專利名稱：一種無(wú)人駕駛車輛跟蹤預(yù)定軌跡的智能控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于車輛自動(dòng)控制方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及無(wú)人駕駛車輛跟蹤預(yù)定軌跡的控制方法。
背景技術(shù)：
無(wú)人駕駛車輛是驗(yàn)證機(jī)器感知與認(rèn)知理論和關(guān)鍵技術(shù)的最佳實(shí)驗(yàn)平臺(tái)之一。它在軍事領(lǐng)域的偵查、運(yùn)輸及排爆等場(chǎng)合具有很大的應(yīng)用前景。同時(shí)，其涉及的感知、決策與控制等關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)于智能交通領(lǐng)域和汽車電子領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)，也起到了極大的推動(dòng)作用。世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家將無(wú)人駕駛車輛作為展示人工智能技術(shù)水準(zhǔn)和引領(lǐng)車輛工業(yè)未來(lái)的重要平臺(tái)，紛紛開(kāi)展無(wú)人駕駛車輛的研究。中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)CN101758855A提出的一種無(wú)人駕駛車輛轉(zhuǎn)向裝置及其控制方法，主要目的是實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛車輛的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制。中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)CN101797917A 設(shè)計(jì)的一種無(wú)人駕駛車輛的制動(dòng)裝置，主要目的是實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛車輛對(duì)制動(dòng)裝置的控制。 這兩種裝置涉及對(duì)車輛轉(zhuǎn)向以及制動(dòng)裝置的改裝方法，并采用伺服控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)向和制動(dòng)裝置的自動(dòng)控制，是實(shí)現(xiàn)車輛無(wú)人駕駛控制的必要前提條件。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?200910234933. 6提出的一種“無(wú)人駕駛汽車”，包括車體、設(shè)于車體外的車載攝像頭和傳感器，設(shè)于車體內(nèi)的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；其中的傳感器用于感受汽車前進(jìn)道路上的障礙物，并將障礙物信息傳送給計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)從車載攝像頭、傳感器和GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收到的各種信息控制汽車的啟動(dòng)、速度變換及方向變換等功能。但該技術(shù)方案僅給出了一種無(wú)人駕駛汽車的感知和導(dǎo)航系統(tǒng)的配置方案，并沒(méi)有給出如何控制車輛跟蹤預(yù)期路徑的方法。國(guó)防科技大學(xué)博士論文《自主駕駛汽車智能控制系統(tǒng)》提出了四層遞階式自主駕駛的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并對(duì)高速公路工況下的自主駕駛做了實(shí)驗(yàn)研究。但該論文中并沒(méi)有充分公開(kāi)控制算法中參數(shù)的取值。由于其針對(duì)的是高速公路工況，路面比較平直，該論文中并沒(méi)有探討對(duì)道路幾何形狀的定量估計(jì)問(wèn)題，而道路的幾何形狀是決定車輛行駛速度的關(guān)鍵因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種無(wú)人駕駛車輛跟蹤預(yù)定軌跡的智能控制方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛車輛對(duì)預(yù)定軌跡的精確跟蹤。