时横向速度和横向加速度也为零，由于位置的变化率是速度，速度的变化率是加速度，因此本实施例采用将控制器串联的方式实现位置、速度和加速度同时为零的控制。
在示例性实施例中，获取车辆的实时横向方向偏差，具体可以包括：获取车辆的中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角以及车辆的实时车速；基于夹角和实时车速，确定车辆的实时横向速度，并将实时横向速度作为实时横向方向偏差。
也就是说，本实施例中实时横向方向偏差可以是实时横向速度，对应地，横向方向偏差补偿值即是横向速度补偿值。
在示例性实施例中，获取车辆的实时横向方向偏差，包括：获取车辆的中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角，并将上述夹角作为实时横向方向偏差。
也就是说，本实施例中实时横向方向偏差可以是车辆中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角，对应地，横向方向偏差补偿值即是车辆中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角的补偿值。
在示例性实施例中，基于横向方向偏差补偿值以及实时横向方向偏差，确定车辆的横向调控量，具体可以包括：基于横向方向偏差补偿值以及实时横向方向偏差，确定车辆的横向加速度补偿值；基于横向加速度补偿值，确定车辆的车轮角补偿值，并将车轮角补偿值作为横向调控量。
本实施例即为通过横向方向控制器的输出间接确定横向调控量的方案，将横向方向偏差补偿值以及实时横向方向偏差均输入横向方向控制器后，可以直接输出车辆的横向加速度补偿值，再通过横向加速度补偿值确定车辆的车轮角补偿值，从而得到横向调控量。
在上述实施例的基础上，基于横向加速度补偿值，确定车辆的车轮角补偿值，具体可以包括：获取车辆的轴距以及实时车速；基于车辆的轴距、实时车速以及车辆的中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角，对横向加速度补偿值进行非线性变换，得到车轮角补偿值。
具体地，基于上述公式(1)中第三个公式，即可确定上述非线性变换的公式为：
其中，δ*为车轮角补偿值，为横向加速度补偿值，v为实时车速，L为车辆的轴距，ψ为车辆中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角。
在示例性实施例中，基于横向方向偏差补偿值以及实时横向方向偏差，确定车辆的横向加速度补偿值，具体可以包括：基于横向方向偏差补偿值以及实时横向方向偏差，确定车辆的横向加速度理论补偿值；对横向加速度理论补偿值进行安全限幅，得到横向加速度补偿值。
为了保证车辆横向控制过程的安全性，可以对横向方向控制器的输出做安全限幅处理。具体地，可以预先设定一个横向加速度补偿值的安全阈值范围，将横向方向控制器输出的横向加速度理论补偿值与该安全阈值范围进行比较。若横向加速度理论补偿值超出该安全阈值范围的上限值或下限值时，以该上限值或下限值作为横向加速度补偿值，从而可以将横向加速度补偿值限制在安全阈值范围内。
在示例性实施例中，基于实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定车辆的横向方向偏差补偿值，具体可以包括：基于实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定车辆的横向方向偏差理论补偿值；对横向方向偏差理论补偿值进行安全限幅，得到横向方向偏差补偿值。
与上述横向加速度安全限幅过程类似地，横向方向偏差也可以做安全限幅处理，具体地，可以预先设定一个横向方向偏差补偿值的安全阈值范围，将横向位置控制器输出的横向方向偏差理论补偿值与上述横向方向偏差补偿值的安全阈值范围进行比较。若横向方向偏差理论补偿值超出该安全阈值范围的上限值或下限值时，以该上限值或下限值作为横向方向偏差补偿值，从而可以将横向方向偏差补偿值限制在安全阈值范围内，进一步保证了车辆横向控制过程的安全性。
在示例性应用过程中上述安全限幅用的上限值、下限值可以根据实际行驶路况和实际车速合理设定，可以事先对不同行驶路况和不同车速下的安全限幅用上限值、下限值进行标定，从而根据实际感知到的行驶路况和车速确定相应的上限值，从而可以保证安全限幅过程更符合实际应用场景需求，安全性更高。
在示例性实施例中，基于横向调控量对车辆进行横向控制，包括：基于横向调控量，确定车辆的方向盘角度补偿值；基于方向盘角度补偿值，对车辆进行横向控制。
本实施例中基于横向调控量对车辆进行横向控制的过程可以与线性转向系统配合完成，通过横向调控量确定方向盘角度补偿值，进而通过方向盘角度补偿值控制车辆转向，实现车辆的横向控制。
下面通过多个具体的实施例详细说明上述车辆横向控制方法的实现原理。
参见附图3，本实施例以实时横向方向偏差为实时横向速度、横向调控量通 过横向加速度补偿值经非线性变换而得到为例，对上述车辆横向控制方法的实现原理进行说明，本实施例中横向位置控制器和横向速度控制器均采用PID控制器。
首先，将期望横向位置偏差0以及实时横向位置偏差ec输入横向位置控制器，经横向位置控制器输出横向速度理论补偿值，并通过预设的安全控制策略进行速度限幅后，得到横向速度补偿值
将横向速度补偿值以及经v sinψ计算得到的实时横向速度vc输入横向速度控制器，经横向速度控制器输出横向加速度理论补偿值，并通过预设的安全控制策略进行加速度限幅后，得到横向加速度补偿值
