一种智能驾驶车辆纵向加速度动态校正方法及装置与流程

本发明涉及智能驾驶车辆控制技术领域，尤其涉及一种智能驾驶车辆纵向加速度动态校正方法及装置。

背景技术：

智能驾驶涉及环境感知、高精定位、决策规划、执行控制等众多技术领域，其中，执行控制作为智能驾驶车辆系统的最底层，直接关系着智能驾驶功能的最终实现。执行控制的前提是有一个准确的控制目标输入，对于车辆的运动控制而言，一般将其分为车辆纵向控制和横向控制，其中纵向控制最主要的一个输入为车辆的目标纵向加速度。现有技术中的智能车辆加速度控制方法，是通过获取车辆当前的目标加速度，再控制车辆跟随目标加速度轨迹；也有技术通过车速计算车辆加速度并且进行动态估计，从而有效准确地跟踪车辆纵向加速度实际数值；还有的技术中公共加速度传感器采集车辆加速度后进一步进行相应的校正以解决加速度计输出的加速度存在精度不高的问题。智能驾驶车辆控制中，车辆的目标加速度一般来源于决策规划层(planning)，上述技术方案中，对于车辆的目标加速度的获取没有进行过多的描述，而是默认其为准确的，亦没有相关技术方案对目标加速度的控制系统输入层进行校正处理，但在实际的车辆行驶过程中，由于路面环境的不确定性和传感器采集或者数据处理的误差，导致planning层发送的目标加速度可能具有一定的理论限制，使得目标加速度存在一定的误差，此时如果将存在误差的目标加速度直接作为控制系统输入，将会影响控制系统的控制精度。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种智能驾驶车辆纵向加速度动态校正方法及装置，对智能控制决策规划层发送的智能驾驶车辆的运行计划进行动态校正，提升其实时性和精确性，为智能驾驶车辆的纵向控制系统的输入提供了更加可靠的保证，从而保证智能驾驶车辆纵向控制的性能。

(二)技术方案

第一方面，本发明提供了一种智能驾驶车辆纵向加速度动态校正方法，用于校正运动物体的纵向加速度，智能驾驶车辆预设有运行计划，运行计划至少包括智能驾驶车辆的目标位置、纵向加速度以及速度，方法包括：s1，以智能驾驶车辆的当前位置为起点向前预设多个预瞄位置点；s2，在目标位置上映射预瞄位置点对应的多个位置点；s3，获取对应的多个位置点的速度；s4，根据速度获取多个预瞄位置点的加速度；s5，采用多个预瞄位置点的加速度校正智能驾驶车辆的纵向加速度。

可选地，步骤s2具体为：以与预瞄位置点距离最小为原则在目标位置上映射多个位置点。

可选地，当目标位置的最大距离小于预瞄位置点的最大距离时，则预瞄位置点中大于目标位置的最大距离的部分映射目标位置的最大距离点。

可选地，多个预瞄位置点依次为x0、x1、……、xn，步骤s1具体包括：s11，预设一初始距离fix，一最小时间参数τmin以及一最大时间参数τmax，根据智能驾驶车辆的车速v获得第一个预瞄位置点x0的位置，预瞄位置点x0的计算公式为：

x0＝max(fix，τmin×v)

s12，获取其他预瞄位置点的位置，其计算公式为：

xi＝x0+τ×i×v

其中，i∈[1，n]，τ为平均时间间隔，

可选地，步骤s4中多个预瞄位置点的加速度计算公式分别为：

其中，s0、s1、……、sn分别为多个预瞄位置点x0、x1、……、xn映射的多个位置点，v0、v1、……、vn分别为多个位置点s0、s1、……、sn对应的速度，a|i为预瞄位置点xi处对应的加速度，a|0为预瞄位置点x0处对应的加速度。