本發(fā)明無(wú)人駕駛車輛跟蹤預(yù)定軌跡的智能控制方法，在裝有車載計(jì)算機(jī)和確定車輛相對(duì)預(yù)定軌跡位置的傳感器GPS/INS定位系統(tǒng)的車輛上，車輛的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)、渦輪蝸桿傳動(dòng)，電機(jī)軸與蝸桿直接連接，與蝸桿嚙合的渦輪與方向盤(pán)轉(zhuǎn)向柱固聯(lián)；車輛的剎車機(jī)構(gòu)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用滾珠絲杠傳動(dòng)，該電機(jī)的軸與滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的螺桿相連，滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的螺母與制動(dòng)踏板固聯(lián)；轉(zhuǎn)向與制動(dòng)控制系統(tǒng)采用編碼器測(cè)量電機(jī)軸的轉(zhuǎn)角， 采用一體化的電機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的控制單元，通過(guò)控制器局域網(wǎng)絡(luò)(簡(jiǎn)稱 CAN)總線接收車載計(jì)算機(jī)發(fā)送的電機(jī)轉(zhuǎn)角信息；采用控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線輸出模擬電壓信號(hào)來(lái)控制油門(mén)開(kāi)度；采用路點(diǎn)坐標(biāo)序列描述預(yù)定軌跡，采用等采樣周期的計(jì)算機(jī)控制方式；其特征在于每個(gè)控制周期的操作步驟如下第一步、以車身安裝GPS/INS定位系統(tǒng)處為坐標(biāo)原點(diǎn)，以車輛首尾軸線為y軸，以車輛左右側(cè)軸線為χ軸，建立車身坐標(biāo)系；第二步、確定車輛自身位置信息，從預(yù)定軌跡中選擇三個(gè)軌跡點(diǎn)，一個(gè)是車輛坐標(biāo)點(diǎn)后5 IOm處的軌跡點(diǎn)記為后軌跡點(diǎn)A，另一個(gè)是車輛坐標(biāo)點(diǎn)前方0 Im的軌跡點(diǎn)記為前近軌跡點(diǎn)B，再一個(gè)是車輛坐標(biāo)點(diǎn)前方20 30m的軌跡點(diǎn)記為前遠(yuǎn)軌跡點(diǎn)C ；計(jì)算這三個(gè)軌跡點(diǎn)所形成的角度Z ABC的弧度θ，根據(jù)對(duì)Z ABC的弧度θ值的辨識(shí)來(lái)定義各段道路的曲率特性若θ彡1. 57，則該道路段為彎道(t)段；若1. 57 < θ彡2. 356，則該道路段為弧線(a)段；若2. 356 < θ ^ 3. 14，則該道路段為直線(1)段；第三步、依據(jù)ZABC的弧度θ值，按照下面給出的對(duì)直線段道路的隸屬度函數(shù)，對(duì)弧線段道路的隸屬度函數(shù)，和對(duì)彎道段道路的隸屬度函數(shù)，計(jì)算當(dāng)前道路曲率特性對(duì)直線段的隸屬度函數(shù)值Stf、弧線段的隸屬度函數(shù)值Saf和彎道段的隸屬度函數(shù)值^f，記為隸屬度函數(shù)值向量(stf，Saf, Slf)，其中，對(duì)直線段道路的隸屬度函數(shù) '1 0<0.78 1.57-沒(méi)
S^ —
0.78
0.78<^<1.57
⑴，
0 沒(méi) >1.57
對(duì)弧線段道路的隸屬度函數(shù)
義=
2(^-0.78) ~L57~ 2(2.236-0) 1.57
0.78<^<1.57
1.57<^<3.14
(2)， 對(duì)彎道段道路的隸屬度函數(shù)
& =
0 ^<1.57 沒(méi)-1.57
0.78
1.57<^<2.356
(3)；
1 沒(méi) >2.356 定義車速的集合以車速快(VQ)、車速中等(VM)和車速慢(VL)分別對(duì)應(yīng)速度 30km/h、20km/h和10km/h ；并定義模糊規(guī)則為當(dāng)?shù)缆范蔚那蕿橹本€段時(shí)，設(shè)定的車速快；當(dāng)?shù)缆范蔚那蕿榛【€段時(shí)，設(shè)定的車速中等；當(dāng)?shù)缆范蔚那蕿閺澋蓝螘r(shí)，設(shè)定的車速慢；生成模糊關(guān)系矩陣 _1 R =
