本發(fā)明涉及路徑跟蹤技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種路徑跟蹤控制方法、裝置及智能汽車。

背景技術(shù)：

路徑跟蹤是指在慣性坐標(biāo)系中，無(wú)人駕駛車輛從一個(gè)給定的初始狀態(tài)出發(fā)，跟隨和到達(dá)理想的幾何路徑，而車輛的初始點(diǎn)可以在這條路徑上，也可以不在路徑上。目前工程實(shí)踐中主要應(yīng)用的是pid(proportionintegrationdifferentiation，比例積分微分)控制算法來實(shí)現(xiàn)路徑跟蹤。然而，現(xiàn)有的基于pid控制算法的路徑跟蹤無(wú)法準(zhǔn)確描述給定跟蹤路徑的曲率特點(diǎn)，使無(wú)人駕駛車輛無(wú)法跟蹤預(yù)瞄點(diǎn)之前的路徑，會(huì)放大跟蹤路徑的突變問題，可能引發(fā)橫向控制量的突變，導(dǎo)致失控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有的基于pid控制算法的路徑跟蹤無(wú)法準(zhǔn)確描述給定跟蹤路徑的曲率特點(diǎn)，使無(wú)人駕駛車輛無(wú)法跟蹤預(yù)瞄點(diǎn)之前的路徑，會(huì)放大跟蹤路徑的突變問題的缺陷，提供一種路徑跟蹤控制方法、裝置及智能汽車。

一種路徑跟蹤控制方法，包括步驟：

獲取給定的目標(biāo)路徑和車輛的狀態(tài)信息；其中，所述給定的目標(biāo)路徑包括至少一個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)，所述目標(biāo)路徑點(diǎn)以車輛行駛至每個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)的先后順序依次排列；所述車輛的狀態(tài)信息包括車輛位置、車輛航向和車輛當(dāng)前的車速；

根據(jù)預(yù)設(shè)的主預(yù)瞄距離和所述給定的目標(biāo)路徑獲取主預(yù)瞄點(diǎn)，根據(jù)預(yù)設(shè)的輔助預(yù)瞄距離和所述給定的目標(biāo)路徑獲取輔助預(yù)瞄點(diǎn)；

根據(jù)主預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與所述車輛航向確定第一橫向誤差，根據(jù)輔助預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與車輛航向確定第二橫向誤差；

根據(jù)所述車輛當(dāng)前的車速和預(yù)先標(biāo)定的車速與pid控制參數(shù)的映射關(guān)系分別確定主預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和輔助預(yù)瞄pid控制的參數(shù)，將主預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和所述第一橫向誤差代入主預(yù)瞄pid控制的算法計(jì)算主預(yù)瞄輸出量，將輔助預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和所述第二橫向誤差代入輔助預(yù)瞄pid控制的算法計(jì)算輔助預(yù)瞄輸出量；

對(duì)所述主預(yù)瞄輸出量和所述輔助預(yù)瞄輸出量進(jìn)行加權(quán)求和，得到當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量；

輸出所述當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量至車輛控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

一種路徑跟蹤控制裝置，包括：

信息獲取模塊，用于獲取給定的目標(biāo)路徑和車輛的狀態(tài)信息；其中，所述給定的目標(biāo)路徑包括至少一個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)，所述目標(biāo)路徑點(diǎn)以車輛行駛至每個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)的先后順序依次排列；所述車輛的狀態(tài)信息包括車輛位置、車輛航向和車輛當(dāng)前的車速；

預(yù)瞄點(diǎn)獲取模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的主預(yù)瞄距離和所述給定的目標(biāo)路徑獲取主預(yù)瞄點(diǎn)，根據(jù)預(yù)設(shè)的輔助預(yù)瞄距離和所述給定的目標(biāo)路徑獲取輔助預(yù)瞄點(diǎn)；

橫向誤差計(jì)算模塊，根據(jù)主預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與所述車輛航向確定第一橫向誤差，根據(jù)輔助預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與車輛航向確定第二橫向誤差；

預(yù)瞄輸出量計(jì)算模塊，根據(jù)所述車輛當(dāng)前的車速和預(yù)先標(biāo)定的車速與pid控制參數(shù)的映射關(guān)系分別確定主預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和輔助預(yù)瞄pid控制的參數(shù)，將主預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和所述第一橫向誤差代入主預(yù)瞄pid控制的算法計(jì)算主預(yù)瞄輸出量，將輔助預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和所述第二橫向誤差代入輔助預(yù)瞄pid控制的算法計(jì)算輔助預(yù)瞄輸出量；

方向盤轉(zhuǎn)角控制量計(jì)算模塊，用于對(duì)所述主預(yù)瞄輸出量和所述輔助預(yù)瞄輸出量進(jìn)行加權(quán)求和，得到當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量；

方向盤轉(zhuǎn)角控制量輸出模塊，用于輸出所述當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量至車輛控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

一種智能汽車，包括智能駕駛儀和車輛本體；所述智能駕駛儀被配置為：

獲取給定的目標(biāo)路徑和車輛的狀態(tài)信息；其中，所述給定的目標(biāo)路徑包括至少一個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)，所述目標(biāo)路徑點(diǎn)以車輛行駛至每個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)的先后順序依次排列；所述車輛的狀態(tài)信息包括車輛位置、車輛航向和車輛當(dāng)前的車速；

根據(jù)預(yù)設(shè)的主預(yù)瞄距離和所述給定的目標(biāo)路徑獲取主預(yù)瞄點(diǎn)，根據(jù)預(yù)設(shè)的輔助預(yù)瞄距離和所述給定的目標(biāo)路徑獲取輔助預(yù)瞄點(diǎn)；

根據(jù)主預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與所述車輛航向確定第一橫向誤差，根據(jù)輔助預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與車輛航向確定第二橫向誤差；

根據(jù)所述車輛當(dāng)前的車速和預(yù)先標(biāo)定的車速與pid控制參數(shù)的映射關(guān)系分別確定主預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和輔助預(yù)瞄pid控制的參數(shù)，將主預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和所述第一橫向誤差代入主預(yù)瞄pid控制的算法計(jì)算主預(yù)瞄輸出量，將輔助預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和所述第二橫向誤差代入輔助預(yù)瞄pid控制的算法計(jì)算輔助預(yù)瞄輸出量；