可选地，步骤s5包括：s51，根据多个预瞄位置点的加速度获取预瞄位置点的预瞄点纵向加速度；s52，根据预瞄点纵向加速度校正运行计划中的纵向加速度。

可选地，步骤s51具体为：

为每一预瞄位置点的加速度设置一权重系数，分别为k0、k1、……、kn，则预瞄点纵向加速度a’的计算公式为：

其中，k0+k1+…+kn≤1。

可选地，步骤s52具体为：为预瞄点纵向加速度a’和运行计划中的纵向加速度a’’分别设置一权重系数k’和k’’，则校正后的运行计划中的纵向加速度a的计算公式为：

a＝a’×k’+a”×k”

其中，k’+k”≤1。

第二方面，本发明还提供了一种智能驾驶车辆纵向加速度动态校正装置，用于校正运动物体的纵向加速度，智能驾驶车辆预设有运行计划，运行计划至少包括智能驾驶车辆的目标位置、纵向加速度以及速度，装置包括：预设模块，用于以智能驾驶车辆的当前位置为起点向前预设多个预瞄位置点；映射模块，用于在目标位置上映射预瞄位置点对应的多个位置点；第一获取模块，用于获取对应的多个位置点的速度；第二获取模块，用于根据速度获取多个预瞄位置点的加速度；校正模块，用于根据多个预瞄位置点的加速度获取智能驾驶车辆校正后的纵向加速度。

可选地，映射模块具体为：以与预瞄位置点距离最小为原则在目标位置上映射多个位置点。

(三)有益效果

本发明提供了一种智能驾驶车辆纵向加速度动态校正方法及装置，通过预设预瞄位置点，并且该预瞄位置点与智能驾驶车辆预设的运行计划中的目标位置进行很好的映射，进而求取预瞄位置点的加速度，通过该加速度实现对运行计划中纵向加速度的校正，提升了校正的实时性和精确性。

附图说明

图1示意性示出了本公开实施例的智能驾驶车辆纵向加速度动态校正方法的步骤图；

图2示意性示出了本公开实施例的预瞄位置点的划分方法示意图；

图3示意性示出了本公开实施例的智能驾驶车辆纵向加速度动态校正装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

第一方面，本发明提供了一种智能驾驶车辆纵向加速度动态校正方法，用于校正运动物体的纵向加速度，智能驾驶车辆预设有运行计划，运行计划至少包括智能驾驶车辆的目标位置、纵向加速度以及速度，参见图1，方法包括：s1，以智能驾驶车辆的当前位置为起点向前预设多个预瞄位置点；s2，在目标位置上映射预瞄位置点对应的多个位置点；s3，获取对应的多个位置点的速度；s4，根据速度获取多个预瞄位置点的加速度；s5，采用多个预瞄位置点的加速度校正智能驾驶车辆的纵向加速度。以下将以该具体实施例为例对本发明进行详细描述。

在智能驾驶的车辆中，车辆的运行计划来自于决策规划层(planning)，车辆在前进的过程中，planning层会预设有运行计划，以指导车辆的下一步进程，该运行计划至少包括车辆的目标位置、纵向加速度以及车辆运行过程中的速度等。

s1，以智能驾驶车辆的当前位置为起点向前预设多个预瞄位置点；

如图2所示，根据车辆的当前实际位置作为起点，纵向向前设置m个预瞄位置点，本发明实施例中m取6，分别为x0、x1、……、x5，步骤s1具体包括：

s11，预设一初始距离fix，一最小时间参数τmin以及一最大时间参数τmax，根据智能驾驶车辆的车速v获得第一个预瞄位置点x0的位置，预瞄位置点x0的计算公式为：

x0＝max(fix，τmin×v)

本发明实施例中，该初始距离fix为0.2m，最小时间参数τmin为0.8s，最大时间参数τmax为2s，车辆当前的实际车速为v，即可的第一个预瞄位置点x0的计算公式为：

x0＝max(0.2，0.8×v)

s12，获取其他预瞄位置点的位置，其计算公式为：

xi＝x0+τ×i×v

其中，i∈[1，n]，τ为平均时间间隔，

根据τmin和τmax可以计算获得中间点的平均时间间隔因此可以计算得到其他预瞄位置点的位置计算公式为：

xi＝x0+τ×i×v

其中，i为第i+1个预瞄位置点。

s2，在目标位置上映射预瞄位置点对应的多个位置点；

具体的，以与预瞄位置点距离最小为原则在运行计划的目标位置上映射多个位置点，分别为s0、s1、……、sn。其中一种特殊情况，当planning发送的运行计划中的目标位置的最大距离小于预瞄位置点的最大距离时，则预瞄位置点中大于目标位置的最大距离的部分映射目标位置的最大距离点。