1
1
計(jì)算模糊響應(yīng)值& =
按照加權(quán)平均算法進(jìn)行模糊判決，計(jì)算輸出決策速度
V = (10，20，30)TXRV
⑷；
第四步、按車輛以當(dāng)前車速行駛1. 5 2. 5秒通過(guò)的距離，在預(yù)定軌跡的坐標(biāo)序列中搜索大于該距離并距車輛最近的軌跡點(diǎn)；第五步、采用自適應(yīng)比例-微分-積分控制(PID)算法公式l- = ^(kp-e(k) + kd(e(k) - e(k -1)))(5)，
K U計(jì)算車輛運(yùn)動(dòng)的曲率，式中，d為當(dāng)前控制周期車輛到當(dāng)前控制周期目標(biāo)點(diǎn)的距離，e(k)為當(dāng)前控制周期的χ軸向誤差；e(k-l)上一控制周期的χ軸向誤差；當(dāng)通過(guò)的道路段為弧線段和彎道段時(shí)，選擇比例系數(shù)kp為0. 3 0. 5，微分系數(shù)kd為4 7 ；當(dāng)通過(guò)的道路段為直線段時(shí)選擇比例系數(shù)kp為0. 1，微分系數(shù)kd為2 4 ；第六步、根據(jù)計(jì)算出的車輛運(yùn)動(dòng)曲率，采用阿克爾曼幾何關(guān)系δ = --i-L(6)
R推算方向盤(pán)的轉(zhuǎn)角δ，式中，i為轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比，L為軸距；第七步、判斷當(dāng)前控制周期目標(biāo)點(diǎn)是否為路點(diǎn)序列中被選中的最后一點(diǎn)，若是，則向剎車伺服控制系統(tǒng)輸出信號(hào)，啟動(dòng)剎車使車輛減速，當(dāng)χ軸向和y軸向誤差為0時(shí)，完全剎車至車輛停止；若否，則使用控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)模塊輸出電壓信號(hào)保持控制油門(mén)開(kāi)度使車輛繼續(xù)前進(jìn)。采用本發(fā)明無(wú)人駕駛車輛跟蹤預(yù)定軌跡的智能控制方法，能夠利用目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)車輛的位置，利用自適應(yīng)PID算法確定方向盤(pán)的轉(zhuǎn)向角度，使車輛跟蹤預(yù)定軌跡，功能通用性強(qiáng)，且具有對(duì)道路環(huán)境自適應(yīng)性。采用本發(fā)明無(wú)人駕駛車輛跟蹤預(yù)定軌跡的智能控制方法的意義在于—、無(wú)人駕駛汽車對(duì)預(yù)定軌跡的跟蹤能力，是評(píng)價(jià)無(wú)人駕駛汽車性能的重要指標(biāo)之一，也是無(wú)人駕駛汽車能夠安全、有效的完成預(yù)定任務(wù)的重要保障。采用本發(fā)明無(wú)人駕駛車輛跟蹤預(yù)定軌跡的智能控制方法，能夠簡(jiǎn)單有效的實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛車輛對(duì)預(yù)期軌跡的跟蹤，且能夠達(dá)到較好的跟蹤效果；二、由于采用本發(fā)明方法在控制過(guò)程中僅需要目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)車輛的坐標(biāo)，而并不局限于某一種固定的傳感器和定位手段，獲取目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)車輛的坐標(biāo)，既可以使用GPS系統(tǒng)， 也可以采用雷達(dá)、光學(xué)等傳感器，因此本發(fā)明方法具有較好的普適性、通用性，能夠適用于安裝不同傳感器的無(wú)人駕駛車輛。三、本發(fā)明采用在軌跡序列中選取前近軌跡點(diǎn)、前遠(yuǎn)軌跡點(diǎn)和后軌跡點(diǎn)形成的角度判斷道路的幾何形狀，并借鑒已有常識(shí)的駕駛經(jīng)驗(yàn)，判斷當(dāng)前控制周期的速度、選擇控制參數(shù)，提高了行駛質(zhì)量和無(wú)人車的智能性。四、相比于二值邏輯的判斷方法，本發(fā)明采用模糊決策的方法判斷車輛當(dāng)前控制周期的車速方法，既可以將人類已有常識(shí)的駕駛經(jīng)驗(yàn)采用模糊規(guī)則描述，以指導(dǎo)速度決策， 又避免了二值邏輯判斷過(guò)程中發(fā)生的判斷結(jié)果突變而導(dǎo)致車輛抖動(dòng)，提高了行駛的穩(wěn)定性。五、由于本發(fā)明無(wú)人駕駛車輛跟蹤預(yù)定軌跡的智能控制方法中的控制算法采用經(jīng)典的PID控制算法，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，魯棒性和可靠性較高；同時(shí)算法能夠根據(jù)車輛速度，自動(dòng)選擇目標(biāo)點(diǎn)，具有一定的自適應(yīng)能力。


