車速控制方法、裝置及無人駕駛汽車與流程
2023-10-29 12:50:57 3
本發明涉及無人駕駛汽車技術領域，尤其是涉及一種車速控制方法、裝置及無人駕駛汽車。
背景技術：
無人駕駛汽車是一種智能汽車，也可以稱之為輪式移動機器人，主要依靠車內的以計算機系統為主的智能駕駛儀來實現無人駕駛。無人駕駛儀的速度控制為無人駕駛汽車控制技術的主要控制對象之一。良好的車速跟隨性是無人車舒適性、安全性、穩定性的基本保證。不同的無人車速度控制不同，同一輛無人車不同電量時速度控制也不同。
由於車速與速度的非線性關係，現有技術中，採用線性比例方式來對速度進行控制無法得到好的控制效果。而利用傳統的pid控制容易造成車速的反覆震蕩，而且在速度控制的過程中會耗費大量時間整定參數，所以一般的車速對加速量/減速量的反應時間是存在延時的，特別是在啟動、加速、減速過程中，pid控制方式可能會導致車速跟隨延時。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種車速控制方法、裝置及無人駕駛汽車，以緩解現有技術中存在的在啟動、加速、減速過程中，車速存在跟隨延時的技術問題。
第一方面，本發明實施例提供了一種車速控制方法，包括：
獲取與車輛當前行駛路段對應的目標車速和車輛當前時刻的實際車速；
確定所述目標車速與所述實際車速之間的車速差值；
根據所述車速差值和預設方式確定當前時刻的加速控制增量；
根據上一時刻的加速控制增量和當前時刻的加速控制增量，確定車速控制量；
根據所述車速控制量控制車輛行駛。
結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述根據所述車速差值和預設方式確定當前時刻的加速控制增量，包括：
根據所述目標車速、所述實際車速、預設的油門調節因子和預設的車速調節鬆弛變量確定當前時刻的加速控制增量。
結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述根據上一時刻的加速控制增量和當前時刻的加速控制增量，得到車速控制量，包括：
判斷所述車速差值是否大於或者等於預設閾值；
當所述車速差值大於或者等於預設閾值，確定車速控制量為上一時刻的加速控制量和所述加速控制增量的和；
當所述車速差值小於所述預設閾值，確定車鎖控制量為預設的剎車比例係數與所述車速差值的積。
結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，所述獲取與車輛當前行駛路段對應的目標車速，包括：
獲取車輛中的定位模塊採集的當前時刻車輛的位置信息；
在預設駕駛地圖中確定與所述位置信息對應的行駛路段標識；
在預設對應關係集合中，確定與所述行駛路段標識對應的目標車速。
結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，獲取車輛當前時刻的實際車速，包括：
獲取車輛中的定位模塊採集的當前時刻車輛的位置信息以及車輛在當前路段中的行駛時間；
在預設駕駛地圖中根據所述位置信息確定所述對應的行駛路段標識以及與所述行駛路段標識對應的路段長度；
確定車輛在當前路段中的行駛時間；
根據所述路段長度及所述行駛時間確定所述實際車速。
第二方面，本發明實施例還提供一種車速控制裝置，包括：
獲取模塊，用於獲取與車輛當前行駛路段對應的目標車速和車輛當前時刻的實際車速；
第一確定模塊，用於確定所述目標車速與所述實際車速之間的車速差值；
第二確定模塊，用於根據所述車速差值和預設方式確定當前時刻的加速控制增量；
第三確定模塊，用於根據上一時刻的加速控制增量和當前時刻的加速控制增量，確定車速控制量；
控制模塊，用於根據所述車速控制量控制車輛行駛。
結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，所述第二確定模塊，還用於：
根據所述目標車速、所述實際車速、預設的油門調節因子和預設的車速調節鬆弛變量確定當前時刻的加速控制增量。
結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，所述第三確定模塊，包括：
判斷單元，用於判斷所述車速差值是否大於或者等於預設閾值；
第一確定單元，用於當所述車速差值大於或者等於預設閾值，確定車速控制量為上一時刻的加速控制量和所述加速控制增量的和；
第二確定單元，用於當所述車速差值小於所述預設閾值，確定車鎖控制量為預設的剎車比例係數與所述車速差值的積。