s3，获取所述对应的多个位置点的速度；

由步骤s2可以得到预瞄位置点x0、x1、……、xn对应的目标位置上的位置点s0、s1、……、sn，进一步通过运行计划可以得到s0、s1、……、sn处对应的速度v0、v1、……、vn，将此速度作为预瞄位置点x0、x1、……、xn处的速度。

s4，根据速度获取多个预瞄位置点的加速度；

根据位移加速度与速度的计算公式可以分别获得多个预瞄位置点的加速度。

多个预瞄位置点的加速度计算公式分别为：

其中，s0、s1、……、sn分别为所述多个预瞄位置点x0、x1、……、xn映射的多个位置点，v0、v1、……、vn分别为所述多个位置点s0、s1、……、sn对应的速度，a|i为预瞄位置点xi处对应的加速度，a|0为预瞄位置点x0处对应的加速度。

s5，采用多个预瞄位置点的加速度校正智能驾驶车辆的纵向加速度。

步骤s5具体包括：

s51，根据多个预瞄位置点的加速度获取预瞄位置点的预瞄点纵向加速度；

具体的，首先为每一预瞄位置点的加速度设置一权重系数，分别为k0、k1、……、kn，则预瞄点纵向加速度α’的计算公式为：

其中，k0+k1+…+kn≤1，权重系数k0、k1、……、kn可根据实际控制情况进行定义，没有固定范围，大于零均可，本发明实施例中：

s52，根据预瞄点纵向加速度校正运行计划中的纵向加速度。

由步骤s51可得到预瞄点纵向加速度a’，然后为预瞄点纵向加速度a’和运行计划中的纵向加速度a”分别设置一权重系数k’和k”，则校正后的运行计划中的纵向加速度a的计算公式为：

a＝a’×k’+a”×k”

其中，k’+k”≤1。

通过上述计算即可得到校正后的运行计划中的纵向加速度a，以该纵向加速度a为控制目标跟随的目标轨迹。

第二方面，本发明提供了一种智能驾驶车辆纵向加速度动态校正装置300，用于校正运动物体的纵向加速度，智能驾驶车辆预设有运行计划，运行计划至少包括所述智能驾驶车辆的目标位置、纵向加速度以及速度，参见图3，装置300包括：预设模块301、映射模块302、第一获取模块303、第二获取模块304以及第三获取模块305。

具体的，预设模块301，用于以智能驾驶车辆的当前位置为起点向前预设多个预瞄位置点；

具体为，预设一初始距离fix，一最小时间参数τmin以及一最大时间参数τmax，并根据所述智能驾驶车辆的车速v获得第一个预瞄位置点x0的位置，预瞄位置点x0的计算公式为：

x0＝max(fix，τmin×v)

获取其他预瞄位置点的位置，其计算公式为：

xi＝x0+τ×i×v

其中，i∈[1，n]，τ为平均时间间隔，

映射模块302，用于在目标位置上映射预瞄位置点对应的多个位置点；

具体的，以与预瞄位置点距离最小为原则在目标位置上映射多个位置点。其中一种特殊情况，当planning发送的运行计划中的目标位置的最大距离小于预瞄位置点的最大距离时，则预瞄位置点中大于目标位置的最大距离的部分映射目标位置的最大距离点。

第一获取模块303，用于获取对应的多个位置点的速度；

第二获取模块304，用于根据速度获取多个预瞄位置点的加速度；

校正模块305，用于根据多个预瞄位置点的加速度获取智能驾驶车辆校正后的纵向加速度。

具体的，首先，根据多个预瞄位置点的加速度获取预瞄位置点的预瞄点纵向加速度；

其次，根据预瞄点纵向加速度校正运行计划中的纵向加速度。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。