對(duì)所述主預(yù)瞄輸出量和所述輔助預(yù)瞄輸出量進(jìn)行加權(quán)求和，得到當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量；

輸出所述當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量至車輛控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明所提供的路徑跟蹤控制方法、裝置及智能汽車，通過選取主預(yù)瞄點(diǎn)與輔助預(yù)瞄點(diǎn)并分別計(jì)算其橫向誤差，根據(jù)橫向誤差分別計(jì)算主預(yù)瞄輸出量和輔助預(yù)瞄輸出量并加權(quán)求和，得到當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量并輸出至車輛執(zhí)行機(jī)構(gòu)，基于此準(zhǔn)確描述給定的目標(biāo)路徑的曲率特點(diǎn)，使車輛的跟蹤路徑更加貼合給定的目標(biāo)路徑，以提高路徑跟蹤的魯棒性，增強(qiáng)路徑跟蹤控制的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為一實(shí)施例的路徑跟蹤控制方法流程圖；

圖2為目標(biāo)路徑點(diǎn)的排列順序示意圖；

圖3為第一橫向誤差與第二橫向誤差示意圖；

圖4為一實(shí)施例的主預(yù)瞄點(diǎn)的計(jì)算方法流程圖；

圖5為一實(shí)施例的輔助預(yù)瞄點(diǎn)的計(jì)算方法流程圖；

圖6為一實(shí)施例的第一橫向誤差的計(jì)算方法流程圖；

圖7為第一橫向誤差與第二橫向誤差的計(jì)算過程示意圖；

圖8為一實(shí)施例的第二橫向誤差的計(jì)算方法流程圖；

圖9為一實(shí)施例的主預(yù)瞄輸出量的計(jì)算方法流程圖；

圖10為一實(shí)施例的輔助預(yù)瞄輸出量的計(jì)算方法流程圖；

圖11為一實(shí)施例的路徑跟蹤控制裝置的模塊結(jié)構(gòu)圖；

圖12為一優(yōu)選實(shí)施例的路徑跟蹤控制裝置模塊結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明的目的、技術(shù)方案以及技術(shù)效果，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的講解說明。同時(shí)聲明，以下所描述的實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

在一實(shí)施例中，如圖1所示，為一實(shí)施例的路徑跟蹤控制方法流程圖，包括步驟：

s101，獲取給定的目標(biāo)路徑和車輛的狀態(tài)信息；其中，所述給定的目標(biāo)路徑包括至少一個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)，所述目標(biāo)路徑點(diǎn)以車輛行駛至每個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)的先后順序依次排列；所述車輛的狀態(tài)信息包括車輛位置、車輛航向和車輛當(dāng)前的車速。

在進(jìn)入一個(gè)控制周期時(shí)，即當(dāng)前控制周期的起始時(shí)間，車輛在起始時(shí)間獲取給定的目標(biāo)路徑，以及車輛的狀態(tài)信息。其中，所述給定的目標(biāo)路徑包括至少一個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)，所述目標(biāo)路徑點(diǎn)以車輛行駛至每個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)的先后順序依次排列，如圖2所示，為目標(biāo)路徑點(diǎn)的排列順序示意圖，d1為目標(biāo)路徑的方向，圖中的虛線為給定的目標(biāo)路徑，車輛按照目標(biāo)路徑的方向在給定的目標(biāo)路徑上行駛，先后從點(diǎn)n1行駛至點(diǎn)n7，即n1～n7依照各目標(biāo)路徑點(diǎn)的排列順序排列。所述車輛的狀態(tài)信息包括車輛位置、車輛航向和車輛當(dāng)前的車速。優(yōu)選地，可以通過gps定位系統(tǒng)獲取車輛位置、車輛航向和車輛當(dāng)前的車速，其中，車輛位置可以是車身任意一點(diǎn)的位置，優(yōu)選地，本具體實(shí)施例中以gps定位系統(tǒng)所在的位置為車輛位置，以車輛速度方向?yàn)檐囕v航向。

s102，根據(jù)預(yù)設(shè)的主預(yù)瞄距離和所述給定的目標(biāo)路徑獲取主預(yù)瞄點(diǎn)，根據(jù)預(yù)設(shè)的輔助預(yù)瞄距離和所述給定的目標(biāo)路徑獲取輔助預(yù)瞄點(diǎn)。

其中，可在預(yù)設(shè)的第一范圍內(nèi)選定主預(yù)瞄距離的距離值，在預(yù)設(shè)的第二范圍內(nèi)選定輔助預(yù)瞄距離的距離值。所述第一范圍與所述第二范圍根據(jù)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行標(biāo)定。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)人眼的反應(yīng)能力，也為了保證后續(xù)選取的主預(yù)瞄初始點(diǎn)在車輛的前方，可在5～25米的范圍內(nèi)選定主預(yù)瞄距離的距離值。同時(shí)，若設(shè)置在車輛上的gps定位系統(tǒng)到車頭的距離為x米，為了減小路徑跟蹤控制的偏差，可在0～x米的范圍內(nèi)選定輔助預(yù)瞄距離的距離值。進(jìn)一步的，若2<x<4可在2～x米的范圍內(nèi)選定輔助預(yù)瞄距離的距離值；若x>4，可在2～4米的范圍內(nèi)選定輔助預(yù)瞄距離的距離值。優(yōu)選地，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)一個(gè)預(yù)瞄時(shí)間閾值，通過計(jì)算所述車輛當(dāng)前的車速與所述預(yù)瞄時(shí)間閾值的乘積，得到主預(yù)瞄距離。優(yōu)選地，將所述預(yù)瞄時(shí)間閾值設(shè)置為2秒。

s103，根據(jù)主預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與所述車輛航向確定第一橫向誤差，根據(jù)輔助預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與車輛航向確定第二橫向誤差。

