车辆漂移轨迹控制方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种车辆漂移轨迹控制方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.漂移、甩尾等极限控制可以突破稳态控制的约束，给予车辆更大的自由度，提高车辆在侧滑、侧倾、路面附着力低等工况的主动安全性。
3.现在自动驾驶控制技术主要面向车辆的稳态控制，全部车轮具有良好的抓地力，车辆状态处于近似理想阿克曼模型的稳定平衡面上。车辆状态受到扰动时，有自动恢复到平衡状态的趋势，控制难度较低。车辆处于侧滑、漂移、甩尾等极限工况时，后轮一般处于打滑状态。为维持平衡，前轮需要反打方向，车辆状态处于不稳定平衡面上。车辆状态受到扰动时，有继续加剧偏离平衡状态的趋势，控制难度较大。
4.现在运用于自动驾驶循迹的控制方法，主要面向车辆稳态控制，车辆状态近似于阿克曼模型，控制难度较低，并且在车辆循迹漂移的过程中，一般假设车辆状态在漂移稳态平衡点附近，但是存在的问题是当车辆偏离循迹匹配点较远时，车辆难以收敛到期望的稳态，无法保证车辆漂移轨迹控制的精度。
5.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

6.本发明的主要目的在于提供一种车辆漂移轨迹控制方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术中无法保证车辆漂移轨迹控制的精度的技术问题。
7.为实现上述目的，本发明提供了一种车辆漂移轨迹控制方法，所述车辆漂移轨迹控制方法包括以下步骤：
8.获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差；
9.在所述状态偏差超过预设范围时，将所述车辆与所述目标轨迹点之间的状态参数差值代入车辆状态误差模型计算控制参数，并根据所述控制参数按照目标过渡轨迹对所述车辆的状态进行预调整；
10.获取预调整后车辆的当前状态参数，并基于所述期望轨迹确定目标状态参数；
11.确定所述当前状态参数和所述目标状态参数之间的参数差值；
12.根据所述参数差值和车辆循迹误差模型计算参考控制参数；
13.根据所述参考控制参数控制所述车辆按照所述期望轨迹进行漂移。
14.可选地，所述按照目标过渡轨迹对所述车辆的状态进行预调整之前，还包括：
15.获取所述车辆的当前车速；
16.根据所述车速和预设前视时间得到所述车辆的预测移动距离；
17.根据所述预测移动距离确定所述车辆的预测位置；
18.根据所述预测位置确定前视匹配点；
19.分别获取所述车辆与所述前视匹配点以及所述目标轨迹点之间的误差；
20.根据所述误差和所述预测移动距离确定目标过渡轨迹。
21.可选地，所述误差至少包括所述车辆与所述目标轨迹点之间的横向误差、所述车辆与所述目标轨迹点之间的速度角度误差、所述车辆与所述前视匹配点之间的横向误差以及所述车辆与所述前视匹配点之间的速度角度误差，所述根据所述误差和所述预测移动距离确定目标过渡轨迹，包括：
22.根据所述车辆与所述目标轨迹点之间的横向误差、所述车辆与所述目标轨迹点之间的速度角度误差、所述车辆与所述前视匹配点之间的横向误差以及所述车辆与所述前视匹配点之间的速度角度误差及各自对应的误差权重计算曲率增量，所述车辆与所述前视匹配点之间的横向误差与所述车辆与所述前视匹配点之间的速度角度误差所对应的误差权重由所述预测移动距离确定；
23.基于所述目标轨迹点对应的参考曲率和所述曲率增量确定目标曲率；
24.根据所述目标曲率确定轨迹半径，并基于所述轨迹半径确定目标过渡轨迹。
25.可选地，所述按照目标过渡轨迹对所述车辆的状态进行预调整，包括：
26.确定目标过渡轨迹对应的前视匹配点；
27.根据所述前视匹配点的横摆角速度和所述目标轨迹点的横摆角速度计算状态调整所需要的最小调整量；
28.根据所述车辆的当前横摆角速度和所述最小调整量确定目标横摆角速度；
29.根据所述目标横摆角速度对所述车辆的状态进行预调整。
30.可选地，所述获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差，包括：
31.获取车辆所处的当前位置；
32.根据所述当前位置确定所述期望轨迹上距离所述车辆最近的目标轨迹点；
33.计算所述车辆与所述轨迹点之间的状态参数差值，并将所述状态参数差值作为状态偏差。
34.可选地，所述获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差之前，还包括：
35.构建所述车辆对应的车辆状态误差模型；
36.根据所述车辆状态误差模型将所述车辆调整至稳态漂移状态；
37.在所述车辆处于所述稳态漂移状态时，执行所述获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差的步骤。
38.可选地，所述根据所述参考控制参数控制所述车辆按照所述期望轨迹进行漂移，包括：
39.查询所述车辆在预设时刻后可达到的期望循迹状态；
40.根据所述期望循迹状态确定所述预设时刻对应的循迹参考控制参数；
41.获取所述车辆的当前状态与所述期望循迹状态之间的状态比例系数；
42.根据所述状态比例系数、所述参考控制参数以及所述循迹参考控制参数计算目标控制参数；
43.按照所述目标控制参数控制所述车辆按照所述期望轨迹进行漂移。
