一种控制参数处理方法及其装置、设备、存储介质与流程

本发明涉及信息处理技术领域，尤其涉及一种控制参数处理方法及其装置、设备、存储介质。

背景技术：

基于控制参数进行控制的系统，常需要基于系统所对应的场景对控制参数的参数值进行设置；这样，若场景发生变化，则需要根据新场景重新设置控制参数的参数值，因此，当场景过多，场景变化条件过多时，需要提前准备较多的与场景适应的参数值，参数调整效率低。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种控制参数处理方法及其装置、设备、存储介质，以解决参数调整效率低的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种控制参数处理方法，包括：

获取输入控制系统的第一信息；

获取所述第一信息经所述控制系统处理后输出的第二信息；

根据所述第一信息和所述第二信息，得到用于表征系统参数的第一参数特征；

根据所述第一参数特征、所述系统参数与控制参数之间的对应关系，得到对应调整所述控制参数的第二参数特征；

根据所述第二参数特征对所述控制参数进行调整。

在一种实施方式中，所述根据所述第二参数特征对所述控制参数进行调整，包括：

根据所述第二参数特征对所述控制参数进行调整，直至基于调整后的控制参数得到的第二信息满足预设规则。

在一种实施方式中，在所述控制系统对应的环境特征发生变化后，经由所述控制系统处理后输出的第二信息不满足预设规则；

所述根据所述第一参数特征、所述系统参数与控制参数之间的对应关系，得到对应调整所述控制参数第二参数特征，包括：

获取环境特征变化前所述系统参数的第三参数特征；

根据第三参数特征以及第一参数特征，得到参数变化特征；

根据所述参数变化特征、所述系统参数与控制参数之间的对应关系，得到对应调整所述控制参数的第二参数特征。

在一种实施方式中，所述根据所述第一信息和所述第二信息，得到用于表征系统参数的第一参数特征，包括：

根据所述第一信息和所述第二信息，得到所述系统参数的目标区间值。

在一种实施方式中，所述根据所述第一参数特征、所述系统参数与控制参数之间的对应关系，得到对应调整所述控制参数第二参数特征，包括：

根据所述系统参数的目标区间值、所述控制参数与系统参数之间的对应关系，得到所述控制参数的调整区间值。

在一种实施方式中，所述控制参数表征比例增益、积分增益以及微分增益；所述根据所述第二参数特征对所述控制参数进行调整，包括：

根据所述控制参数的第二参数特征，从所述控制参数所包含的比例增益、积分增益以及微分增益中选择至少之一进行调整。

第二方面，本发明实施例提供了一种控制参数处理装置，包括：

信息获取单元，用于获取输入控制系统的第一信息；获取所述第一信息经所述控制系统处理后输出的第二信息；

计算单元，用于根据所述第一信息和所述第二信息，得到用于表征系统参数的第一参数特征；根据所述第一参数特征、所述系统参数与控制参数之间的对应关系，得到对应调整所述控制参数的第二参数特征；

参数调整单元，用于根据所述第二参数特征对所述控制参数进行调整。

在一种实施方式中，所述参数调整单元，还用于根据所述第二参数特征对所述控制参数进行调整，直至基于调整后的控制参数得到的第二信息满足预设规则。

在一种实施方式中，在所述控制系统对应的环境特征发生变化后，经由所述控制系统处理后输出的第二信息不满足预设规则；所述计算单元，还用于：

获取环境特征变化前所述系统参数的第三参数特征；

根据第三参数特征以及第一参数特征，得到参数变化特征；

根据所述参数变化特征、所述系统参数与控制参数之间的对应关系，得到对应调整所述控制参数的第二参数特征。

在一种实施方式中，所述计算单元，还用于：根据所述第一信息和所述第二信息，得到所述系统参数的目标区间值。

在一种实施方式中，所述计算单元，还用于根据所述系统参数的目标区间值、所述控制参数与系统参数之间的对应关系，得到所述控制参数的调整区间值。

在一种实施方式中，所述控制参数表征比例增益、积分增益以及微分增益；所述参数调整单元，还用于根据所述控制参数的第二参数特征，从所述控制参数所包含的比例增益、积分增益以及微分增益中选择至少之一进行调整。

第三方面，本发明实施例提供了一种控制参数处理设备，所述设备的功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。

在一个可能的设计中，所述设备的结构中包括处理器和存储器，所述存储器用于存储支持所述设备执行上述控制参数处理方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。所述设备还可以包括通信接口，用于与其他设备或通信网络通信。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，用于存储控制参数处理装置所用的计算机软件指令，其包括用于执行上述控制参数处理方法所涉及的程序。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

