一种车辆踏板开度的控制方法、系统、设备和介质与流程

本公开涉及智能驾驶控制领域，具体地，涉及一种车辆踏板开度的控制方法、系统、设备和介质。
背景技术：
：智能驾驶的关键技术涉及环境感知、高精定位、决策规划和执行控制等，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。车辆运动控制作为执行控制中最核心的部分，包括纵向控制和横向控制，其中，纵向控制主要是根据确定的路径轨迹，控制车辆的车速，以保证车辆的稳定、安全及舒适行驶。纵向控制中较为广泛的为加速度跟踪控制，例如通过行驶目标加速度和加速度补偿量估算行驶阻力，从而计算获得控制量，以及例如根据车辆的实际加速度与车辆的期望加速度之间的差值确定车辆的加速度增量的平均值，根据该平均值对车辆的实际加速度进行补救。现有技术方案更多地趋于理论模型对于控制量的计算，但是一些车辆特性相关的参数选择的不确定性和车辆本身的强非线性，可能使得计算结果存在一定的偏差；并且没有相关技术方案从控制一次输入的计算中更多地考虑车辆本身的运动特性来增加控制输入可靠性；以及由于分模式控制车辆加速度，无法涵盖所有驾驶工况而限制了控制方法的拓展性。技术实现要素：(一)要解决的技术问题本公开提供了一种车辆踏板开度的控制方法、系统、设备和介质，基于车速、加速度和踏板开度的关系计算，扩展了控制方法的适用性，并基于实际加速度进行pid调节，提升了控制性能，并对踏板开度进行滤波处理，提升了整车的驾驶性能。(二)技术方案本公开提供了一种车辆踏板开度的控制方法，用于控制踏板开度以使车辆按照预设加速度运行，所述方法包括：s1，将踏板开度分为m段，并计算当前车速下该m段踏板开度对应的m个加速度；s2，获取所述预设加速度，根据所述m段踏板开度、m个加速度和预设加速度计算该预设加速度对应的第一踏板开度；s3，采集实际加速度，根据所述实际加速度与预设加速度之间的差值对所述第一踏板开度进行补偿，得到第二踏板开度；s4，根据预设规则控制所述踏板开度，使得该踏板开度等于所述第二踏板开度。可选地，所述预设加速度的值介于所述m个加速度中两个相邻加速度的值之间，所述步骤s2包括：获取所述预设加速度，根据所述预设加速度、所述两个相邻加速度以及该两个相邻加速度对应的两个踏板开度，利用线性插值法计算所述第一踏板开度。可选地，所述第一踏板开度为：其中，i＝1，2，……，m-1，α为所述第一踏板开度，ai和ai+1分别为所述两个相邻加速度的值，adsr-out为所述预设加速度的值，αi为值为ai的加速度对应的踏板开度。可选地，所述步骤s3包括：根据预设采样周期实时采集所述实际加速度；计算每一所述实际加速度与预设加速度之间的差值；利用pid控制方法，根据所述差值计算踏板开度补偿量，所述第二踏板开度等于所述第一踏板开度与踏板开度补偿量之和。可选地，所述踏板开度补偿量为：其中，j＝0，1，……，k，αctrl-cmp为所述踏板开度补偿量，t为所述预设采样周期，e(j)为第j+1个采样周期采集的实际加速度与预设加速度之间的差值，kp、ki和kd分别为pid控制方法中的p控制参数、i控制参数和d控制参数。可选地，所述步骤s1包括：将踏板开度分为m段，在每一段踏板开度下采集所述车辆的速度与加速度；通过数据拟合获得m条所述车辆的速度与加速度之间的关系曲线；根据所述当前车速查询所述m条关系曲线，获取所述当前车速下该m段踏板开度对应的m个加速度。可选地，所述步骤s4包括：根据当前车速和当前加速度计算预设变化梯度；根据预设规则控制所述踏板开度，使得该踏板开度按照所述预设变化梯度升高至所述第二踏板开度。本公开还提供了一种车辆踏板开度的控制系统，用于控制踏板开度以使车辆按照预设加速度运行，所述控制系统包括：第一计算模块，用于将踏板开度分为m段，并计算当前车速下该m段踏板开度对应的m个加速度；第二计算模块，用于获取所述预设加速度，根据所述m段踏板开度、m个加速度和预设加速度计算该预设加速度对应的第一踏板开度；补偿模块，用于采集实际加速度，根据所述实际加速度与预设加速度之间的差值对所述第一踏板开度进行补偿，得到第二踏板开度；控制模块，用于根据预设规则控制所述踏板开度，使得该踏板开度等于所述第二踏板开度。本公开还提供了一种车辆踏板开度的控制电子设备，包括：处理器；存储器，其存储有计算机可执行程序，所述程序在被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述车辆踏板开度的控制方法。本公开还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述车辆踏板开度的控制方法。