如圖3所示，為第一橫向誤差與第二橫向誤差示意圖，其中，d2表示車輛航向，p1、p2分別表示主預(yù)瞄點(diǎn)與輔助預(yù)瞄點(diǎn)，從主預(yù)瞄點(diǎn)p1到車輛航向的距離表示第一橫向誤差，即線段長(zhǎng)度l1；從輔助預(yù)瞄點(diǎn)p2到車輛航向的距離表示第二橫向誤差，即線段長(zhǎng)度l2，優(yōu)選地，本具體實(shí)施例中以車輛速度方向?yàn)檐囕v航向。

s104，根據(jù)所述車輛當(dāng)前的車速和預(yù)先標(biāo)定的車速與pid控制參數(shù)的映射關(guān)系分別確定主預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和輔助預(yù)瞄pid控制的參數(shù)，將主預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和所述第一橫向誤差代入主預(yù)瞄pid控制的算法計(jì)算主預(yù)瞄輸出量，將輔助預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和所述第二橫向誤差代入輔助預(yù)瞄pid控制的算法計(jì)算輔助預(yù)瞄輸出量。

其中，所述預(yù)先標(biāo)定的車速與pid控制參數(shù)的映射關(guān)系可通過map圖來表示，map圖即為通過實(shí)際試驗(yàn)標(biāo)定出來的車輛車速與pid參數(shù)之間的映射關(guān)系圖，在map圖中輸入的車輛車速，即可輸出pid參數(shù)，即map圖中不同的車速對(duì)應(yīng)了特定的pid參數(shù)。通過主預(yù)瞄pid控制的算法計(jì)算主預(yù)瞄輸出量，通過輔助預(yù)瞄pid控制的算法計(jì)算輔助預(yù)瞄輸出量。上述計(jì)算過程可通過pid控制器來實(shí)現(xiàn)，在pid控制器中預(yù)先寫入所述主預(yù)瞄pid控制的算法和所述輔助預(yù)瞄pid控制的算法。pid控制器可以動(dòng)態(tài)獲取所述主預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和所述第一橫向誤差，通過所述主預(yù)瞄pid控制的算法計(jì)算主預(yù)瞄輸出量；同時(shí)可以動(dòng)態(tài)獲取所述輔助預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和所述第二橫向誤差，通過所述輔助預(yù)瞄pid控制的算法計(jì)算輔助預(yù)瞄輸出量。

本實(shí)施例中采用雙pid控制器的結(jié)構(gòu)，包括主預(yù)瞄pid控制器和輔助預(yù)瞄pid控制器，所述主預(yù)瞄pid控制器用于計(jì)算主預(yù)瞄輸出量，所述輔助預(yù)瞄pid控制器用于計(jì)算輔助預(yù)瞄輸出量。

s105，對(duì)所述主預(yù)瞄輸出量和所述輔助預(yù)瞄輸出量進(jìn)行加權(quán)求和，得到當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量。

其中，所述主預(yù)瞄輸出量和所述輔助預(yù)瞄輸出量分別有與之對(duì)應(yīng)的權(quán)重，根據(jù)對(duì)應(yīng)的權(quán)重，將所述主預(yù)瞄輸出量和所述輔助預(yù)瞄輸出量進(jìn)行加權(quán)求和，得到當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量。

s106，輸出所述當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量至車輛控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

其中，所述當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量輸出至車輛控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)后，車輛控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)所述方向盤轉(zhuǎn)角控制量調(diào)整車輛的方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，使車輛跟隨給定的目標(biāo)路徑行駛。

上述實(shí)施例的路徑跟蹤控制方法，通過選取主預(yù)瞄點(diǎn)與輔助預(yù)瞄點(diǎn)并分別計(jì)算其橫向誤差，根據(jù)橫向誤差分別計(jì)算主預(yù)瞄輸出量和輔助預(yù)瞄輸出量并加權(quán)求和，得到當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量并輸出至車輛執(zhí)行機(jī)構(gòu)，基于此準(zhǔn)確描述給定的目標(biāo)路徑的曲率特點(diǎn)，使車輛的跟蹤路徑更加貼合給定的目標(biāo)路徑，以提高路徑跟蹤的魯棒性，增強(qiáng)路徑跟蹤控制的穩(wěn)定性。

在一實(shí)施例中，如圖4所示，為一實(shí)施例的主預(yù)瞄點(diǎn)的計(jì)算方法流程圖，包括步驟：

s201，計(jì)算所述各目標(biāo)路徑點(diǎn)與車輛的距離，選取距離最小的目標(biāo)路徑點(diǎn)作為當(dāng)前控制周期的最近點(diǎn)。

如圖2所示，計(jì)算各目標(biāo)路徑點(diǎn)與車輛的距離，設(shè)點(diǎn)n4與車輛的距離最小，則將點(diǎn)n4作為當(dāng)前控制周期的最近點(diǎn)，并將排列在點(diǎn)n4之前的目標(biāo)路徑點(diǎn)排除，即排除點(diǎn)n1～n3，在接下去的步驟的計(jì)算過程中，不將所排除的點(diǎn)列入計(jì)算范圍之內(nèi)。通過選取最近點(diǎn)以及將最近點(diǎn)前的目標(biāo)路徑點(diǎn)排除的過程，結(jié)合主預(yù)瞄距離的設(shè)定，可以確保計(jì)算得到的主預(yù)瞄初始點(diǎn)在車輛的前方，即確保主預(yù)瞄初始點(diǎn)處于當(dāng)前控制周期內(nèi)的目標(biāo)路徑點(diǎn)中。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)所述當(dāng)前控制周期的目標(biāo)路徑點(diǎn)構(gòu)成的路徑與上一控制周期的目標(biāo)路徑點(diǎn)構(gòu)成的路徑相同時(shí)，在上一控制周期的最近點(diǎn)前后各選取預(yù)設(shè)數(shù)量的目標(biāo)路徑點(diǎn)，計(jì)算所述上一控制周期的最近點(diǎn)前后各選取預(yù)設(shè)數(shù)量的目標(biāo)路徑點(diǎn)與車輛的距離，選取距離最小的目標(biāo)路徑點(diǎn)作為當(dāng)前控制周期的最近點(diǎn)。