44.此外，为实现上述目的，本发明还提出一种车辆漂移轨迹控制装置，所述车辆漂移
轨迹控制装置包括：
45.获取模块，用于获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差；
46.控制模块，用于在所述状态偏差超过预设范围时，将所述车辆与所述目标轨迹点之间的状态参数差值代入车辆状态误差模型计算控制参数，并根据所述控制参数按照目标过渡轨迹对所述车辆的状态进行预调整；
47.计算模块，用于获取预调整后车辆的当前状态参数，并基于所述期望轨迹确定目标状态参数；
48.所述计算模块，还用于确定所述当前状态参数和所述目标状态参数之间的参数差值；
49.所述计算模块，还用于根据所述参数差值和车辆循迹误差模型计算参考控制参数；
50.所述控制模块，还用于根据所述参考控制参数控制所述车辆按照所述期望轨迹进行漂移。
51.此外，为实现上述目的，本发明还提出一种车辆漂移轨迹控制设备，所述车辆漂移轨迹控制设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的车辆漂移轨迹控制程序，所述车辆漂移轨迹控制程序配置为实现如上文所述的车辆漂移轨迹控制方法。
52.此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有车辆漂移轨迹控制程序，所述车辆漂移轨迹控制程序被处理器执行时实现如上文所述的车辆漂移轨迹控制方法。
53.本发明通过获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差；在状态偏差超过预设范围时，按照车辆与目标轨迹点之间的状态参数差值代入车辆状态误差模型计算得到的控制参数以及目标过渡轨迹对车辆的状态进行预调整；根据预调整后车辆的当前状态参数与基于期望轨迹确定的目标状态参数之间的参数差值；根据参数差值和车辆循迹误差模型计算参考控制参数；根据参考控制参数控制车辆按照期望轨迹进行漂移，通过上述方式能够在车辆状态偏离轨迹匹配点状态较大时，先将车辆过渡到平衡状态，然后再按照期望轨迹对车辆进行控制，提升了车辆漂移轨迹控制的精度。
附图说明
54.图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的车辆漂移轨迹控制设备的结构示意图；
55.图2为本发明车辆漂移轨迹控制方法第一实施例的流程示意图；
56.图3为本发明车辆漂移轨迹控制方法一实施例中车辆模型示意图；
57.图4为本发明车辆漂移轨迹控制方法一实施例中开环起漂模型流程图；
58.图5为本发明车辆漂移轨迹控制方法一实施例中状态参数二维曲面示意图；
59.图6为本发明车辆漂移轨迹控制方法一实施例中一控制参数二维曲面示意图；
60.图7为本发明车辆漂移轨迹控制方法一实施例中另一控制参数二维曲面示意图；
61.图8为本发明车辆漂移轨迹控制方法一实施例中循迹误差示意图；
62.图9为本发明车辆漂移轨迹控制方法一实施例中涉及车辆与期望轨迹误差下的状
态参数二维曲面示意图；
63.图10为本发明车辆漂移轨迹控制方法一实施例中一涉及车辆与期望轨迹误差下的控制参数二维曲面示意图；
64.图11为本发明车辆漂移轨迹控制方法一实施例中另一涉及车辆与期望轨迹误差下的控制参数二维曲面示意图；
65.图12为本发明车辆漂移轨迹控制方法第二实施例的流程示意图；
66.图13为本发明车辆漂移轨迹控制方法一实施例中过渡轨迹示意图；
67.图14为本发明车辆漂移轨迹控制方法第三实施例的流程示意图；
68.图15为本发明车辆漂移轨迹控制装置第一实施例的结构框图。
69.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
70.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
71.参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的车辆漂移轨迹控制设备结构示意图。
72.如图1所示，该车辆漂移轨迹控制设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(central processing unit，cpu)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(wireless-fidelity，wi-fi)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(random access memory，ram)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(non-volatile memory，nvm)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
73.本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对车辆漂移轨迹控制设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
74.如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及车辆漂移轨迹控制程序。