(三)有益效果本公开提供的车辆踏板开度的控制方法、系统、设备和介质，具有以下有益效果：(1)通过实车测试的数据获取油门踏板开度、车速和加速度之间的关系曲线，充分考虑了车辆的实际运动特性，提升了控制方法的可靠性；(2)基于车速、加速度和油门踏板开度的关系计算，无需区分固定的驾驶模式以及驾驶场景，扩展了控制方法的适用性；(3)在理论计算的基础上，基于实际加速度反馈进行pid调节，对理论误差进行补偿，提升了控制性能；(4)在油门踏板开度输出前，对油门踏板开度进行滤波处理，避免踏板开度的阶跃性变化影响整车的驾驶性能。附图说明图1示意性示出了本公开实施例的车辆踏板开度的控制方法的流程图。图2示意性示出了本公开实施例的车辆踏板开度的控制系统的框图。图3示意性示出了本公开的电子设备的框图。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。本公开的第一实施例示出了一种车辆踏板开度的控制方法，用于控制智能驾驶车辆的踏板开度以使得智能驾驶车辆按照预设加速度运行，如图1所示，该方法包括如下操作：s1，将踏板开度分为m段，并计算当前车速下该m段踏板开度对应的m个加速度。首先，将0-100％的油门踏板开度分为m段，m大于0即可，每100/m为一段，其对应的油门踏板开度分别为α1～αm。以m＝10为例，将0-100％的油门踏板开度分为10段，这10段油门踏板开度对应的值分别为10％、20％、30％、……100％。其次，当车辆的属性参数(例如车型、车重、道路坡度等)不变时，不同的油门踏板开度下，车辆的速度与加速度具有一一对应的关系，但是油门踏板开度、车辆速度、加速度之间没有准确的理论公式，同时为了考虑车辆本身的运动特性，因此，可采用实车采集的速度与加速度进行曲线拟合获得上述对应关系。具体地，在每一段油门踏板开度下采集智能驾驶车辆的速度与加速度的实际数据，通过数据拟合获得m条车辆速度与加速度之间的关系曲线。以m＝10为例，将油门踏板开度设定为10％，采集车辆的多组速度实际数据及对应的加速度实际数据，根据该多组速度及加速度实际数据，通过数据拟合获得油门踏板开度为10％时车辆速度与加速度之间的关系曲线表达式：y＝knxn+kn-1xn-1+…+kx+e其中，y指代车辆的速度，x指代车辆的加速度，kn、kn-1、……k为相应的项系数，e为常量。同理，获得其它m-1个油门踏板开度下车辆速度与加速度之间的关系曲线。然后，在档位确定的状态下，根据当前车速，查询上述获得的m条关系曲线，获取当前车速下这m个油门踏板开度对应的m个加速度a1～am。s2，获取预设加速度，根据m段踏板开度、m个加速度和预设加速度计算该预设加速度对应的第一踏板开度。车辆输出一预设加速度adsr-out，当adsr-out≥0时车辆进入驱动控制状态，此时需要加大油门踏板开度以控制车辆加速运行，adsr-out≥0时执行以下操作。当车辆输出一预设加速度后，可能上述获得的m个加速度a1～am均无法与预设加速度完全一致，此时该预设加速度的值介于上述m个加速度a1～am中两个相邻加速度的值之间，即ai＜adsr-out＜ai+1(i＝1，2，……，m-1)。根据该预设加速度、两个相邻加速度以及这两个相邻加速度对应的两个油门踏板开度，利用线性插值法计算第一踏板开度，该第一踏板开度为理论油门踏板开度，第一踏板开度为：其中，i＝1，2，……，m，α为第一踏板开度，ai和ai+1分别为上述两个相邻加速度的值，adsr-out为预设加速度的值，αi为值为ai的加速度对应的踏板开度。s3，采集实际加速度，根据实际加速度与预设加速度之间的差值对第一踏板开度进行补偿，得到第二踏板开度。虽然操作s1通过实测的数据拟合不同油门踏板开度下速度与加速度的关系曲线充分考虑了车辆的运动特性，但是数据拟合获取关系曲线以及根据当前车速计算加速度的过程中存在误差，因此，若利用操作s2中计算的理论油门踏板开度直接输出控制车辆，会存在一定的误差。为了使控制成为闭环，提升实际控制的精度，操作s3基于实际加速度与预设加速度之间的误差对油门踏板开度进行了pid调节。首先，根据预设采样周期t实时采集车辆的实际加速度areal，共采集k+1个实际加速度，areal(j)表示第j+1个采样周期时车辆的实际加速度，j＝0，1，2，……k。其次，计算每一个实际加速度与预设加速度之间的差值：e(j)＝areal(j)-adsr-out(j)其中，j＝0，1，2，……k，e(j)表示第j+1个采样周期时车辆的实际加速度与预设加速度之间的差值。然后，利用pid控制方法，根据上述差值计算油门踏板开度补偿量αctrl-cmp：其中，kp、ki和kd分别为pid控制方法中的p控制参数、i控制参数和d控制参数，kp、ki和kd的值是通过实际调试确定的。最后，根据油门踏板开度补偿量与第一踏板开度计算第二踏板开度αctrl：αctrl＝αctrl-cmp+α其中，第二踏板开度为实际输出的油门踏板开度，其等于踏板开度补偿量与第一踏板开度之和。s4，根据预设规则控制踏板开度，使得该踏板开度等于第二踏板开度。油门踏板开度的变化直接影响车辆驱动扭矩的输出，如果油门踏板开度变化率过大，会导致车辆发生较大的顿挫和抖动，从而影响整车的驾驶舒适性，甚至降低整车关键传动部件的寿命。