将横向加速度补偿值按照上述公式(2)做非线性变换，得到车轮角补偿值δ*，进而通过车轮角补偿值δ*实现车辆横向控制。
再次获取上述横向控制后的车辆对应的实时横向位置偏差ec以及实时横向速度vc，从而完成下一轮的横向控制流程，上述过程循环进行直至实时横向位置偏差、实时横向速度以及横向加速度补偿值均为零，整个闭环控制过程结束。
参见附图4，本实施例以实时横向方向偏差为车辆中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角、横向调控量通过横向加速度补偿值经非线性变换而得到为例，对上述车辆横向控制方法的实现原理进行说明，本实施例中横向位置控制器和横向角度控制器均采用PID控制器。
首先，将期望横向位置偏差0以及实时横向位置偏差ec输入横向位置控制器，经横向位置控制器输出车辆中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角理论补偿值，并通过预设的安全控制策略进行角度限幅后，得到车辆中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角补偿值ψ*；
将车辆中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向的之间的夹角补偿值ψ*以及车辆中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的实时夹角ψ输入横向角度控制器，经横向角度控制器输出横向加速度理论补偿值，并通过预设的安全控制策略进行加速度限幅后，得到横向加速度补偿值
将横向加速度补偿值按照上述公式(2)做非线性变换，得到车轮角补偿值δ*，进而通过车轮角补偿值δ*实现车辆横向控制。
再次获取上述横向控制后的车辆对应的实时横向位置偏差ec以及车辆中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的实时夹角ψ，从而完成下一轮的横向控制流程，上述过程循环进行直至实时横向位置偏差、车辆中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的实时夹角以及横向加速度补偿值均为零，整个闭环控制过程结束。
本实施例中内环使用横向角度控制器，通过控制车辆中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向的夹角，间接实现对车辆横向速度的控制。
参见附图5，本实施例以实时横向方向偏差为实时横向速度、横向调控量不经过非线性变换直接得到为例，对上述车辆横向控制方法的实现原理进行说明， 本实施例中横向位置控制器和横向速度控制器均采用PID控制器。
首先，将期望横向位置偏差0以及实时横向位置偏差ec输入横向位置控制器，经横向位置控制器输出横向速度理论补偿值，并通过预设的安全控制策略进行速度限幅后，得到横向速度补偿值
将横向速度补偿值以及经vsinψ计算得到的实时横向速度vc输入横向速度控制器，经横向速度控制器输出车轮角理论补偿值，并通过预设的安全控制策略进行轮角限幅后，得到车轮角补偿值δ*，进而通过车轮角补偿值δ*实现车辆横向控制。
再次获取上述横向控制后的车辆对应的实时横向位置偏差ec以及实时横向速度vc，从而完成下一轮的横向控制流程，上述过程循环进行直至实时横向位置偏差以及实时横向速度均为零，整个闭环控制过程结束。
本实施例通过设置在内环的横向速度控制器直接输出理论车轮角，不进行非线性变换过程，相对来说流程更加简便，更加易于实现。
上述实施例中提到的安全控制策略指的是预先设定好的对横向速度理论补偿值、横向加速度理论补偿值、车辆中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角理论补偿值以及车轮角理论补偿值的安全限幅策略，目的在于将上述理论数据限值在安全阈值范围内，以保证车辆横向控制过程的安全性。
本申请实施例提供的车辆横向控制方法，通过将位于外环的控制器与位于内环的控制器串联，通过串级控制的方式实现车辆横向控制，控制过程对算力的要求低，硬件成本大幅度降低，且物理概念清晰，相较于传统的MPC算法、LQR算法等方案更加简单，易于实现，可以实现无人驾驶过程中车辆的横向位置、速度和加速度的同步控制，轨迹跟踪精度更高，车辆横向控制精度和稳定性均有效提高。
下面对本申请提供的车辆横向控制系统进行描述，下文描述的车辆横向控制系统与上文描述的车辆横向控制方法可相互对应参照。
图6示出了本申请实施例提供的车辆横向控制系统，该系统包括如下模块。
获取模块601，用于获取车辆的实时横向位置偏差以及实时横向方向偏差。
第一处理模块602，用于基于实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定车辆的横向方向偏差补偿值。
第二处理模块603，用于基于横向方向偏差补偿值以及实时横向方向偏差，确定车辆的横向调控量。
控制模块604，用于基于横向调控量对车辆进行横向控制。
在示例性实施例中，获取模块601具体可以通过如下方式获取车辆的实时横向方向偏差：获取车辆的中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角以及车辆的实时车速；基于上述夹角和实时车速，确定车辆的实时横向速度，并将实时 横向速度作为实时横向方向偏差。