75.在图1所示的车辆漂移轨迹控制设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明车辆漂移轨迹控制设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在车辆漂移轨迹控制设备中，所述车辆漂移轨迹控制设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的车辆漂移轨迹控制程序，并执行本发明实施例提供的车辆漂移轨迹控制方法。
76.本发明实施例提供了一种车辆漂移轨迹控制方法，参照图2，图2为本发明一种车辆漂移轨迹控制方法第一实施例的流程示意图。
77.本实施例中，所述车辆漂移轨迹控制方法包括以下步骤：
78.步骤s10：获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差。
79.在本实施例中，本实施例的执行主体是为所述车辆漂移轨迹控制设备，该车辆漂移轨迹控制设备具有数据采集、数据通信及程序运行等功能。当然，还可为其他具有相似功能的设备，本实施方式对此不加以限制，本实施例中以车辆漂移轨迹控制设备为例进行说
明。
80.需要说明的是，现在运用于自动驾驶循迹的控制方法，主要面向车辆稳态控制，车辆状态近似于阿克曼模型，控制难度较低，并且在车辆循迹漂移的过程中，一般假设车辆状态在漂移稳态平衡点附近，但是存在的问题是当车辆偏离循迹匹配点较远时，车辆难以收敛到期望的稳态，无法保证车辆漂移轨迹控制的精度。
81.本实施例中为了解决上述技术问题，通过获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差；在所述状态偏差超过预设范围时，按照目标过渡轨迹对所述车辆的状态进行预调整；获取预调整后车辆的当前状态参数，并基于所述期望轨迹确定目标状态参数；确定所述当前状态参数和所述目标状态参数之间的参数差值；根据所述参数差值和车辆循迹误差模型计算参考控制参数；根据所述参考控制参数控制所述车辆按照所述期望轨迹进行漂移，通过上述方式能够在车辆状态偏离轨迹匹配点状态较大时，先将车辆过渡到平衡状态，然后再按照期望轨迹对车辆进行控制，提升了车辆漂移轨迹控制的精度，具体地，可以按照如下方式实现。
82.在具体实现中，本实施例中可以通过获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差，车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差可以为车辆与目标轨迹点之间的状态参数差值，该状态参数差值可以由车辆的当前状态参数差值与轨迹点对应的参考状态参数值进行差值计算得到。其中，目标轨迹点可以为根据车辆所处的当前位置在期望轨迹上距离找到与车辆最近的轨迹点。
83.进一步地，在执行上述操作之前，本实施例中需要先控制车辆处于稳态漂移状态，控制车辆处于稳态漂移状态可以借助车辆状态误差模型。由于本实施例中不依赖经验动力学模型，不需要进行车辆物理参数标定，当需要对车辆进行漂移控制时，直接获取车辆的当前状态参数即可，本实施例中所获取到的车辆的当前状态参数包括但不限于质心速度侧偏角、横摆角速度以及纵轴方向速度。车辆进入漂移平衡状态时，是一个三自由度模型。指定不同的漂移方向，可将其简化为二自由度模型，即规定两个线性无关的动态参数即可确定其他全部漂移时的车辆状态，如图3所示。图3中的r表示车辆的横摆角速度，β表示车辆的质心速度侧偏角，v表示车辆的纵轴方向速度，fxr及fxy表示车辆的轮胎驱动力，φ表示车辆的方向盘转角。
84.本实施例中选择质心速度侧偏角和横摆角速度作为控制变量，以纵轴方向速度作为重点观测车辆状态的参数，因此通过上述参数可以确定车辆当前所处的状态，并且需要强调的是，当质心速度侧偏角、横摆角速度以及纵轴方向速度处于稳定状态时，尤其是纵轴方向速度处于稳态漂移点附近时，可以认为此时的车辆处于稳态漂移状态。需要说明的是，上述当前状态参数为举例说明，在具体过程中，可以基于不同的控制需求选取其他参数作为车辆的状态参数，本实施例中对此不加以限制。
85.以图3简化的模型为基础，本实施例中车辆状态误差模型的具体构建过程为，针对一台未知参数的车辆，本实施例中使用开环起漂模型将其从静止状态控制至稳态漂移，记录漂移参数，其中，开环起漂模型的流程图如图4所示，并且通过调整开环起漂模型的开环控制参数，可以使得车辆处于不同的稳态漂移状态，并且由于一个稳态漂移状态对应一组漂移参数，因此最终可以记录得到该车辆的多组漂移参数。所记录的漂移参数至少包括不同漂移状态下的纵轴方向速度、方向盘转角与后轮驱动力，以及质心速度侧偏角与横摆角
速度。接着利用开环起漂模型中所记录不同稳态漂移状态下的多组参数，也即若干参考状态参数以及若干参考控制参数构建二维曲面，其中，参考状态参数包括纵轴方向速度、质心速度侧偏角与横摆角速度，根据这些参数可以构建状态参数二维曲面，参考控制参数包括方向盘转角以及后轮驱动力，根据这些参数可以构建控制参数二维曲面。上述过程中得到的两种参数曲面如图5-图7所示。参照图5所示，图5为状态参数曲面，图5中所示的u_x_low表示纵轴方向速度，yaw_rate_low表示横摆角速度，bata_low表示质心速度侧偏角，图中的坐标点表示不同稳态漂移状态下对应的纵轴方向速度、质心速度侧偏角与横摆角速度。图6与图7均为控制参数曲面，图6中的delta_low表示方向盘转角，图7中的fx_r_low表示后轮驱动力。最后基于上述构建的参数二维曲面确定任意一组历史稳态状态参数和历史稳态控制参数，然后将这些历史稳态状态参数和历史稳态控制参数代入如下方程中进行求解，例如d(