其中，設(shè)定車輛在進(jìn)入一個(gè)控制周期時(shí)的位置為參考位置，當(dāng)所述當(dāng)前控制周期的目標(biāo)路徑點(diǎn)構(gòu)成的路徑與上一控制周期的目標(biāo)路徑點(diǎn)構(gòu)成的路徑相同時(shí)，即所有當(dāng)前控制周期的目標(biāo)路徑點(diǎn)相對(duì)于當(dāng)前控制周期的參考位置的位置，與上一控制周期的目標(biāo)路徑點(diǎn)相對(duì)于上一控制周期的參考位置的位置相同。在上述條件下，通過對(duì)上一控制周期的最近點(diǎn)的處理得到當(dāng)前控制周期的最近點(diǎn)，可以減少選取最近點(diǎn)的計(jì)算量，提高計(jì)算效率。

在一實(shí)施例中，如下式所示：n≥x1/x2，其中，n去除小數(shù)取整數(shù)，表示預(yù)設(shè)數(shù)量；x1表示車輛在當(dāng)前控制周期內(nèi)可能發(fā)生的位移；x2表示上一控制周期內(nèi)所有相鄰的目標(biāo)路徑點(diǎn)之間的距離的最小值。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，引入修正系數(shù)a1和a2，如下式所示：n≥(a1·x1/x2)+a2，其中，n去除小數(shù)取整數(shù)，表示預(yù)設(shè)數(shù)量；x1表示車輛在當(dāng)前控制周期內(nèi)可能發(fā)生的位移；x2表示上一控制周期內(nèi)所有相鄰的目標(biāo)路徑點(diǎn)之間的距離的最小值。

其中，所述可能發(fā)生的位移x1為車輛在上一控制周期內(nèi)的最大車速與上一控制周期時(shí)間的乘積。在可以保證選取到合理的當(dāng)前控制周期的最近點(diǎn)的條件下，通過對(duì)預(yù)設(shè)數(shù)量的范圍的限定，方便選取較小的預(yù)設(shè)數(shù)量值以減少計(jì)算時(shí)間。

s202，從所述最近點(diǎn)開始，依照各目標(biāo)路徑點(diǎn)的排列順序獲取各目標(biāo)路徑點(diǎn)與車輛的距離，直至當(dāng)前控制周期內(nèi)某一目標(biāo)路徑點(diǎn)與車輛的距離大于等于所述主預(yù)瞄距離，則將該目標(biāo)路徑點(diǎn)作為主預(yù)瞄初始點(diǎn)。

其中，如圖2所示，設(shè)在步驟s201中選取的最近點(diǎn)為n4，設(shè)主預(yù)瞄距離為l，則計(jì)算主預(yù)瞄初始點(diǎn)的步驟為：依照各目標(biāo)路徑點(diǎn)的排列順序，直至計(jì)算出某一目標(biāo)路徑點(diǎn)與車輛的距離大于等于主預(yù)瞄距離。在步驟s201中已排除點(diǎn)n4之前的目標(biāo)路徑點(diǎn)，即從n4點(diǎn)開始，依照n4～n7點(diǎn)的順序，依次計(jì)算各點(diǎn)與車輛的距離，在計(jì)算到n7點(diǎn)的距離大于等于主預(yù)瞄距離l時(shí)，則停止計(jì)算，并將n7點(diǎn)作為主預(yù)瞄初始點(diǎn)。從最近點(diǎn)開始計(jì)算主預(yù)瞄初始點(diǎn)，可以減少計(jì)算主預(yù)瞄初始點(diǎn)的計(jì)算量，同時(shí)結(jié)合主預(yù)瞄距離的選定，確保主預(yù)瞄初始點(diǎn)的位置在車輛的前方。

s203，在所述主預(yù)瞄初始點(diǎn)前一個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)與所述主預(yù)瞄初始點(diǎn)間進(jìn)行預(yù)設(shè)間隔的線性插值處理，得到所述主預(yù)瞄初始點(diǎn)的插值點(diǎn)集。

選取主預(yù)瞄初始點(diǎn)之前一個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)，如圖2所示，設(shè)n7點(diǎn)為主預(yù)瞄初始點(diǎn)，則選取n7點(diǎn)前一個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)，即n6點(diǎn)。在n6點(diǎn)與n7點(diǎn)間做預(yù)設(shè)間隔的線性插值，從n6點(diǎn)起進(jìn)行插值，插值順序?yàn)辄c(diǎn)n6到n7，得到的點(diǎn)的集合，即主預(yù)瞄初始點(diǎn)的插值點(diǎn)集。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，上述預(yù)設(shè)間隔的大小為5厘米，通過進(jìn)行線性插值處理，避免主預(yù)瞄點(diǎn)因相鄰兩目標(biāo)路徑點(diǎn)間隔過大或不統(tǒng)一而跳變。

s204，從所述主預(yù)瞄初始點(diǎn)起，依照插值的順序計(jì)算所述主預(yù)瞄初始點(diǎn)的插值點(diǎn)集內(nèi)的點(diǎn)與車輛的距離，直至所述主預(yù)瞄初始點(diǎn)的插值點(diǎn)集內(nèi)的某一點(diǎn)與車輛的距離大于等于所述主預(yù)瞄距離，將該點(diǎn)作為主預(yù)瞄點(diǎn)。

在上述步驟s203中，在n6點(diǎn)與n7點(diǎn)間做預(yù)設(shè)間隔的線性插值，得到主預(yù)瞄初始點(diǎn)的插值點(diǎn)集，設(shè)主預(yù)瞄初始點(diǎn)的插值點(diǎn)集包括以下各點(diǎn)：a1、a2、a3、a4、a5，依照插值的順序各點(diǎn)的排列順序?yàn)椋篴1～a5。從a1點(diǎn)開始計(jì)算各點(diǎn)與車輛的距離，直到某一點(diǎn)與車輛的距離大于等于所述主預(yù)瞄距離，設(shè)點(diǎn)a4與車輛的距離大于等于所述主預(yù)瞄距離，則停止計(jì)算并將點(diǎn)a4作為主預(yù)瞄點(diǎn)。通過上述實(shí)施例的主預(yù)瞄點(diǎn)的計(jì)算方法，獲取主預(yù)瞄點(diǎn)，并可以保證所述主預(yù)瞄點(diǎn)的位置在車輛的前方，并避免主預(yù)瞄點(diǎn)因相鄰兩目標(biāo)路徑點(diǎn)之間的間隔過大或不統(tǒng)一而產(chǎn)生跳變。