在示例性实施例中，获取模块601具体可以通过如下方式获取车辆的实时横向方向偏差，包括：获取车辆的中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角，并将上述夹角作为实时横向方向偏差。
在示例性实施例中，上述第二处理模块603具体可以用于：基于横向方向偏差补偿值以及实时横向方向偏差，确定车辆的横向加速度补偿值；基于横向加速度补偿值，确定车辆的车轮角补偿值，并将车轮角补偿值作为横向调控量。
进一步地，上述第二处理模块603具体可以通过如下方式实现基于横向加速度补偿值，确定车辆的车轮角补偿值：获取车辆的轴距以及实时车速；基于车辆的轴距、实时车速以及车辆的中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角，对横向加速度补偿值进行非线性变换，得到车轮角补偿值。
进一步地，上述第二处理模块603具体可以通过如下方式实现基于横向方向偏差补偿值以及实时横向方向偏差，确定车辆的横向加速度补偿值：基于横向方向偏差补偿值以及实时横向方向偏差，确定车辆的横向加速度理论补偿值；对横向加速度理论补偿值进行安全限幅，得到横向加速度补偿值。
在示例性实施例中，上述第一处理模块602具体可以用于：基于实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定车辆的横向方向偏差理论补偿值；对横向方向偏差理论补偿值进行安全限幅，得到横向方向偏差补偿值。
在示例性实施例中，上述控制模块604具体可以用于：基于横向调控量，确定车辆的方向盘角度补偿值；基于方向盘角度补偿值，对车辆进行横向控制。
由此可见，本申请实施例提供的车辆横向控制系统，可以通过第一处理模块根据实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定车辆的横向方向偏差补偿值，并通过第二处理模块基于横向方向偏差补偿值以及实时横向方向偏差，确定车辆的横向调控量，进而通过控制模块对车辆进行横向控制。本申请中采用了车辆横向位置偏差和横向方向偏差两种负反馈控制，设置了横向位置控制器和横向方向控制器，两者之间实现串联，从而通过串级控制的方式实现对车辆的横向控制，控制过程更加简便且可靠性更高。
另外，本申请实施例还提供一种车辆，该车辆使用上述车辆横向控制方法或者包括上述车辆横向控制系统。
本实施例中车辆可以是具备智能驾驶功能的车辆，比如无人驾驶车辆。
本实施例中车辆通过使用上述车辆横向控制方法或者包括上述车辆横向控制系统，可以利用串级控制的方式实现对车辆的横向控制，控制过程更加简便且可靠性更高。
图7示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(Processor)701、通信接口(Communications Interface)702、存储器 (Memory)703和通信总线704，其中，处理器701，通信接口702，存储器703通过通信总线704完成相互间的通信。处理器701可以调用存储器703中的逻辑指令，以执行车辆横向控制方法，该方法包括：获取车辆的实时横向位置偏差以及实时横向方向偏差；基于实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定车辆的横向方向偏差补偿值；基于横向方向偏差补偿值以及实时横向方向偏差，确定车辆的横向调控量；基于横向调控量对车辆进行横向控制。
此外，上述的存储器703中的逻辑指令可以通过软件功能单元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，本申请的技术方案本质上或者说对相关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(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请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。
另一方面，本申请还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各实施例所提供的车辆横向控制方法，该方法包括：获取车辆的实时横向位置偏差以及实时横向方向偏差；基于实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定车辆的横向方向偏差补偿值；基于横向方向偏差补偿值以及实时横向方向偏差，确定车辆的横向调控量；基于横向调控量对车辆进行横向控制。
又一方面，本申请还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现上述各实施例提供的车辆横向控制方法，该方法包括：获取车辆的实时横向位置偏差以及实时横向方向偏差；基于实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定车辆的横向方向偏差补偿值；基于横向方向偏差补偿值以及实时横向方向偏差，确定车辆的横向调控量；基于横向调控量对车辆进行横向控制。
以上所描述的系统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实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