圖1為本發(fā)明無(wú)人駕駛車輛跟蹤預(yù)定軌跡的智能控制方法的工作流程框圖。圖2為本發(fā)明無(wú)人駕駛車輛跟蹤預(yù)定軌跡的智能控制方法中的全局坐標(biāo)系XeOeYe 與跟蹤坐標(biāo)系示意圖。圖3為采用本發(fā)明無(wú)人駕駛車輛跟蹤預(yù)定軌跡的智能控制方法對(duì)預(yù)定軌跡跟蹤的效果圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 以奇瑞“瑞虎”車改裝的無(wú)人駕駛車輛對(duì)弧線軌跡跟蹤本實(shí)施例以奇瑞“瑞虎”車改裝的無(wú)人駕駛車為例，具體說(shuō)明如何采用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)定軌跡的跟蹤及其功能效果。在本實(shí)施例所采用的以奇瑞“瑞虎”車改裝的無(wú)人駕駛車上，裝有諾瓦泰 (NovAtel)公司提供的產(chǎn)品名稱為SPAN-CPT的GPS/INS組合定位系統(tǒng)，能夠獲取車輛所在位置的經(jīng)緯度、車輛速度信號(hào)和車輛航向角信號(hào)，在使用差分定位的情況下，定位精度可以達(dá)到0. lm。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的功能，車輛的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)、渦輪蝸桿傳動(dòng)，電機(jī)的軸與蝸桿直接連接，與蝸桿嚙合的渦輪與方向盤(pán)轉(zhuǎn)向柱固聯(lián)；車輛的剎車機(jī)構(gòu)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用滾珠絲杠傳動(dòng)，該電機(jī)的軸與滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的螺桿相連，滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的螺母與制動(dòng)踏板固聯(lián)；轉(zhuǎn)向與制動(dòng)控制系統(tǒng)采用編碼器測(cè)量電機(jī)軸的轉(zhuǎn)角，采用maxon公司生產(chǎn)的一體化的電機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，型號(hào)為eposM/5作為轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的控制單元，通過(guò)控制器局域網(wǎng)絡(luò)(簡(jiǎn)稱CAN)總線接收車載計(jì)算機(jī)發(fā)送的電機(jī)轉(zhuǎn)角信息。本實(shí)施例中采用伺服控制技術(shù)，從而可以通過(guò)給定位置控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)使上述裝置運(yùn)動(dòng)到給定位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)方向盤(pán)和剎車的控制。通過(guò)改裝油門(mén)，采用周立功模擬量輸出模塊(iCAN-4210)，可以通過(guò)給定電壓信號(hào)，確定節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)車速的控制。目前無(wú)人駕駛狀態(tài)設(shè)計(jì)的最大安全速度為36km/h。圖1為本發(fā)明無(wú)人駕駛車輛跟蹤預(yù)定軌跡的智能控制方法的工作流程框圖；圖2 為全局坐標(biāo)系XeOeYe與跟蹤坐標(biāo)系示意圖。以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明無(wú)人駕駛車輛跟蹤預(yù)定軌跡的智能控制方法的操作步驟進(jìn)行具體詳細(xì)的說(shuō)明。