在一實(shí)施例中，如圖5所示，為一實(shí)施例的輔助預(yù)瞄點(diǎn)的計(jì)算方法流程圖，包括步驟：

s301，計(jì)算所述各目標(biāo)路徑點(diǎn)與車輛的距離，選取距離最小的目標(biāo)路徑點(diǎn)作為當(dāng)前控制周期的最近點(diǎn)。

s302，從所述最近點(diǎn)開始，依照各目標(biāo)路徑點(diǎn)的排列順序獲取各目標(biāo)路徑點(diǎn)與車輛的距離，直至當(dāng)前控制周期內(nèi)某一目標(biāo)路徑點(diǎn)與車輛的距離大于等于所述輔助預(yù)瞄距離，將該目標(biāo)路徑點(diǎn)作為輔助預(yù)瞄初始點(diǎn)。

s303，在所述輔助預(yù)瞄初始點(diǎn)前一個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)與所述輔助預(yù)瞄初始點(diǎn)間進(jìn)行預(yù)設(shè)間隔的線性插值處理，得到所述輔助預(yù)瞄初始點(diǎn)的插值點(diǎn)集。

s304，從所述輔助預(yù)瞄初始點(diǎn)起，依照插值的順序計(jì)算所述輔助預(yù)瞄初始點(diǎn)的插值點(diǎn)集內(nèi)的點(diǎn)與車輛的距離，直至所述輔助預(yù)瞄初始點(diǎn)的插值點(diǎn)集內(nèi)的某一點(diǎn)與車輛的距離大于等于所述輔助預(yù)瞄距離，將該點(diǎn)作為輔助預(yù)瞄點(diǎn)。

通過上述實(shí)施例的輔助預(yù)瞄點(diǎn)的計(jì)算方法，獲取輔助預(yù)瞄點(diǎn)，并可以保證所述輔助預(yù)瞄點(diǎn)的位置在車輛的前方，可根據(jù)輔助預(yù)瞄點(diǎn)進(jìn)一步計(jì)算其它相關(guān)參數(shù)。

在一實(shí)施例中，如圖6所示，為一實(shí)施例的第一橫向誤差的計(jì)算方法流程圖，包括步驟：

s401，計(jì)算第一距離，所述第一距離為所述主預(yù)瞄點(diǎn)與車輛位置的距離。

s402，根據(jù)所述主預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與所述車輛航向確定第一夾角，計(jì)算所述第一夾角的正弦值的絕對(duì)值。

在一實(shí)施例中，如圖7所示，為第一橫向誤差與第二橫向誤差的計(jì)算過程示意圖，a表示車輛位置，p1表示主預(yù)瞄點(diǎn)，線段長(zhǎng)度l1表示第一橫向誤差。圖中點(diǎn)a到點(diǎn)p1的距離表示第一距離，夾角θ1表示第一夾角,在本具體實(shí)施例中，優(yōu)選地，以車輛速度方向?yàn)檐囕v航向，d2即表示車輛航向。如圖所示，第一夾角θ1可根據(jù)所述主預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與所述車輛航向確定，首先確定主預(yù)瞄點(diǎn)的位置與車輛位置間的連線與正北方向的夾角θ4，再確定車輛航向與正北方向的夾角θ3，則第一夾角θ1＝θ3-θ4。

s403，計(jì)算所述第一距離與所述第一夾角的正弦值的絕對(duì)值的乘積，根據(jù)所述第一距離與所述第一夾角的正弦值的絕對(duì)值的乘積確定第一橫向誤差。

在一實(shí)施例中，所述第一橫向誤差與所述第一距離或第一夾角的正弦值的絕對(duì)值成正相關(guān)比例關(guān)系，所述第一橫線誤差為所述第一距離與第一正弦值的乘積，設(shè)所述第一距離為l1，而第一夾角的正弦值的絕對(duì)值為|sinθ1|，則l1＝l1·|sinθ1|。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，引入修正系數(shù)a3和a4，則所述主預(yù)瞄點(diǎn)與車輛航向的第一橫向誤差l1＝a3·l1·|sinθ1|+a4。

通過上述實(shí)施例的第一橫向誤差的計(jì)算方法，得到所述主預(yù)瞄點(diǎn)與車輛航向的第一橫向誤差，可根據(jù)所述第一橫向誤差計(jì)算其它相關(guān)參數(shù)。

在一實(shí)施例中，如圖8所示，為一實(shí)施例的第二橫向誤差的計(jì)算方法流程圖，包括步驟：

s501，計(jì)算第二距離，所述第二距離為所述輔助預(yù)瞄點(diǎn)與車輛位置的距離；

s502，根據(jù)所述輔助預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與所述車輛航向確定第二夾角，計(jì)算所述第二夾角的正弦值的絕對(duì)值；

在一實(shí)施例中，如圖7所示，為第一橫向誤差與第二橫向誤差的計(jì)算過程示意圖，a表示車輛位置，p2表示輔助預(yù)瞄點(diǎn)，線段長(zhǎng)度l2表示第二橫向誤差。圖中點(diǎn)a到點(diǎn)p2的距離表示第二距離，夾角θ2表示第二夾角,在本具體實(shí)施例中，優(yōu)選地，以車輛速度方向?yàn)檐囕v航向，d2即表示車輛航向。如圖所示，第二夾角θ2可根據(jù)所述輔助預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與所述車輛航向確定，首先確定輔助預(yù)瞄點(diǎn)的位置與車輛位置間的連線與正北方向的夾角θ5，再確定車輛航向與正北方向的夾角θ3，則第二夾角θ2＝θ3-θ5。

s503，計(jì)算所述第二距離與所述第二夾角的正弦值的絕對(duì)值的乘積，根據(jù)所述第二距離與所述第二夾角的正弦值的絕對(duì)值的乘積計(jì)算第二橫向誤差；