获取输入控制系统的第一信息，获取所述第一信息经所述控制系统处理后输出的第二信息，根据所述第一信息和所述第二信息，得到用于表征系统参数的第一参数特征，根据所述第一参数特征、所述系统参数与控制参数之间的对应关系，得到对应调整所述控制参数的第二参数特征；进而根据所述第二参数特征对所述控制参数进行调整，以使所述控制参数能够至少基于所述系统参数的参数特征而自适应调整，实现控制参数基于场景的变化而自适应调整，提高参数调整效率。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。

图1示出根据本发明实施例的控制参数处理方法的流程图；

图2示出根据本发明实施例的控制参数处理方法的流程图；

图3示出根据本发明实施例的控制参数处理方法的流程图；

图4示出根据本发明实施例的控制参数处理方法的流程图；

图5示出根据本发明实施例的控制参数处理装置的结构框图；

图6示出根据本发明实施例的控制参数处理设备的结构框图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

现有技术针对控制参数进行控制的系统，常采用预先设置的方式对控制参数进行调整；这样，系统对应的场景发生变化后，若采用相同的控制参数，会使得输出结果不符合预期，因此，当场景发生变化后，需要基于变化的场景重新对控制参数进行设置，以确保输出符合预期，换言之，现有方法不能根据场景的变化自适应的调整控制参数，造成需要预先准备的参数值过多，参数调整困难，调整参数效率低的问题。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种控制参数处理方法及其装置、设备、存储介质，以至少使得控制参数能够基于场景的变化而自适应调整，提高参数调整效率。

图1示出根据本发明实施例的控制参数处理方法的流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤101：获取输入控制系统的第一信息。

步骤102：获取所述第一信息经所述控制系统处理后输出的第二信息。

在一具体示例中，所述第一信息为针对所述控制系统的输入信息；所述第二信息为针对所述控制系统的输出信息，也即为经由所述控制系统处理后所得到的输出信息。这里，所述控制系统受控于所述控制参数，使第二信息随所述控制参数的变化而变化；也就是说，如图2所示，所述控制系统能够基于控制参数的参数值变化，而调整对输入信息的处理，进而使得输出信息相应变化。进一步地，所述控制系统中参数还包括系统参数，而本发明实施例所述的控制系统所表征的参数关系至少包括控制参数与系统参数之间的对应关系。

在一种实施方式中，所述控制参数表征比例增益(p)、积分增益(i)以及微分增益(d)，也即所述控制参数为pid参数。此时，所述控制系统能够表征系统参数与pid参数之间的对应关系。

在一种实施方式中，可以采用具体数学算法来对第一信息和第二信息进行处理，得到系统参数的参数特征，比如，利用最小二乘法，对第一信息和第二信息进行处理，得到系统参数的参数值。

步骤103：根据所述第一信息和所述第二信息，得到用于表征系统参数的第一参数特征。

步骤104：根据所述第一参数特征、所述系统参数与控制参数之间的对应关系，得到对应调整所述控制参数的第二参数特征。

步骤105：根据所述第二参数特征对所述控制参数进行调整。

在一种实施方式中，所述控制参数表征比例增益(p)、积分增益(i)以及微分增益(d)，也即所述控制参数为pid参数。进而，步骤105具体包括：根据所述控制参数的第二参数特征，从所述控制参数所包含的比例增益(p)、积分增益(i)以及微分增益(d)中选择至少之一进行调整。也就是说，在一次参数调整中，可能仅需对控制参数中的部分进行调整，比如，仅调整比例增益(p)，或者仅调整积分增益(i)等；实现应用中，可以根据实现需求，如输出信息需要满足的具体预设规则来进行选择和调整。

在另一种实施方式中，步骤105可以具体为：根据所述第二参数特征对所述控制参数进行调整，直至基于调整后的控制参数得到的第二信息满足预设规则。也即，基于控制参数的第二参数特征，对控制参数进行调整，实现所述控制参数至少基于所述系统参数的第一参数特征而自适应调整，直至基于调整后的控制参数得到的输出信息满足预设规则。这样，在实际应用中，当控制系统所对应的场景发生变化后，系统参数会随着场景的变化而变化，而控制参数会随着系统参数的参数值变化而变化，进而实现控制参数随场景变化而自适应调整的目的，解决了现有技术控制参数需要依据场景进行预先设置，而不能自适应调整的问题，提高了控制参数调整的效率，为丰富应用场景奠定了基础。

在一种实施方式中，在所述控制系统对应的环境特征发生变化后，经由所述控制系统处理后输出的第二信息不满足预设规则；此时，步骤104可以具体包括：获取环境特征变化前所述系统参数的第三参数特征；根据第三参数特征以及第一参数特征，得到参数变化特征；根据所述参数变化特征、所述系统参数与控制参数之间的对应关系，得到对应调整所述控制参数的第二参数特征。