第三方面，本發明實施例還提供一種無人駕駛汽車，包括存儲器、處理器，所述存儲器中存儲有可在所述處理器上運行的電腦程式，所述處理器執行所述電腦程式時實現上述第一方面所述的方法的步驟。
第四方面，本發明實施例還提供一種具有處理器可執行的非易失的程序代碼的計算機可讀介質，所述程序代碼使所述處理器執行上述第一方面所述的方法。
本發明實施例帶來了以下有益效果：本發明實施例通過首先獲取與車輛當前行駛路段對應的目標車速和車輛當前時刻的實際車速，確定所述目標車速與所述實際車速之間的車速差值，再根據所述車速差值和預設方式確定當前時刻的加速控制增量，再根據上一時刻的加速控制增量和當前時刻的加速控制增量，確定車速控制量，最後可以根據所述車速控制量控制車輛行駛。
本發明實施例能夠將目標車速和實際車速作為輸入，即可得到車速控制量，並控制車輛行駛，運算速度快，無需長時間的參數整定，車速跟隨性良好，提高車輛的舒適性、安全性和穩定性。
本發明的其他特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附附圖，作詳細說明如下。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例提供的車速控制方法的流程圖；
圖2為本發明實施例提供的一種應用場景示意圖；
圖3為圖1中步驟s104的流程圖；
圖4為本發明實施例提供的車速控制裝置的結構圖。
圖標：11-獲取模塊；12-第一確定模塊；13-第二確定模塊；14-第三確定模塊；15-控制模塊。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
目前，一般的車速對加速量/減速量的反應時間是存在延時的，特別是在啟動、加速、減速過程中，pid控制方式可能會導致車速跟隨延時。基於此，本發明實施例提供的一種車速控制方法、裝置及無人駕駛汽車，可以將目標車速和實際車速作為輸入，即可得到車速控制量，並控制車輛行駛，運算速度快，無需長時間的參數整定，車速跟隨性良好，提高車輛的舒適性、安全性和穩定性。
為便於對本實施例進行理解，首先對本發明實施例所公開的一種車速控制方法進行詳細介紹，所述車速控制方法，可以應用於無人駕駛汽車中的處理器中，如圖1所示，所述車速控制方法包括以下步驟。
在步驟s101中，獲取與車輛當前行駛路段對應的目標車速和車輛當前時刻的實際車速。
在本發明實施例中，所述獲取與車輛當前行駛路段對應的目標車速，包括：獲取車輛中的定位模塊採集的當前時刻車輛的位置信息；在預設駕駛地圖中確定與所述位置信息對應的行駛路段標識；以及，在預設對應關係集合中，確定與所述行駛路段標識對應的目標車速。
行駛路段標識與目標車速之間的對應關係可以如下表1所示，在這裡示出和描述的所有示例中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制，因此，示例性實施例的其他示例可以具有不同的值。
表1
在本發明實施例中，獲取車輛當前時刻的實際車速，包括：獲取車輛中的定位模塊採集的當前時刻車輛的位置信息以及車輛在當前路段中的行駛時間；在預設駕駛地圖中根據所述位置信息確定所述對應的行駛路段標識以及與所述行駛路段標識對應的路段長度；確定車輛在當前路段中的行駛時間；以及，根據所述路段長度及所述行駛時間確定所述實際車速。
例如，如圖2所示，假設環形公路上包括八個路段，分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7和s8，其中，由於s1、s3、s5和s7為直角彎道，根據表1，則行駛路段標識為8，對應的目標車速為15，s2、s4、s6和s8為直道，則行駛路段標識為0，對應的目標車速為30。
在步驟s102中，確定所述目標車速與所述實際車速之間的車速差值。
在該步驟中，車速差值計算如公式1所示：
δv＝vpre-vtrue(1)
其中vpre表示目標車速，vtrue表示實際車速，δv表示目標車速與實際車速的差值。
在步驟s103中，根據所述車速差值和預設方式確定當前時刻的加速控制增量。
在該步驟中，可以根據所述目標車速、所述實際車速、預設的油門調節因子和預設的車速調節鬆弛變量確定當前時刻的加速控制增量，
在本發明實施例中，加速控制增量的計算公式如公式(2)所示：
其中，sgn(x)為符號函數；γ為預設的油門調節因子；由於在加減速控制中由於運動車的慣性影響通常情況下不能讓當前車速達到目標車速才開始調節電門量，而是應該在車速接近預設值時就應該反向調節或者停止調節電門量，所以引入車速調節鬆弛變量λ，車速調節鬆弛變量λ為預置值；β為加速控制增量。