△
x)＝a*
△
x+b*
△
u，其中，
△
x为状态参数的参数差值，
△
u为控制参数的参数差值，将上述参数代入方程即可求解得到a和b，并且需要说明的是，不同稳态漂移状态下的a和b不同，每一个稳态漂移状态分别对应一组a和b，得到上述a和b模型参数之后即可完成车辆状态误差模型的构建。
86.步骤s20：在所述状态偏差超过预设范围时，将所述车辆与所述目标轨迹点之间的状态参数差值代入车辆状态误差模型计算控制参数，并根据所述控制参数按照目标过渡轨迹对所述车辆的状态进行预调整。
87.需要说明的是，当检测到车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差超过预设范围时，如果此时直接对车辆进行漂移轨迹的控制，难度较大，难以控制车辆保持在漂移平衡面上，会极大地降低控制的精度，当出现这种情况时，本实施例中采取的方式是寻找一个满足漂移平衡态的目标过渡轨迹，使得车辆沿着目标过渡轨迹进行过渡之后，再按照期望轨迹对车辆进行控制。控制车辆按照目标过渡轨迹进行过渡时所需要的控制参数可以根据车辆与目标轨迹点之间的状态参数差值计算得到，具体的，在得到车辆与目标轨迹点之间的状态参数差值之后，将该状态参数差值代入车辆状态误差模型中即可计算得到控制参数，按照该控制参数控制车辆进行过渡后可以保证车辆过渡后仍处于漂移平衡状态，其中，预设范围对应的参数值范围可以根据控制需求进行相应的设置，并且本实施例中的目标过渡轨迹可以设置为圆弧轨迹，当然还可以选择其他形式轨迹，本实施例中对此均不加以限制。
88.在具体实施中，借助该目标过渡轨迹，本实施例中可以对车辆的状态进行预调整，预设调整例如调整车辆的横摆角速度等，具体调整方式可以根据实际情况进行选择。
89.步骤s30：获取预调整后车辆的当前状态参数，并基于所述期望轨迹确定目标状态参数。
90.在具体实施中，经过预调整后的车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差处于预设范围内，可以认为的车辆达到了漂移平衡状态，车辆处于稳态点附近，在这种情况，本实施例中可以对车辆进行后续的漂移轨迹控制。在对车辆进行漂移轨迹控制时，需要先获取预调整后车辆的当前状态参数以及基于所述期望轨迹确定的目标状态参数，该目标状态参数可以为期望轨迹上的目标轨迹点的状态参数值。
91.步骤s40：确定所述当前状态参数和所述目标状态参数之间的参数差值。
92.在具体实施中，在得到上述状态参数之后，本实施例中进一步需要计算当前状态
参数与目标状态参数之间的参数差值，例如当前状态参数和预设状态参数中横摆角速度与质心速度侧偏角未发生变化，车辆当前状态与目标轨迹点之间仅在于车辆的纵轴方向速度不同，假设车辆当前的纵轴方向速度为11m/s，目标轨迹点的纵轴方向速度为10m/s，可以计算出此时的参数差值为1m/s。
93.步骤s50：根据所述参数差值和车辆循迹误差模型计算参考控制参数。
94.需要说明的是，上述提到的车辆状态误差模型用于控制车辆处于稳态漂移状态，而本实施例中的车辆循迹误差模型则用于控制车辆在稳态漂移状态下的漂移轨迹。
95.在具体实现中，在计算得到参数差值之后，本实施例中可以将该参数差值代入车辆循迹误差模型中进行计算，从而得到参考控制参数。具体地，基于该状态参数的参数差值可以计算控制参数之间的参数差值，基于控制参数之间的参数差值即可计算出参考控制参数。
96.进一步地，本实施例中在构建车辆循迹误差模型之前，需要先构建车辆对应的循迹参考线，如图8所示的l1。
97.在具体实现中，基于该循迹参考线即可确定车辆与轨迹的横向误差e，以及车辆自身的速度方向角与轨迹的误差根据横向误差e还可以得到横向误差的导数e_dot。其中，v＝ux/cos(β)，v＝ux/cos(β)，
98.v_dot＝ux_dot/cos(β)。
99.需要说明的是，相比于车辆状态误差模型，车辆循迹误差模型拓展了循迹误差的微分方程状态量，其中常数1能够补偿由循迹状态引起的误差，基于这些量可以构建得到车辆循迹误差模型，d(
△
x1)＝a*
△
x1+b*
△
u，其中，模型参数a和b分别如下所示。
[0100][0101][0102]
基于上述拓展的微分方程，代入任意一组车辆与期望轨迹之间的误差，同时再结合该误差对应的一组车辆从当前轨迹回归到期望轨迹之间的状态参数差值以及控制参数
差值即可计算出模型参数a和b，以完成车辆循迹误差模型的构建，并且需要强调的是，不同的误差分别对应一组模型参数aa和bb，本实施例中的aa和bb，也即上述步骤中车辆状态误差模型计算的a和b。每组质心速度侧偏角和横摆角速度分别对应了一组a,b。在循迹的部分,aa和bb是可以直接根据质心速度侧偏角和横摆角速度查询，但是a,b里的其他部分是需要实时进行计算的。
[0103]
进一步地，本实施例中与上述控制车辆进行稳态漂移过程中所涉及的参数二维曲面的构建是相同的，均是通过纵轴方向速度，横摆角度，质心速度侧偏角，方向盘转角以及历史后轮驱动力这几个变量所构建的，例如图9-图11所示，所涉及的参数释义与上述图5-图7中相同，在控制车辆回归到期望轨迹时，可以从图9-图11中查找相应的状态参数以及控制参数。
[0104]
步骤s60：根据所述参考控制参数控制所述车辆按照所述期望轨迹进行漂移。
[0105]