举例来说，控制系统对目标设备进行控制，这里，所述目标设备可具体为自动驾驶的汽车、无人机、无人设备等。在第一环境特征下经所述控制系统处理输入信息后得到的输出信息满足预设规则，此时，受控于所述控制系统的目标设备，从对应的第一环境特征变化到第二环境特征后，经所述控制系统处理输入信息后得到的输出信息不满足预设规则；比如，当目标设备自身的状态发生变化，或者所对应的场景发生变化时，控制系统的系统参数的参数值会相应变化，但控制参数的参数值不变，此时，导致输出信息不满足预设规则，因此，需要对控制参数进行适应性调整，以使输出信息满足预设规则，如图3所示，具体调整步骤可以具体包括：

步骤301：在第二环境特征下，基于第一信息和第二信息，得到所述系统参数的第一参数特征。

步骤302：获取环境特征变化前(也即第一环境特征下)，所述系统参数的第三参数特征。

步骤303：根据第三参数特征以及第一参数特征，得到所述系统参数从第一环境特征变化到第二环境特征的参数变化特征。

步骤304：基于所述系统参数的参数变化特征，以及所述控制参数与系统参数之间的对应关系，得到所述控制参数对应的第二参数特征(比如，参数调整特征)，以使第二环境特征下控制系统的控制参数基于第二参数特征而自适应调整，直至调整后的所述控制系统得到的输出信息满足预设规则。

也就是说，获取在第一环境特征下系统参数的参数值，比如，第一环境特征表征目标设备处于特定环境下所述目标设备对应的特征信息，此时，所述第一环境特征下的系统参数的参数值为已知数；当目标设备从第一环境特征变化到第二环境特征后，基于输入信息和输出信息，计算得到在第二环境特征下的系统参数的参数值，进而得到从第一环境特征变化到第二环境特征后，所述系统参数的参数变化特征(比如，参数值的变化区间)；最后，基于系统参数的参数变化特征，以及控制参数与系统参数之间的对应关系，得到控制参数的第二参数特征，比如调整区间值，进而对控制参数进行调整，实现第二环境特征下控制系统的控制参数基于参数调整特征而自适应调整，并直至调整到基于所述控制系统得到的输出信息满足预设规则为止。

这里，所述第一环境特征表征所述目标设备在第一环境下的设备特征信息和/或所处的环境特征信息；所述第二环境特征表征所述目标设备在第二环境下的设备特征信息和/或所处的环境特征信息；其中，所述第一环境与所述第二环境不同。进一步地，所述输入信息和输出信息，为第二环境特征下所对应的输入和输出。

在另一种实施方式中，第一参数特征可以具体为区间值，具体地，步骤103具体包括：根据所述第一信息和所述第二信息，得到所述系统参数的目标区间值；步骤104具体包括：根据所述系统参数的目标区间值、所述控制参数与系统参数之间的对应关系，得到所述控制参数的调整区间值。

举例来说，在一具体示例中，如图4所示，本发明实施例所述的方法包括：

步骤401：获取输入控制系统的第一信息。

步骤402：获取所述第一信息经所述控制系统处理后输出的第二信息。

步骤403：根据所述第一信息和所述第二信息，得到所述系统参数的目标区间值。

步骤404：根据所述系统参数的目标区间值、所述控制参数与系统参数之间的对应关系，得到所述控制参数的调整区间值。

步骤405：根据所述控制参数的调整区间值，从所述控制参数所包含的比例增益、积分增益以及微分增益中选择至少之一进行调整。

当然，实际应用中，参数特征还可以具体为一数值，对应地参数调整特征可以具体为一数值，本实施例对此不做限制。

以下通过具体应用场景，对本发明实施例所述的方法做进一步解释，具体地，将现代控制理论的自适应技术与经典的pid控制算法相结合，来实现控制参数的自适应调参过程。具体方案如下：

首先，根据控制系统所对应的模型，确定出控制参数与系统参数之间的对应关系；

其次，通过实时监控控制系统的输入和输出(输入和输出已知)，来确定控制系统中系统参数的参数值；

这里，以控制系统为自动驾驶系统为例，此时，输入可以具体为油门踏板特征值、刹车踏板特征值、方向盘转角等；相应地，输出为车速、加速度、油门刹车踏板比例，轮边扭矩等。在确定出输入和输出后，利用最小二乘法，得到自动驾驶系统的系统参数的参数值，比如，确定出车载重的范围值，或者路面摩擦特征值等。