首先采用路點(diǎn)坐標(biāo)序列描述預(yù)定軌跡。預(yù)定軌跡是由η個(gè)目標(biāo)點(diǎn)組成的序列，目標(biāo)點(diǎn)序列采用一 ηΧ2維的數(shù)組描述，每一行的兩個(gè)元素分別代表軌跡中一點(diǎn)的經(jīng)緯度。采用等采樣周期的計(jì)算機(jī)控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)定軌跡的跟蹤，每個(gè)控制周期按如下步驟進(jìn)行第一步、建立車身坐標(biāo)系該車身坐標(biāo)系是以車身安裝GPS/INS定位系統(tǒng)處為坐標(biāo)原點(diǎn)，以車輛首尾軸線為1軸，以車輛左右側(cè)軸線為X軸；車輛運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的坐標(biāo)系如圖 2中所示，其中XeOeYe為全局坐標(biāo)系，XlOlYl為車身坐標(biāo)系。第二步、確定車輛自身位置信息，辨識(shí)車輛當(dāng)前位置附近的道路曲率特性，按如下步驟進(jìn)行①?gòu)乃鲱A(yù)定軌跡的坐標(biāo)序列中選擇三個(gè)軌跡點(diǎn)一個(gè)是車輛坐標(biāo)點(diǎn)后5m處的軌跡點(diǎn)記為后軌跡點(diǎn)A，另一個(gè)是車輛坐標(biāo)點(diǎn)前方Im的軌跡點(diǎn)記為前近軌跡點(diǎn)B，再一個(gè)是車輛坐標(biāo)點(diǎn)前方30m的軌跡點(diǎn)記為前遠(yuǎn)軌跡點(diǎn)C ；
例如，本實(shí)施例中選擇車輛位置前方Im的前近軌跡點(diǎn)B為117. 12443,31. 848936， 航向角為176.79°，選擇車輛后軌跡點(diǎn)A的坐標(biāo)為117. 124似8，31. 84905，選擇車輛前方 30m附近的前遠(yuǎn)軌跡點(diǎn)C坐標(biāo)為117. 124695,31. 848801。②計(jì)算Z ABC的弧度Θ，根據(jù)θ值給出對(duì)于道路段的辨識(shí)結(jié)果，按照道路段曲率的不同，定性描述道路段]為直線段(1)、弧線段(a)或彎道段(t)，描述規(guī)則為若 θ ^ 1. 57，則該道路段為彎道段；若1. 57 < θ < 2. 356，則該道路段為弧線段；若2. 356 < θ彡3. 14，則該道路段為直線段。根據(jù)三點(diǎn)的坐標(biāo)可以計(jì)算Z ABC的弧度θ = 1.3421 根據(jù)描述規(guī)則，可以判斷前方道路段為彎道段?？梢钥闯?，采用這樣的方法可以定性判斷道路的幾何形狀，而識(shí)別道路的幾何形狀是決定車輛速度和方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)量的關(guān)鍵。第三步、采用模糊決策的方法決定車輛在當(dāng)前控制周期的車輛當(dāng)前速度，依據(jù)道路段為直線段、弧線段或彎道段的辨識(shí)結(jié)果來(lái)決定車輛在當(dāng)前控制周期的車輛當(dāng)前速度， 采用馬丹尼(Mamdani)型模糊系統(tǒng)為決策模型，決策當(dāng)前控制周期車輛速度，其具體步驟如下①將道路曲率特性模糊化，定義描述道路曲率特性(F)的模糊集合“直線段(L) ”， “曲線段(A) ”，“彎道段(T) ”。按照下面給出的對(duì)直線段道路的隸屬度函數(shù)，對(duì)弧線段道路的隸屬度函數(shù)，和對(duì)彎道段道路的隸屬度函數(shù)，計(jì)算當(dāng)前道路曲率特性對(duì)直線段的隸屬度函數(shù)值stf、弧線段的隸屬度函數(shù)值^和彎道段的隸屬度函數(shù)值&f，記為隸屬度函數(shù)值向量 & = (Stf，Saf, Eilf)，其中，對(duì)直線段道路的隸屬度函數(shù)
權(quán)利要求