在具体实施中，期望轨迹可以看作是由多个轨迹点组成曲线，而车辆与各个轨迹点的相对位置不同时，所对应的控制参数是不同的，控制参数可以基于车辆与期望轨迹之间的误差确定。在确定参考控制参数之后，本实施例中按照参考控制参数中包含的方向盘转角以及后轮驱动力对车辆进行控制，即可使得车辆按照期望轨迹进行漂移。
[0106]
进一步地，为了提高对车辆漂移过程中轨迹的控制精度，本实施例中还需要查询车辆在预设时刻后可达到的期望循迹状态，例如从当前时刻起，t时刻车辆可达到的期望循迹状态，预设时刻可以根据实际需求进行获取，本实施例中对此不加以限制。在确定车辆预设时刻可达到的期望循迹状态之后，基于该期望循迹状态可以查询到期望循迹状态所对应的循迹参考控制参数，这由预设设定的期望轨迹所确定，可以预先进行设置。然后获取车辆的当前状态与期望循迹状态之间的状态比例系数，该状态比例系数也可以根据实际需求预先进行设定，最后将得到的状态比例系数代入如下公式即可计算出目标控制参数，u_des＝α*uo_des+(1-α)*ut_des，其中，α为状态比例系数，uo_des为参考控制参数，ut_des为循迹参考控制参数，u_des即为目标控制参数。在确定目标控制参数之后，本实施例中按照目标参数控制参数中包含的方向盘转角以及后轮驱动力对车辆进行控制，即可使得车辆按照期望轨迹进行漂移。
[0107]
本实施例通过获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差；在状态偏差超过预设范围时，按照车辆与目标轨迹点之间的状态参数差值代入车辆状态误差模型计算得到的控制参数以及目标过渡轨迹对车辆的状态进行预调整；根据预调整后车辆的当前状态参数与基于期望轨迹确定的目标状态参数之间的参数差值；根据参数差值和车辆循迹误差模型计算参考控制参数；根据参考控制参数控制车辆按照期望轨迹进行漂移，通过上述方式能够在车辆状态偏离轨迹匹配点状态较大时，先将车辆过渡到平衡状态，然后再按照期望轨迹对车辆进行控制，提升了车辆漂移轨迹控制的精度。
[0108]
参考图12，图12为本发明一种车辆漂移轨迹控制方法第二实施例的流程示意图。
[0109]
基于上述第一实施例，本实施例车辆漂移轨迹控制方法在所述步骤s20之前还包括：
[0110]
步骤s020：获取所述车辆的当前车速。
[0111]
步骤s120：根据所述车速和预设前视时间得到所述车辆的预测移动距离。
[0112]
在本实施例中，在对车辆进行预调整，以将车辆过渡到漂移平衡状态之前，需要先
构建相应的目标过渡轨迹。具体地，在构建目标过渡轨迹时，需要先获取车辆的当前车速，根据当前车速以及预设前视时间可以计算出车辆的预测移动距离，也即车辆按照当前车速以及预设前视时间可以移动的距离，其中，预设前视时间可以根据实际需求进行相应地设置，本实施例中对此不加以限制。
[0113]
步骤s220：根据所述预测移动距离确定所述车辆的预测位置。
[0114]
步骤s320：根据所述预测位置确定前视匹配点。
[0115]
在具体实施中，在计算得到预测移动距离之后，本实施例中根据该移动距离还可以确定车辆的预测位置，而该预测位置对应于期望轨迹上的轨迹点能够找到前视匹配点，可以参照图13所示。图13中的a为目标轨迹点，b为前视匹配点，k为曲率，r也即轨迹半径。
[0116]
步骤s420：分别获取所述车辆与所述前视匹配点以及所述目标轨迹点之间的误差。
[0117]
在具体实施中，在确定前视匹配点之后，本实施例中会进一步获取车辆与前视匹配点之间的误差，以及车辆与目标轨迹点之间的误差，其中，车辆与前视匹配点之间的误差至少包括车辆与前视匹配点之间的横向误差以及车辆与前视匹配点之间的速度角度误差，车辆与目标轨迹点之间的误差至少包括车辆与目标轨迹点之间的横向误差以及车辆与目标轨迹点之间的速度角度误差。
[0118]
步骤s520：根据所述误差和所述预测移动距离确定目标过渡轨迹。
[0119]
在具体实施中，在确定误差之后，本实施例中还会为每一个误差设置相应的权重。其中，车辆与目标轨迹点之间的横向误差以及车辆与目标轨迹点之间的速度角度误差对应的误差权重可以根据实际需求进行预先设定，进一步地，考虑前视点误差的影响，所以根据当前位置到前视点的距离(也即预测移动距离)给前视点误差增加权重，距离越远，误差影响越小，从而保证车辆能够平滑过渡，因此本实施例中车辆与前视匹配点之间的横向误差以及车辆与前视匹配点之间的速度角度误差是在预设误差权重的基础再结合预测移动距离。
[0120]
通过上述参数即可计算出曲率增量，具体计算公式如delta_kappa＝w1*(-1)*e+w2*(-1)*v_heading_error+w3*(-1)*e_ahead/travelling_distance+w4*(-1)*v_heading_error_ahead/travelling_distance，其中，delta_kappa为曲率增量，e为车辆与目标轨迹点之间的横向误差，预设误差权重为w1，v_heading_error为车辆与目标轨迹点之间的速度角度误差，预设误差权重为w2，e_ahead为车辆与前视匹配点之间的横向误差，预设误差权重为w3，v_heading_error_ahead为车辆与前视匹配点之间的速度角度误差，预设误差权重为w4，travelling_distance为预测移动距离。
[0121]
