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原文传递无人车倒车模型控制方法、装置、设备及计算机可读介质

专利名称：	无人车倒车模型控制方法、装置、设备及计算机可读介质
摘要：	本发明提出一种无人车倒车模型控制方法、装置、设备和计算机可读介质，所述方法包括：利用无人车的车身的受力情况，建立车辆前行的动力学模型；对所述前行的动力学模型的质心位置，输入量与状态量进行对称等效转换，得到倒车模型；利用倒车的空间大小，确定误差等级，根据误差等级对控制器重新调整参数。本发明实施例采用对无人车辆在倒车时进行重新建模，可以提高车辆倒车的精确度。在倒车时根据倒车的空间大小，调整误差的参数，从而可以根据实际情况进行及时调整。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	百度在线网络技术(北京)有限公司
发明人：	谭益农
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201910122818.3
公开号：	CN109823348A
代理机构：	北京市铸成律师事务所
代理人：	丁银泽;张臻贤
分类号：	B60W50/00(2006.01);B;B60;B60W;B60W50
申请人地址：	100085 北京市海淀区上地十街10号百度大厦三层
主权项：	1.一种无人车倒车模型控制方法，其特征在于，包括：利用无人车的车身的受力情况，建立车辆前行的动力学模型；对所述前行的动力学模型的质心位置，输入量与状态量进行对称等效转换，得到倒车模型；利用倒车的空间大小，确定误差等级，根据误差等级对控制器重新调整参数。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用无人车的车身的受力情况，建立车辆前行的动力学模型，包括：建立车身的受力方程；对所述的受力方程进行简化处理；对简化处理后的受力方程进行线性化处理，获得车辆的前进的动力学模型。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述车身的受力方程包括：在x方向的力学方程：在y方向的力学方程：车辆旋转力矩平衡方程：其中，x方向为车辆的轮胎的纵向，y方向为车辆的轮胎的切向，m表示车辆的质量，vx表示在x方向的速度，表示vx的一阶导数，vy表示在y方向的速度，表示vy的一阶导数，Fxf和Fyf分别表示车辆前轮受到的纵向和切向力，Fxr和Fyr分别表示车辆后轮受到的纵向和切向力，ω表示车辆转向角速度，表示ω的一阶导数，β表示车辆前轮转向角，Iz表示车辆的转动惯量，lf和lr分别表示前轮和后轮到车辆质心的距离。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述的受力方程进行简化处理，包括：将前后轮胎收到的纵向力设置为0；将轮胎所受的切向力设置为侧偏角的线性函数；在x方向将车辆上的任意点的速度设置为相等；在y方向，将车辆任意点的速度设置为质心速度与围绕质心旋转线速度的矢量和；获得非线性模型：其中：其中 Cαf和Cαr分别表示车辆前轮和后轮的侧偏刚度。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对简化处理后的受力方程进行线性化处理，包括：对方程在β＝0处进行线性化处理，获得车体坐标系的最终线性状态方程：表示方向上的线速度，表示y方向的线加速度，表示转向角速度，表示转向角加速度；将用x表示，将用表示，将用A′表示，将用B′表示，则所述非线性状态方程可以表示为：其中，x为车辆的状态量，β为车辆的输入量，A′为转移状态矩阵，B′为输入矩阵。 6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在倒车时对车辆的输入量与状态量的进行对称等效转换，包括：将车辆的质心位置，输入量β和状态量x分别进行对称等效转换。 7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用倒车的空间大小，确定误差等级，根据误差等级对控制器重新调整参数，包括：设置误差目标函数：其中：x(k)，表示k时刻的状态量x矩阵， δ(k)表示k时刻的方向盘转角矩阵， δ(k)＝-Kx(k)，K＝(R+B′TPB′)-1B′TPA′，其中矩阵P＝A′TPA′-A′TPB′(R+B′TPB′)-1B′TPA′+Q；调节q1，q2，q3，q4的相对权重，以调整无人车的倒车参数。 8.一种无人车倒车模型控制装置，其特征在于，包括：建立模块，用于利用无人车的车身的受力情况，建立车辆前行的动力学模型；转换模块，用于对所述前行的动力学模型的质心位置，输入量与状态量进行对称等效转换，得到倒车模型；调整模块，用于利用倒车的空间大小，确定误差等级，根据误差等级对控制器重新调整参数。 9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述建立模块包括：方程建立子模块，用于建立车身的受力方程；简化子模块，用于对所述的受力方程进行简化处理；线性化模块，用于对简化处理后的受力方程进行线性化处理，获得车辆的前进的动力学模型。 10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述车轮的受力方程包括：在x方向的力学方程：在y方向的力学方程：车辆旋转力矩平衡方程：其中，x方向为车辆的轮胎的纵向，y方向为车辆的轮胎的切向，m表示车辆的质量，vx表示在x方向的速度，表示vx的一阶导数，vy表示在y方向的速度，表示vy的一阶导数，Fxf和Fyf分别表示车辆前轮受到的纵向和切向力，Fxr和Fyr分别表示车辆后轮受到的纵向和切向力，ω表示车辆转向角速度，表示ω的一阶导数，β表示车辆前轮转向角，Iz表示车辆的转动惯量，lf和lr分别表示前轮和后轮到车辆质心的距离。 11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述简化子模块包括：第一设置单元，用于将前后轮胎收到的纵向力设置为0；第二设置单元，用于将轮胎所受的切向力设置为侧偏角的线性函数；第三设置单元，用于在x方向将车辆上的任意点的速度设置为相等：第四设置单元，用于在y方向，将车辆任意点的速度设置为质心速度与围绕质心旋转线速度的矢量和：获取单元，用于获得非线性模型：其中：其中Cαf和Cαr分别表示车辆前轮和后轮的侧偏刚度。 12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述线性化模块具体用于对方程在β＝0处进行线性化处理，获得车体坐标系的最终线性状态方程：表示方向上的线速度，表示y方向的线加速度，表示转向角速度，表示转向角加速度；将用X表示，将用表示，将用A′表示，将用B′表示，则所述非线性状态方程可以表示为：其中，x为车辆的状态量，β为车辆的输入量，A′为转移状态矩阵，B′为输入矩阵。 13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述转换模块具体用于将车辆的质心位置，输入量β和状态量x分别进行对称等效转换。 14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述调整模块包括：误差设置子模块，用于设置误差目标函数：其中：x(k)，表示k时刻的状态量x矩阵， δ(k)表示k时刻的方向盘转角矩阵， δ(k)＝-Kx(k)，K＝(R+B′TPB′)-1B′TPA′，其中矩阵P＝A′TPA′-A′TPB′(R+B′TPB′)-1B′TPA′+Q；调节子模块，用于调节q1，q2，q3，q4的相对权重，以调整无人车的倒车参数。 15.一种无人车倒车模型控制设备，其特征在于，所述设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的无人车倒车模型控制方法。 16.一种计算机可读介质，其存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的无人车倒车模型控制方法。
所属类别：	发明专利