其中，所述第二橫向誤差與所述第二距離或第二正弦值成正相關(guān)比例關(guān)系，在一實(shí)施例中，設(shè)所述第二距離為l2，而第二正弦值的絕對(duì)值為|sinθ2|，則l2＝l2·|sinθ2|。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，引入修正系數(shù)a5和a6，則所述主預(yù)瞄點(diǎn)與車輛航向的第二橫向誤差l2＝a5·l2·|sinθ2|+a6。

通過上述實(shí)施例的第一橫向誤差的計(jì)算方法，得到所述輔助預(yù)瞄點(diǎn)與車輛航向的第二橫向誤差，可根據(jù)所述第二橫向誤差計(jì)算其它相關(guān)參數(shù)。

在一實(shí)施例中，如圖9所示，為一實(shí)施例的主預(yù)瞄輸出量的計(jì)算方法流程圖，包括步驟：

s601，根據(jù)所述車輛當(dāng)前的車速，通過查找標(biāo)定好的map圖，確定主預(yù)瞄pid控制的比例參數(shù)kp和微分參數(shù)kd。

s602，將比例參數(shù)kp、微分參數(shù)kd和所述第一橫向誤差代入以下主預(yù)瞄pid控制的算法公式，計(jì)算主預(yù)瞄輸出量δ1：

δ1＝kp×δd1+kd×(δd1-δd′1)

其中，δd1表示所述當(dāng)前控制周期中的第一橫向誤差，δd′1表示上一控制周期中的第一橫向誤差。

通過上述實(shí)施例的主預(yù)瞄輸出量的計(jì)算方法，得到主預(yù)瞄輸出量，可根據(jù)所述主預(yù)瞄輸出量計(jì)算其它相關(guān)參數(shù)。

在一實(shí)施例中，如圖10所示，為一實(shí)施例的輔助預(yù)瞄輸出量的計(jì)算方法流程圖，包括步驟：

s701，根據(jù)所述車輛當(dāng)前的車速，通過查找標(biāo)定好的map圖，確定輔助預(yù)瞄pid控制的比例參數(shù)k′p、微分參數(shù)k′d和積分參數(shù)ki；

s702，將比例參數(shù)k′p、微分參數(shù)k′d、積分參數(shù)ki和所述第二橫向誤差代入以下主預(yù)瞄pid控制的算法公式，計(jì)算輔助預(yù)瞄輸出量δ2，如下式所示：

δ2＝k′p×δd2+∫ki×δd2+k′d(δd2-δd′2)

其中，δd2表示所述當(dāng)前控制周期中的第二橫向誤差，δd′2表示上一控制周期中的第二橫向誤差。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，將上述第二橫向誤差的參考值的范圍預(yù)設(shè)為-0.08～0.08米，若所述車輛當(dāng)前的車速增大，可適當(dāng)增大所述參考值的范圍。當(dāng)所述車輛當(dāng)前的車速小于0.1千米/小時(shí)時(shí)，將所述輔助預(yù)瞄pid控制的積分參數(shù)ki置零。通過本實(shí)施例的優(yōu)選實(shí)施方式，使輔助預(yù)瞄輸出量的計(jì)算結(jié)果更為合理。

在一實(shí)施例中，根據(jù)公式δ＝a1×δ1+a2×δ2計(jì)算方向盤轉(zhuǎn)角控制量δ，其中a1表示主預(yù)瞄輸出量δ1的權(quán)重，a2表示輔助預(yù)瞄輸出量δ2的權(quán)重。

其中，作為本實(shí)施例的優(yōu)選實(shí)施方式，上述a1＝a2＝1。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，在所述對(duì)所述主預(yù)瞄輸出量和所述輔助預(yù)瞄輸出量進(jìn)行加權(quán)求和，得到方向盤轉(zhuǎn)角控制量之后，還包括步驟：

根據(jù)上一控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量對(duì)所述方向盤轉(zhuǎn)角控制量進(jìn)行限幅處理。

通過對(duì)計(jì)算所得的當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量進(jìn)行限幅處理，將所述方向盤轉(zhuǎn)角控制量限制在一定范圍內(nèi)，防止方向盤轉(zhuǎn)角控制量過大，避免車輛在高速時(shí)急轉(zhuǎn)或大轉(zhuǎn)彎引發(fā)車輛失控，提高車輛在路徑跟蹤控制下的穩(wěn)定性。

在一實(shí)施例中，根據(jù)以下公式對(duì)所述方向盤轉(zhuǎn)角控制量δ進(jìn)行限幅處理，如下式：

其中，δ表示當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量，δ′為上一控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量，δmax為預(yù)設(shè)最大標(biāo)定量，δmin為預(yù)設(shè)最小標(biāo)定量，δδmax均為預(yù)設(shè)偏差量。

在一實(shí)施例中，上述限幅處理的公式中的預(yù)設(shè)偏差量δδmax可通過下式計(jì)算：

δδmax＝δδ/(1000/t)

其中，t為當(dāng)前控制周期的周期時(shí)間；δδ為在特定車速和道路附著系數(shù)下，導(dǎo)致車輛處于失控臨界點(diǎn)的方向盤轉(zhuǎn)角控制量。所述δδ需要通過實(shí)驗(yàn)預(yù)先標(biāo)定。

通過計(jì)算當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量與上一控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量的差值，進(jìn)一步利用所述差值將當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量限制在一定范圍內(nèi)，使當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量相對(duì)于上一控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量的變化較小，提高車輛在路徑跟蹤控制下的穩(wěn)定性。

在一實(shí)施例中，如圖11所示，為一實(shí)施例的路徑跟蹤控制裝置的模塊結(jié)構(gòu)圖，包括：

信息獲取模塊801，用于獲取給定的目標(biāo)路徑和車輛的狀態(tài)信息；其中，所述給定的目標(biāo)路徑包括至少一個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)，所述目標(biāo)路徑點(diǎn)以車輛行駛至每個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)的先后順序依次排列；所述車輛的狀態(tài)信息包括車輛位置、車輛航向和車輛當(dāng)前的車速；