最后，基于系统参数的参数值，以及控制参数与系统参数的对应关系，来自适应调整控制参数，以使参数调整后的输出符合预期。具体地，系统参数的变化区间确定出后，控制参数的变化区间也随之确定，控制参数在变化区间内取值，然后继续监控输出和输入，不断迭代，直至输出符合预期，此时，得到控制参数的最佳参数值，或最佳参数区间。

这里，实际应用中，也可以根据实际需求控制pid参数的调整范围，使pid参数在预设范围内进行自适应调整，保证自动驾驶车辆或无人车在大部分场景下均能足够的平顺和稳定。

实际应用中，本发明实施例所述的方法能够应用到汽车纵向动力学系统中，其中，该汽车纵向动力学系统采用的是汽车纵向动力学模型，该汽车纵向动力学模型表征有系统参数与控制参数之间的对应关系。当然，本发明实施例所述的方法还能够应用于其他参数敏感型的系统中，以进行控制参数的调整，本实施例对此不做限制。

这样，通过获取输入控制系统的第一信息，获取所述第一信息经所述控制系统处理后输出的第二信息，根据所述第一信息和所述第二信息，得到用于表征系统参数的第一参数特征，根据所述第一参数特征、所述系统参数与控制参数之间的对应关系，得到对应调整所述控制参数的第二参数特征；进而根据所述第二参数特征对所述控制参数进行调整，以使所述控制参数能够至少基于所述系统参数的参数特征而自适应调整，实现控制参数基于场景的变化而自适应的调整，提高了参数调整效率。

另外，由于系统参数是基于第一信息和第二信息而直接确定出，而控制参数的调整过程是基于系统参数的参数值来确定的，所以，本实施例所述的方法能够应用于实时调整的场景，能够实现实时调整的目的，为丰富应用场景进一步地奠定了基础。

本发明实施例还提供了一种控制参数处理装置，如图5所示，所述装置包括：

信息获取单元51，用于获取输入控制系统的第一信息；获取所述第一信息经所述控制系统处理后输出的第二信息；

计算单元52，用于根据所述第一信息和所述第二信息，得到用于表征系统参数的第一参数特征；根据所述第一参数特征、所述系统参数与控制参数之间的对应关系，得到对应调整所述控制参数的第二参数特征；

参数调整单元53，用于根据所述第二参数特征对所述控制参数进行调整。

在一种实施方式中，所述参数调整单元53，还用于根据所述第二参数特征对所述控制参数进行调整，直至基于调整后的控制参数得到的第二信息满足预设规则。

在另一种实施方式中，在所述控制系统对应的环境特征发生变化后，经由所述控制系统处理后输出的第二信息不满足预设规则；所述计算单元52，还用于：

获取环境特征变化前所述系统参数的第三参数特征；

根据第三参数特征以及第一参数特征，得到参数变化特征；

根据所述参数变化特征、所述系统参数与控制参数之间的对应关系，得到对应调整所述控制参数的第二参数特征。

在另一种实施方式中，所述计算单元52，还用于：根据所述第一信息和所述第二信息，得到所述系统参数的目标区间值。

在另一种实施方式中，所述计算单元52，还用于根据所述系统参数的目标区间值、所述控制参数与系统参数之间的对应关系，得到所述控制参数的调整区间值。

在另一种实施方式中，所述控制参数表征比例增益、积分增益以及微分增益；所述参数调整单元53，还用于根据所述控制参数的第二参数特征，从所述控制参数所包含的比例增益、积分增益以及微分增益中选择至少之一进行调整。

本发明实施例各装置中的各模块的功能可以参见上述方法中的对应描述，在此不再赘述。

图6示出根据本发明实施例的控制参数处理设备的结构框图。如图6所示，该控制参数处理设备包括：存储器610和处理器620，存储器610内存储有可在处理器620上运行的计算机程序。所述处理器620执行所述计算机程序时实现上述实施例中的控制参数处理方法。所述存储器610和处理器620的数量可以为一个或多个。

该控制参数处理设备还包括：

通信接口630，用于与外界设备进行通信，进行数据交互传输。

存储器610可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。

如果存储器610、处理器620和通信接口630独立实现，则存储器610、处理器620和通信接口630可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。所述总线可以是工业标准体系结构(isa，industrystandardarchitecture)总线、外部设备互连(pci，peripheralcomponentinterconnect)总线或扩展工业标准体系结构(eisa，extendedindustrystandardarchitecture)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选的，在具体实现上，如果存储器610、处理器620及通信接口630集成在一块芯片上，则存储器610、处理器620及通信接口630可以通过内部接口完成相互间的通信。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例中任一所述的方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块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，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

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，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。