进一步地，基于目标轨迹点对应的参考曲率和曲率增量可以确定目标曲率，例如kappa_des＝kappa_ref+delta_kappa，其中，delta_kappa为曲率增量，kappa_ref为目标轨迹点对应的参考曲率，kappa_des即为目标曲率，最后根据该目标曲率即可计算出轨迹半径，例如radius_ref＝1/(kappa_des)，radius_ref即为轨迹半径。
[0122]
进一步地，当认为车辆的横向误差大于0时(也即图13中e＞0的情况)，车辆在参考线的内侧，则应该减小曲率，从而增大车辆的转弯半径，以贴近轨迹。同理，当车辆速度的朝向与参考轨迹误差大于零时，也即车辆朝向有快速靠近轨迹的趋势，则此时应该减小曲率，增大转弯半径，使得车辆能够进行平滑过渡。
[0123]
本实施例通过获取所述车辆的当前车速；根据所述车速和预设前视时间得到所述车辆的预测移动距离；根据所述预测移动距离确定所述车辆的预测位置；根据所述预测位置确定前视匹配点；分别获取所述车辆与所述前视匹配点以及所述目标轨迹点之间的误差；根据所述车辆与所述目标轨迹点之间的横向误差、所述车辆与所述目标轨迹点之间的速度角度误差、所述车辆与所述前视匹配点之间的横向误差以及所述车辆与所述前视匹配点之间的速度角度误差及各自对应的误差权重计算曲率增量；基于所述目标轨迹点对应的参考曲率和所述曲率增量确定目标曲率；根据所述目标曲率确定轨迹半径，并基于所述轨迹半径确定目标过渡轨迹，通过上述方式能够将车辆有效过渡至漂移平衡状态，提升了控制效果，从而进一步保证了车辆漂移轨迹控制的精度。
[0124]
参考图14，图14为本发明一种车辆漂移轨迹控制方法第三实施例的流程示意图。
[0125]
基于上述第一实施例，提出本发明一种车辆漂移轨迹控制方法的第三实施例。
[0126]
在本实施例中，所述步骤s20具体包括：
[0127]
步骤s201：确定目标过渡轨迹对应的前视匹配点。
[0128]
易于理解的是，目标过渡轨迹的构建需要借助目标轨迹点以及前视匹配点，因此在完成目标过渡轨迹的构建之后，本实施例中基于目标过渡轨迹即可找到对应的前视匹配点。
[0129]
步骤s202：根据所述前视匹配点的横摆角速度和所述目标轨迹点的横摆角速度计算状态调整所需要的最小调整量。
[0130]
在具体实施中，在确定前视匹配点之后，本实施例中会获取前视匹配点的横摆角速度以及目标轨迹点的横摆角速度，根据计算公式即可计算出状态调整所需要的最小调整量，例如min_yawrate＝(yawrate_ref+yawrate_ahead)/2，其中，yawrate_ref为目标轨迹点的横摆角速度，yawrate_ahead为前视匹配点的横摆角速度，min_yawrate即为状态调整所需要的最小调整量。
[0131]
步骤s203：根据所述车辆的当前横摆角速度和所述最小调整量确定目标横摆角速度。
[0132]
在具体实施中，在得到最小调整量之后，结合车辆的当前横摆角速度即可计算出目标横摆角速度，如yawrate_des＝w5*yawrate+(1-w5)*min_yawrate，其中，yawrate为车辆的当前横摆角速度，min_yawrate为最小调整量，yawrate_des即为目标横摆角速度，w5为调整系数，可以根据实际需求进行设置，本实施例中对此不加以限制。
[0133]
步骤s204：根据所述目标横摆角速度对所述车辆的状态进行预调整。
[0134]
易于理解的是，将车辆的当前横摆角速度调整为目标横摆角速度，即可使得车辆达到漂移平衡状态，便于后续的漂移轨迹控制。
[0135]
本实施例通过确定目标过渡轨迹对应的前视匹配点；根据所述前视匹配点的横摆角速度和所述目标轨迹点的横摆角速度计算状态调整所需要的最小调整量；根据所述车辆的当前横摆角速度和所述最小调整量确定目标横摆角速度；根据所述目标横摆角速度对所述车辆的状态进行预调整，通过上述方式能够将车辆有效过渡至漂移平衡状态，提升了控制效果，从而进一步保证了车辆漂移轨迹控制的精度。
[0136]
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有车辆漂移轨迹控制程序，所述车辆漂移轨迹控制程序被处理器执行时实现如上文所述的车辆漂移轨迹控
制方法的步骤。
[0137]
由于本存储介质采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0138]
参照图15，图15为本发明车辆漂移轨迹控制装置第一实施例的结构框图。
[0139]
如图15所示，本发明实施例提出的车辆漂移轨迹控制装置包括：
[0140]
获取模块10，用于获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差。
[0141]
控制模块20，用于在所述状态偏差超过预设范围时，将所述车辆与所述目标轨迹点之间的状态参数差值代入车辆状态误差模型计算控制参数，并根据所述控制参数按照目标过渡轨迹对所述车辆的状态进行预调整。
[0142]
计算模块30，用于获取预调整后车辆的当前状态参数，并基于所述期望轨迹确定目标状态参数。
[0143]
所述计算模块30，还用于确定所述当前状态参数和所述目标状态参数之间的参数差值。
[0144]
所述计算模块30，还用于根据所述参数差值和车辆循迹误差模型计算参考控制参数。
[0145]
所述控制模块20，还用于根据所述参考控制参数控制所述车辆按照所述期望轨迹进行漂移。
[0146]