在步驟s104中，根據上一時刻的加速控制增量和當前時刻的加速控制增量，確定車速控制量。
如圖3所示，在該步驟中，步驟s104可以包括以下步驟。
在步驟s201中，判斷所述車速差值是否大於或者等於預設閾值；
當所述車速差值大於或者等於預設閾值，在步驟s202中，確定車速控制量為上一時刻的加速控制量和所述加速控制增量的和。
當所述車速差值大於或者等於預設閾值，也即加減速狀態無需剎車幹預時如公式(3)：
其中f(t)表示當前時刻加速信息控制量，f(t-1)表示上一時刻的加速控制信息，g(t)表示當前時刻剎車信號控制信息，μ表示剎車幹預時車速差值臨界點。
當所述車速差值小於所述預設閾值，在步驟s203中，確定車鎖控制量為預設的剎車比例係數與所述車速差值的積。
當所述車速差值小於所述預設閾值，也即減速狀態需要剎車介入條件如公式4，其中α表示剎車比例係數：
在步驟s105中，根據所述車速控制量控制車輛行駛。
在本發明實施例中，可以根據車速控制量控制動力驅動系統以相應的動力驅動車輛行駛。
在本發明的又一實施例中，如圖4所示，還提供一種車速控制裝置，本發明實施例所提供的裝置，其實現原理及產生的技術效果和前述方法實施例相同，為簡要描述，裝置實施例部分未提及之處，可參考前述方法實施例中相應內容，所述裝置包括：獲取模塊11、第一確定模塊12、第二確定模塊13、第三確定模塊14和控制模塊15。
獲取模塊11，用於獲取與車輛當前行駛路段對應的目標車速和車輛當前時刻的實際車速。
第一確定模塊12，用於確定所述目標車速與所述實際車速之間的車速差值。
第二確定模塊13，用於根據所述車速差值和預設方式確定當前時刻的加速控制增量。
在本發明實施例中，所述第二確定模塊，還用於：根據所述目標車速、所述實際車速、預設的油門調節因子和預設的車速調節鬆弛變量確定當前時刻的加速控制增量。
第三確定模塊14，用於根據上一時刻的加速控制增量和當前時刻的加速控制增量，確定車速控制量。
在本發明實施例中，所述第三確定模塊14，包括：
判斷單元，用於判斷所述車速差值是否大於或者等於預設閾值；
第一確定單元，用於當所述車速差值大於或者等於預設閾值，確定車速控制量為上一時刻的加速控制量和所述加速控制增量的和；
第二確定單元，用於當所述車速差值小於所述預設閾值，確定車鎖控制量為預設的剎車比例係數與所述車速差值的積。
控制模塊15，用於根據所述車速控制量控制車輛行駛。
在本發明的又一實施例中，還提供一種無人駕駛汽車，包括存儲器、處理器，所述存儲器中存儲有可在所述處理器上運行的電腦程式，所述處理器執行所述電腦程式時實現上述方法實施例所述的方法的步驟。
在本發明的又一實施例中，還提供一種具有處理器可執行的非易失的程序代碼的計算機可讀介質，所述程序代碼使所述處理器執行上述方法實施例所述的方法。
本發明實施例所提供的車速控制方法、裝置及無人駕駛汽車的電腦程式產品，包括存儲了程序代碼的計算機可讀存儲介質，所述程序代碼包括的指令可用於執行前面方法實施例中所述的方法，具體實現可參見方法實施例，在此不再贅述。
所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統和裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。
另外，在本發明實施例的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
所述功能如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，伺服器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：u盤、移動硬碟、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。
在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
最後應說明的是：以上所述實施例，僅為本發明的具體實施方式，用以說明本發明的技術方案，而非對其限制，本發明的保護範圍並不局限於此，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例技術方案的精神和範圍，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應所述以權利要求的保護範圍為準。