預(yù)瞄點(diǎn)獲取模塊802，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的主預(yù)瞄距離和所述給定的目標(biāo)路徑獲取主預(yù)瞄點(diǎn)，根據(jù)預(yù)設(shè)的輔助預(yù)瞄距離和所述給定的目標(biāo)路徑獲取輔助預(yù)瞄點(diǎn)；

橫向誤差計(jì)算模塊803，用于根據(jù)主預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與所述車輛航向確定第一橫向誤差，根據(jù)輔助預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與車輛航向確定第二橫向誤差；

預(yù)瞄輸出量計(jì)算模塊804，根據(jù)所述車輛當(dāng)前的車速和預(yù)先標(biāo)定的車速與pid控制參數(shù)的映射關(guān)系分別確定主預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和輔助預(yù)瞄pid控制的參數(shù)，將主預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和所述第一橫向誤差代入主預(yù)瞄pid控制的算法計(jì)算主預(yù)瞄輸出量，將輔助預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和所述第二橫向誤差代入輔助預(yù)瞄pid控制的算法計(jì)算輔助預(yù)瞄輸出量；

方向盤轉(zhuǎn)角控制量計(jì)算模塊805，用于對(duì)所述主預(yù)瞄輸出量和所述輔助預(yù)瞄輸出量進(jìn)行加權(quán)求和，得到當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量；

方向盤轉(zhuǎn)角控制量輸出模塊806，用于輸出所述當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量至車輛控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

上述實(shí)施例的路徑跟蹤控制裝置，通過預(yù)瞄點(diǎn)獲取模塊802選取主預(yù)瞄點(diǎn)與輔助預(yù)瞄點(diǎn)，橫向誤差計(jì)算模塊803根據(jù)所述主預(yù)瞄點(diǎn)與輔助預(yù)瞄點(diǎn)分別計(jì)算其橫向誤差，預(yù)瞄輸出量計(jì)算模塊804根據(jù)橫向誤差分別計(jì)算主預(yù)瞄輸出量和輔助預(yù)瞄輸出量，方向盤轉(zhuǎn)角控制量計(jì)算模塊805對(duì)所述主預(yù)瞄輸出量和輔助預(yù)瞄輸出量進(jìn)行加權(quán)求和，得到方向盤轉(zhuǎn)角控制量，方向盤轉(zhuǎn)角控制量輸出模塊806將所述方向盤轉(zhuǎn)角控制量輸出至車輛執(zhí)行機(jī)構(gòu)，基于此準(zhǔn)確描述給定的目標(biāo)路徑的曲率特點(diǎn)，使車輛的跟蹤路徑更加貼合給定的目標(biāo)路徑，以提高路徑跟蹤的魯棒性，增強(qiáng)路徑跟蹤控制的穩(wěn)定性。

在一實(shí)施例中，預(yù)瞄點(diǎn)獲取模塊802計(jì)算所述各目標(biāo)路徑點(diǎn)與車輛的距離，并選取距離最小的目標(biāo)路徑點(diǎn)作為當(dāng)前控制周期的最近點(diǎn)，并排除排列在最近點(diǎn)之前的目標(biāo)路徑點(diǎn)。并從所述最近點(diǎn)開始，依照各目標(biāo)路徑點(diǎn)的排列順序獲取所述當(dāng)前控制周期內(nèi)的目標(biāo)路徑點(diǎn)與車輛的距離，直至當(dāng)前控制周期內(nèi)某一目標(biāo)路徑點(diǎn)與車輛的距離大于等于所述主預(yù)瞄距離，將該目標(biāo)路徑點(diǎn)作為主預(yù)瞄初始點(diǎn)。進(jìn)一步地，預(yù)瞄點(diǎn)獲取模塊802從所述主預(yù)瞄初始點(diǎn)起進(jìn)行預(yù)設(shè)間隔的線性插值，得到所述主預(yù)瞄初始點(diǎn)的插值點(diǎn)集。最后，預(yù)瞄點(diǎn)獲取模塊802從所述主預(yù)瞄初始點(diǎn)起，依照插值的順序計(jì)算所述主預(yù)瞄初始點(diǎn)的插值點(diǎn)集內(nèi)的點(diǎn)與車輛的距離，直至所述主預(yù)瞄初始點(diǎn)的插值點(diǎn)集內(nèi)的某一點(diǎn)與車輛的距離大于等于所述主預(yù)瞄距離，將該點(diǎn)作為主預(yù)瞄點(diǎn)。

在一實(shí)施例中，預(yù)瞄點(diǎn)獲取模塊802計(jì)算所述各目標(biāo)路徑點(diǎn)與車輛的距離，并選取距離最小的目標(biāo)路徑點(diǎn)作為當(dāng)前控制周期的最近點(diǎn)，并排除排列在最近點(diǎn)之前的目標(biāo)路徑點(diǎn)。并從所述最近點(diǎn)開始，依照各目標(biāo)路徑點(diǎn)的排列順序獲取所述當(dāng)前控制周期內(nèi)的目標(biāo)路徑點(diǎn)與車輛的距離，直至當(dāng)前控制周期內(nèi)某一目標(biāo)路徑點(diǎn)與車輛的距離大于等于所述輔助預(yù)瞄距離，將該目標(biāo)路徑點(diǎn)作為輔助預(yù)瞄初始點(diǎn)。進(jìn)一步地，預(yù)瞄點(diǎn)獲取模塊802從所述輔助預(yù)瞄初始點(diǎn)起進(jìn)行預(yù)設(shè)間隔的線性插值，得到所述輔助預(yù)瞄初始點(diǎn)的插值點(diǎn)集。最后，預(yù)瞄點(diǎn)獲取模塊802從所述輔助預(yù)瞄初始點(diǎn)起，依照插值的順序計(jì)算所述輔助預(yù)瞄初始點(diǎn)的插值點(diǎn)集內(nèi)的點(diǎn)與車輛的距離，直至所述輔助預(yù)瞄初始點(diǎn)的插值點(diǎn)集內(nèi)的某一點(diǎn)與車輛的距離大于等于所述輔助預(yù)瞄距離，將該點(diǎn)作為輔助預(yù)瞄點(diǎn)。