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各实施方式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。基于 这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (15)

  1. 一种车辆横向控制方法，包括：
    获取车辆的实时横向位置偏差以及实时横向方向偏差；
    基于所述实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定所述车辆的横向方向偏差补偿值；
    基于所述横向方向偏差补偿值以及所述实时横向方向偏差，确定所述车辆的横向调控量；
    基于所述横向调控量对所述车辆进行横向控制。
  2. 根据权利要求1所述的车辆横向控制方法，其中，所述获取车辆的实时横向方向偏差，包括：
    获取所述车辆的中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角以及所述车辆的实时车速；
    基于所述夹角和所述实时车速，确定所述车辆的实时横向速度，并将所述实时横向速度作为所述实时横向方向偏差。
  3. 根据权利要求1所述的车辆横向控制方法，其中，所述获取车辆的实时横向方向偏差，包括：
    获取所述车辆的中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角，并将所述夹角作为所述实时横向方向偏差。
  4. 根据权利要求2或3所述的车辆横向控制方法，其中，所述基于所述横向方向偏差补偿值以及所述实时横向方向偏差，确定所述车辆的横向调控量，包括：
    基于所述横向方向偏差补偿值以及所述实时横向方向偏差，确定所述车辆的横向加速度补偿值；
    基于所述横向加速度补偿值，确定所述车辆的车轮角补偿值，并将所述车轮角补偿值作为所述横向调控量。
  5. 根据权利要求4所述的车辆横向控制方法，其中，所述基于所述横向加速度补偿值，确定所述车辆的车轮角补偿值，包括：
    基于所述车辆的轴距、实时车速以及所述车辆的中线与目标轨迹点所在轨迹切线方向之间的夹角，对所述横向加速度补偿值进行非线性变换，得到所述车轮角补偿值。
  6. 根据权利要求4或5所述的车辆横向控制方法，其中，所述基于所述横向方向偏差补偿值以及所述实时横向方向偏差，确定所述车辆的横向加速度补偿值，包括：
    基于所述横向方向偏差补偿值以及所述实时横向方向偏差，确定所述车辆的 横向加速度理论补偿值；
    对所述横向加速度理论补偿值进行安全限幅，得到所述横向加速度补偿值。
  7. 根据权利要求6所述的车辆横向控制方法，其中，所述对所述横向加速度理论补偿值进行安全限幅，得到所述横向加速度补偿值，包括：
    若所述横向加速度理论补偿值超出安全阈值范围的上限值或下限值，以所述上限值或所述下限值作为所述横向加速度补偿值。
  8. 根据权利要求1至7任一项所述的车辆横向控制方法，其中，所述基于所述实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定所述车辆的横向方向偏差补偿值，包括：
    基于所述实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定所述车辆的横向方向偏差理论补偿值；
    对所述横向方向偏差理论补偿值进行安全限幅，得到所述横向方向偏差补偿值。
  9. 根据权利要求8所述的车辆横向控制方法，其中，所述对所述横向方向偏差理论补偿值进行安全限幅，得到所述横向方向偏差补偿值，包括：
    若所述横向方向偏差理论补偿值超出安全阈值范围的上限值或下限值，以所述上限值或所述下限值作为横向方向偏差补偿值。
  10. 根据权利要求1至9任一项所述的车辆横向控制方法，其中，所述基于所述横向调控量对所述车辆进行横向控制，包括：
    基于所述横向调控量，确定所述车辆的方向盘角度补偿值；
    基于所述方向盘角度补偿值，对所述车辆进行横向控制。
  11. 根据权利要求1至9任一项所述的车辆横向控制方法，其中，所述基于所述实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定所述车辆的横向方向偏差补偿值，包括：
    利用横向位置控制器，基于所述实时横向位置偏差以及所述预设的期望横向位置偏差，确定所述车辆的横向方向偏差补偿值。
  12. 根据权利要求11所述的车辆横向控制方法，其中，所述横向位置控制器包括以下控制器中的一种或几种的组合：PID控制器、PI控制器、PD控制器以及P控制器。
  13. 根据权利要求1至12任一项所述的车辆横向控制方法，其中，所述车辆为无人驾驶车辆。
  14. 一种车辆横向控制系统，包括：
    获取模块，用于获取车辆的实时横向位置偏差以及实时横向方向偏差；
    第一处理模块，用于基于所述实时横向位置偏差以及预设的期望横向位置偏差，确定所述车辆的横向方向偏差补偿值；
    第二处理模块，用于基于所述横向方向偏差补偿值以及所述实时横向方向偏差，确定所述车辆的横向调控量；
    控制模块，用于基于所述横向调控量对所述车辆进行横向控制。
  15. 一种车辆，所述车辆使用如权利要求1至13任一项所述车辆横向控制方法或者包括如权利要求14所述车辆横向控制系统。
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