1. 一種無(wú)人駕駛車輛跟蹤預(yù)定軌跡的智能控制方法，在裝有車載計(jì)算機(jī)和確定車輛相對(duì)預(yù)定軌跡位置的傳感器GPS/INS定位系統(tǒng)的車輛上，車輛的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)、 渦輪蝸桿傳動(dòng)，電機(jī)軸與蝸桿直接連接，與蝸桿嚙合的渦輪與方向盤(pán)轉(zhuǎn)向柱固聯(lián)；車輛的剎車機(jī)構(gòu)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用滾珠絲杠傳動(dòng)，該電機(jī)的軸與滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的螺桿相連，滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的螺母與制動(dòng)踏板固聯(lián)；轉(zhuǎn)向與制動(dòng)控制系統(tǒng)采用編碼器測(cè)量電機(jī)軸的轉(zhuǎn)角，采用一體化的電機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的控制單元，通過(guò)控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線接收車載計(jì)算機(jī)發(fā)送的電機(jī)轉(zhuǎn)角信息；采用控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線輸出模擬電壓信號(hào)來(lái)控制油門(mén)開(kāi)度；采用路點(diǎn)坐標(biāo)序列描述預(yù)定軌跡，采用等采樣周期的計(jì)算機(jī)控制方式；其特征在于每個(gè)控制周期的操作步驟如下第一步、以車身安裝GPS/INS定位系統(tǒng)處為坐標(biāo)原點(diǎn)，以車輛首尾軸線為y軸，以車輛左右側(cè)軸線為χ軸，建立車身坐標(biāo)系；第二步、確定車輛自身位置信息，從預(yù)定軌跡中選擇三個(gè)軌跡點(diǎn)，一個(gè)是車輛坐標(biāo)點(diǎn)后 5 IOm處的軌跡點(diǎn)記為后軌跡點(diǎn)A，另一個(gè)是車輛坐標(biāo)點(diǎn)前方0 Im的軌跡點(diǎn)記為前近軌跡點(diǎn)B，再一個(gè)是車輛坐標(biāo)點(diǎn)前方20 30m的軌跡點(diǎn)記為前遠(yuǎn)軌跡點(diǎn)C ；計(jì)算這三個(gè)軌跡點(diǎn)所形成的角度Z ABC的弧度θ，根據(jù)對(duì)Z ABC的弧度θ值的辨識(shí)來(lái)定義各段道路的曲率特性若θ < 1.57，則該道路段為彎道段；若1.57 < θ < 2. 356，則該道路段為弧線段； 若2.356 < θ <3. 14，則該道路段為直線段；第三步、依據(jù)ZABC的弧度θ值，按照下面給出的對(duì)直線段道路的隸屬度函數(shù)，對(duì)弧線段道路的隸屬度函數(shù)，和對(duì)彎道段道路的隸屬度函數(shù)，計(jì)算當(dāng)前道路曲率特性對(duì)直線段的隸屬度函數(shù)值stf、弧線段的隸屬度函數(shù)值Saf和彎道段的隸屬度函數(shù)值&f，記為隸屬度函數(shù)值向量(stf，Saf, iilf)，其中，對(duì)直線段道路的隸屬度函數(shù)
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)人駕駛車輛跟蹤預(yù)定軌跡的智能控制方法，特征是先建立車身坐標(biāo)系，確定車輛自身位置信息；依據(jù)弧度值計(jì)算道路曲率特性的隸屬度函數(shù)，定義模糊規(guī)則計(jì)算輸出決策速度；按行駛1.5～2.5秒的距離在預(yù)定軌跡的坐標(biāo)序列中搜索大于該距離并距車輛最近的軌跡點(diǎn)；采用自適應(yīng)比例-微分-積分控制算法公式計(jì)算車輛運(yùn)動(dòng)的曲率；最后判斷當(dāng)前控制周期目標(biāo)點(diǎn)是否為路點(diǎn)序列中被選中的最后一點(diǎn)若是，則向剎車伺服控制系統(tǒng)輸出信號(hào)啟動(dòng)剎車使車輛減速；若否，則使用控制器局域網(wǎng)模塊輸出電壓信號(hào)保持控制油門(mén)開(kāi)度使車輛繼續(xù)前進(jìn)。采用本發(fā)明能夠使無(wú)人駕駛車輛實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)定軌跡的跟蹤功能，且對(duì)道路曲率特性變化具有一定的自適應(yīng)能力。
文檔編號(hào)G05D1/02GK102495631SQ20111040708
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者宋彥, 梁華為, 梅濤, 趙盼, 陶翔 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院