在一實(shí)施例中，橫向誤差計(jì)算模塊803計(jì)算第一距離，所述第一距離為所述主預(yù)瞄點(diǎn)到車輛位置的距離。并根據(jù)所述主預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與所述車輛航向確定第一夾角，進(jìn)一步地，橫向誤差計(jì)算模塊803計(jì)算所述第一夾角的正弦值的絕對(duì)值。最后，橫向誤差計(jì)算模塊803根據(jù)所述第一距離與所述第一夾角的正弦值的絕對(duì)值的乘積確定第一橫向誤差。

在一實(shí)施例中，橫向誤差計(jì)算模塊803計(jì)算第二距離，所述第二距離為所述輔助預(yù)瞄點(diǎn)到車輛位置的距離。并根據(jù)所述輔助預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與所述車輛航向確定第二夾角，進(jìn)一步地，橫向誤差計(jì)算模塊803計(jì)算所述第二夾角的正弦值的絕對(duì)值。最后，根據(jù)所述第二距離與所述第二夾角的正弦值的絕對(duì)值的乘積計(jì)算第二橫向誤差。

在一實(shí)施例中，預(yù)瞄輸出量計(jì)算模塊804根據(jù)所述車輛當(dāng)前的車速，通過查找預(yù)先標(biāo)定的車速與pid控制參數(shù)的映射關(guān)系，確定主預(yù)瞄pid控制的比例參數(shù)kp和微分參數(shù)kd。進(jìn)一步地，預(yù)瞄輸出量計(jì)算模塊804將比例參數(shù)kp和微分參數(shù)kd和所述第一橫向誤差代入以下主預(yù)瞄pid控制的算法公式，計(jì)算主預(yù)瞄輸出量δ1：

δ1＝kp×δd1+kd×(δd1-δd′1)

其中，δd1表示所述當(dāng)前控制周期中的第一橫向誤差，δd′1表示上一控制周期中的第一橫向誤差。

在一實(shí)施例中，預(yù)瞄輸出量計(jì)算模塊804根據(jù)所述車輛當(dāng)前的車速，通過查找預(yù)先標(biāo)定的車速與pid控制參數(shù)的映射關(guān)系，確定輔助預(yù)瞄pid控制的比例參數(shù)k′p、微分參數(shù)k′d和積分參數(shù)ki。進(jìn)一步地，預(yù)瞄輸出量計(jì)算模塊804將比例參數(shù)k′p、微分參數(shù)k′d和積分參數(shù)ki和所述第二橫向誤差代入輔助預(yù)瞄pid控制的算法公式，計(jì)算輔助預(yù)瞄輸出量δ2：

δ2＝k′p×δd2+∫ki×δd2+k′d(δd2-δd′2)

其中，δd2表示所述當(dāng)前控制周期中的第二橫向誤差，δd′2表示上一控制周期中的第二橫向誤差。

在一實(shí)施例中，預(yù)瞄輸出量計(jì)算模塊804根據(jù)公式δ＝a1×δ1+a2×δ2計(jì)算方向盤轉(zhuǎn)角控制量δ，其中a1表示主預(yù)瞄輸出量δ1的權(quán)重，a2表示輔助預(yù)瞄輸出量δ2的權(quán)重，δ1表示主預(yù)瞄輸出量，δ2表示輔助預(yù)瞄輸出量。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，如圖12所示，為一優(yōu)選實(shí)施例的路徑跟蹤控制裝置模塊結(jié)構(gòu)圖，還包括：

限幅處理模塊901，用于根據(jù)上一周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量對(duì)所述方向盤轉(zhuǎn)角控制量進(jìn)行限幅處理。

通過限幅處理模塊901對(duì)計(jì)算所得的當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量進(jìn)行限幅處理，將所述方向盤轉(zhuǎn)角控制量限制在一定范圍內(nèi)，防止方向盤轉(zhuǎn)角控制量過大，避免車輛在高速時(shí)急轉(zhuǎn)或大轉(zhuǎn)彎引發(fā)車輛失控，提高車輛在路徑跟蹤控制下的穩(wěn)定性。

在一實(shí)施例中，包括一種智能汽車，所述無(wú)人汽車包括智能駕駛儀和車輛本體，所述智能駕駛儀被配置為：

獲取給定的目標(biāo)路徑和車輛的狀態(tài)信息；其中，所述給定的目標(biāo)路徑包括至少一個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)，所述目標(biāo)路徑點(diǎn)以車輛行駛至每個(gè)目標(biāo)路徑點(diǎn)的先后順序依次排列；所述車輛的狀態(tài)信息包括車輛位置、車輛航向和車輛當(dāng)前的車速；

根據(jù)預(yù)設(shè)的主預(yù)瞄距離和所述給定的目標(biāo)路徑獲取主預(yù)瞄點(diǎn)，根據(jù)預(yù)設(shè)的輔助預(yù)瞄距離和所述給定的目標(biāo)路徑獲取輔助預(yù)瞄點(diǎn)；

根據(jù)主預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與所述車輛航向確定第一橫向誤差，根據(jù)輔助預(yù)瞄點(diǎn)的位置、車輛位置與車輛航向確定第二橫向誤差；

根據(jù)所述車輛當(dāng)前的車速和預(yù)先標(biāo)定的車速與pid控制參數(shù)的映射關(guān)系分別確定主預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和輔助預(yù)瞄pid控制的參數(shù)，將主預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和所述第一橫向誤差代入主預(yù)瞄pid控制的算法計(jì)算主預(yù)瞄輸出量，將輔助預(yù)瞄pid控制的參數(shù)和所述第二橫向誤差代入輔助預(yù)瞄pid控制的算法計(jì)算輔助預(yù)瞄輸出量；

對(duì)所述主預(yù)瞄輸出量和所述輔助預(yù)瞄輸出量進(jìn)行加權(quán)求和，得到當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量；

輸出所述當(dāng)前控制周期的方向盤轉(zhuǎn)角控制量至車輛控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。