本实施例通过获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差；在状态偏差超过预设范围时，按照车辆与目标轨迹点之间的状态参数差值代入车辆状态误差模型计算得到的控制参数以及目标过渡轨迹对车辆的状态进行预调整；根据预调整后车辆的当前状态参数与基于期望轨迹确定的目标状态参数之间的参数差值；根据参数差值和车辆循迹误差模型计算参考控制参数；根据参考控制参数控制车辆按照期望轨迹进行漂移，通过上述方式能够在车辆状态偏离轨迹匹配点状态较大时，先将车辆过渡到平衡状态，然后再按照期望轨迹对车辆进行控制，提升了车辆漂移轨迹控制的精度。
[0147]
在一实施例中，所述车辆漂移轨迹控制装置还包括：构建模块；
[0148]
所述构建模块，用于获取所述车辆的当前车速；根据所述车速和预设前视时间得到所述车辆的预测移动距离；根据所述预测移动距离确定所述车辆的预测位置；根据所述预测位置确定前视匹配点；分别获取所述车辆与所述前视匹配点以及所述目标轨迹点之间的误差；根据所述误差和所述预测移动距离确定目标过渡轨迹。
[0149]
在一实施例中，所述误差至少包括所述车辆与所述目标轨迹点之间的横向误差、所述车辆与所述目标轨迹点之间的速度角度误差、所述车辆与所述前视匹配点之间的横向误差以及所述车辆与所述前视匹配点之间的速度角度误差；
[0150]
所述构建模块，还用于根据所述车辆与所述目标轨迹点之间的横向误差、所述车辆与所述目标轨迹点之间的速度角度误差、所述车辆与所述前视匹配点之间的横向误差以及所述车辆与所述前视匹配点之间的速度角度误差及各自对应的误差权重计算曲率增量，所述车辆与所述前视匹配点之间的横向误差与所述车辆与所述前视匹配点之间的速度角度误差所对应的误差权重受所述预测移动距离影响；基于所述目标轨迹点对应的参考曲率和所述曲率增量确定目标曲率；根据所述目标曲率确定轨迹半径，并基于所述轨迹半径确定目标过渡轨迹。
[0151]
在一实施例中，所述控制模块20，还用于确定目标过渡轨迹对应的前视匹配点；根据所述前视匹配点的横摆角速度和所述目标轨迹点的横摆角速度计算状态调整所需要的最小调整量；根据所述车辆的当前横摆角速度和所述最小调整量确定目标横摆角速度；根据所述目标横摆角速度对所述车辆的状态进行预调整。
[0152]
在一实施例中，所述获取模块10，还用于获取车辆所处的当前位置；根据所述当前位置确定所述期望轨迹上距离所述车辆最近的目标轨迹点；计算所述车辆与所述轨迹点之间的状态参数差值，并将所述状态参数差值作为状态偏差。
[0153]
在一实施例中，所述构建模块，还用于构建所述车辆对应的车辆状态误差模型；
[0154]
所述控制模块20，还用于根据所述车辆状态误差模型将所述车辆调整至稳态漂移状态；
[0155]
所述获取模块10，还用于在所述车辆处于所述稳态漂移状态时，执行所述基于车辆对应的期望轨迹确定目标状态参数的步骤。
[0156]
在一实施例中，所述控制模块20，还用于查询所述车辆在预设时刻后可达到的期望循迹状态；根据所述期望循迹状态确定所述预设时刻对应的循迹参考控制参数；获取所述车辆的当前状态与所述期望循迹状态之间的状态比例系数；根据所述状态比例系数、所述参考控制参数以及所述循迹参考控制参数计算目标控制参数；按照所述目标控制参数控制所述车辆按照所述期望轨迹进行漂移。
[0157]
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
[0158]
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
[0159]
另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的车辆漂移轨迹控制方法，此处不再赘述。
[0160]
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0161]
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0162]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(read only memory，rom)/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0163]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技
术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种车辆漂移轨迹控制方法，其特征在于，所述车辆漂移轨迹控制方法包括：获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差；在所述状态偏差超过预设范围时，将所述车辆与所述目标轨迹点之间的状态参数差值代入车辆状态误差模型计算控制参数，并根据所述控制参数按照目标过渡轨迹对所述车辆的状态进行预调整；获取预调整后车辆的当前状态参数，并基于所述期望轨迹确定目标状态参数；确定所述当前状态参数和所述目标状态参数之间的参数差值；根据所述参数差值和车辆循迹误差模型计算参考控制参数；根据所述参考控制参数控制所述车辆按照所述期望轨迹进行漂移。2.如权利要求1所述的车辆漂移轨迹控制方法，其特征在于，所述按照目标过渡轨迹对所述车辆的状态进行预调整之前，还包括：获取所述车辆的当前车速；根据所述车速和预设前视时间得到所述车辆的预测移动距离；根据所述预测移动距离确定所述车辆的预测位置；根据所述预测位置确定前视匹配点；分别获取所述车辆与所述前视匹配点以及所述目标轨迹点之间的误差；根据所述误差和所述预测移动距离确定目标过渡轨迹。