因此，在实际控制中，需要对计算的实际输出油门踏板开度经过一定滤波限制后再输出，以限制单位周期内油门踏板开度的变化梯度。首先，根据当前车速和当前加速度计算当前油门踏板开度下的预设变化梯度。此外，也可以采用查表法，根据车速和车辆加速度制定油门踏板开度变化梯度限制的二维map表，实际控制过程中，根据当前车速和加速度直接通过查询二维map表获取油门踏板的变化梯度。二维map表如下表所示：当前车速(km/h)当前加速度(m/s2)变化梯度(％)10152012.510242022然后，根据预设规则控制油门踏板开度，使得油门踏板开度按照上述预设变化梯度升高至第二踏板开度。例如假设当前油门踏板开度为10％，当前车速为10km/h，当前加速度为1m/s2，第二踏板开度为20％，查表可知踏板开度的变化梯度为5％，所以，当前周期输出的油门踏板开度只能上升5％开度到15％，第二个周期输出的油门踏板开度再上升至20％(即第二踏板开度)。本公开的第二实施例示出了一种车辆踏板开度的控制系统，用于控制智能驾驶车辆的踏板开度以使得智能驾驶车辆按照预设加速度运行，如图2所示，该系统包括第一计算模块210、第二计算模块220、补偿模块230和控制模块240。具体地，第一计算模块210，用于将0-100％的油门踏板开度分为m段；并在每一段油门踏板开度下采集智能驾驶车辆的速度与加速度的实际数据，通过数据拟合获得m条车辆速度与加速度之间的关系曲线；然后根据当前车速，查询上述获得的m条关系曲线，获取当前车速下这m个油门踏板开度对应的m个加速度a1～am。第二计算模块220，用于当车辆输出的预设加速度adsr-out≥0时进入驱动控制状态，判断预设加速度的值介于上述m个加速度a1～am中两个相邻加速度的值之间，根据该预设加速度、两个相邻加速度以及这两个相邻加速度对应的两个油门踏板开度，利用线性插值法计算第一踏板开度，该第一踏板开度为理论油门踏板开度，第一踏板开度为：其中，i＝1，2，……，m，α为第一踏板开度，ai和ai+1分别为上述两个相邻加速度的值，adsr-out为预设加速度的值，αi为值为ai的加速度对应的踏板开度。补偿模块230，用于根据预设采样周期t实时采集车辆的实际加速度，计算每一实际加速度与预设加速度之间的误差，然后，利用pid控制方法，根据上述差值计算油门踏板开度补偿量αctrl-cmp：其中，j＝0，2，……，k，e(j)为第j+1个采样周期采集的实际加速度与预设加速度之间的差值，kp、ki和kd分别为pid控制方法中的p控制参数、i控制参数和d控制参数。kp、ki和kd的值是通过实际调试确定的。并根据油门踏板开度补偿量对第一踏板开度进行补偿，得到第二踏板开度。控制模块240，用于根据当前车速和当前加速度计算当前油门踏板开度下的预设变化梯度，根据预设规则控制踏板开度，使得油门踏板开度按照上述预设变化梯度升高至第二踏板开度。本公开的第三实施例示出了一种电子设备，如图3所示，电子设备300包括处理器310、计算机可读存储介质320。该电子设备300可以执行上面参考图1的方法，以进行消息处理。具体地，处理器310例如可以包括通用微处理器、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(asic))，等等。处理器310还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器310可以是用于执行参考图1描述的根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。计算机可读存储介质320，例如可以是能够包含、存储、传送、传播或传输指令的任意介质。例如，可读存储介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、器件或传播介质。可读存储介质的具体示例包括：磁存储装置，如磁带或硬盘(hdd)；光存储装置，如光盘(cd-rom)；存储器，如随机存取存储器(ram)或闪存；和/或有线/无线通信链路。计算机可读存储介质320可以包括计算机程序321，该计算机程序321可以包括代码/计算机可执行指令，其在由处理器310执行时使得处理器310执行例如上面结合图1所描述的方法流程及其任何变形。计算机程序321可被配置为具有例如包括计算机程序模块的计算机程序代码。例如，在示例实施例中，计算机程序321中的代码可以包括一个或多个程序模块，例如包括321a、模块321b、……。应当注意，模块的划分方式和个数并不是固定的，本领域技术人员可以根据实际情况使用合适的程序模块或程序模块组合，当这些程序模块组合被处理器310执行时，使得处理器310可以执行例如上面结合图1所描述的方法流程及其任何变形。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。当前第1页12