3.如权利要求2所述的车辆漂移轨迹控制方法，其特征在于，所述误差至少包括所述车辆与所述目标轨迹点之间的横向误差、所述车辆与所述目标轨迹点之间的速度角度误差、所述车辆与所述前视匹配点之间的横向误差以及所述车辆与所述前视匹配点之间的速度角度误差，所述根据所述误差和所述预测移动距离确定目标过渡轨迹，包括：根据所述车辆与所述目标轨迹点之间的横向误差、所述车辆与所述目标轨迹点之间的速度角度误差、所述车辆与所述前视匹配点之间的横向误差以及所述车辆与所述前视匹配点之间的速度角度误差及各自对应的误差权重计算曲率增量，所述车辆与所述前视匹配点之间的横向误差与所述车辆与所述前视匹配点之间的速度角度误差所对应的误差权重受所述预测移动距离影响；基于所述目标轨迹点对应的参考曲率和所述曲率增量确定目标曲率；根据所述目标曲率确定轨迹半径，并基于所述轨迹半径确定目标过渡轨迹。4.如权利要求1所述的车辆漂移轨迹控制方法，其特征在于，所述按照目标过渡轨迹对所述车辆的状态进行预调整，包括：确定目标过渡轨迹对应的前视匹配点；根据所述前视匹配点的横摆角速度和所述目标轨迹点的横摆角速度计算状态调整所需要的最小调整量；根据所述车辆的当前横摆角速度和所述最小调整量确定目标横摆角速度；根据所述目标横摆角速度对所述车辆的状态进行预调整。5.如权利要求1所述的车辆漂移轨迹控制方法，其特征在于，所述获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差，包括：获取车辆所处的当前位置；根据所述当前位置确定所述期望轨迹上距离所述车辆最近的目标轨迹点；
计算所述车辆与所述轨迹点之间的状态参数差值，并将所述状态参数差值作为状态偏差。6.如权利要求1所述的车辆漂移轨迹控制方法，其特征在于，所述获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差之前，还包括：构建所述车辆对应的车辆状态误差模型；根据所述车辆状态误差模型将所述车辆调整至稳态漂移状态；在所述车辆处于所述稳态漂移状态时，执行所述获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差的步骤。7.如权利要求1至6中任一项所述的车辆漂移轨迹控制方法，其特征在于，所述根据所述参考控制参数控制所述车辆按照所述期望轨迹进行漂移，包括：查询所述车辆在预设时刻后可达到的期望循迹状态；根据所述期望循迹状态确定所述预设时刻对应的循迹参考控制参数；获取所述车辆的当前状态与所述期望循迹状态之间的状态比例系数；根据所述状态比例系数、所述参考控制参数以及所述循迹参考控制参数计算目标控制参数；按照所述目标控制参数控制所述车辆按照所述期望轨迹进行漂移。8.一种车辆漂移轨迹控制装置，其特征在于，所述车辆漂移轨迹控制装置包括：获取模块，用于获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差；控制模块，用于在所述状态偏差超过预设范围时，将所述车辆与所述目标轨迹点之间的状态参数差值代入车辆状态误差模型计算控制参数，并根据所述控制参数按照目标过渡轨迹对所述车辆的状态进行预调整；计算模块，用于获取预调整后车辆的当前状态参数，并基于所述期望轨迹确定目标状态参数；所述计算模块，还用于确定所述当前状态参数和所述目标状态参数之间的参数差值；所述计算模块，还用于根据所述参数差值和车辆循迹误差模型计算参考控制参数；所述控制模块，还用于根据所述参考控制参数控制所述车辆按照所述期望轨迹进行漂移。9.一种车辆漂移轨迹控制设备，其特征在于，所述车辆漂移轨迹控制设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的车辆漂移轨迹控制程序，所述车辆漂移轨迹控制程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的车辆漂移轨迹控制方法。10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有车辆漂移轨迹控制程序，所述车辆漂移轨迹控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的车辆漂移轨迹控制方法。

技术总结
本发明公开了一种车辆漂移轨迹控制方法、装置、设备及存储介质，属于车辆控制技术领域。本发明通过获取车辆与期望轨迹上的目标轨迹点之间的状态偏差；在状态偏差超过预设范围时，按照车辆与目标轨迹点之间的状态参数差值代入车辆状态误差模型计算得到的控制参数以及目标过渡轨迹对车辆的状态进行预调整；根据预调整后车辆的当前状态参数与基于期望轨迹确定的目标状态参数之间的参数差值；根据参数差值和车辆循迹误差模型计算参考控制参数；根据参考控制参数控制车辆按照期望轨迹进行漂移，通过上述方式能够在车辆状态偏离轨迹匹配点状态较大时，先将车辆过渡到平衡状态，然后再按照期望轨迹对车辆进行控制，提升了车辆漂移轨迹控制的精度。移轨迹控制的精度。移轨迹控制的精度。


技术研发人员：覃梓雨 张昭
受保护的技术使用者：东风汽车有限公司东风日产乘用车公司
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/6/27