车辆的变道控制方法、装置、设备及存储介质与流程

本申请涉及车辆的变道控制，尤其涉及车辆的变道控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、变道控制是自动驾驶技术中的关键组成部分，对于提高道路的通行效率和保障行车安全具有重大意义。在自动驾驶场景中，精确的车辆变道策略能够减少交通事故，提升交通流动性，同时为乘客提供更加平稳的乘坐体验。

2、当前的车辆变道策略多采用基于规则的方法，这些方法往往缺乏对复杂交通环境的适应性。例如，传统算法可能在预测他车行为和反应方面存在局限，导致变道决策不够精准以至于车辆换道过程中稳定性无法保证。

3、上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种车辆的变道控制方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术车辆换道过程中的稳定性低的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提出一种车辆的变道控制方法，所述的车辆的变道控制方法包括：

3、获取车辆规划路径与实际路径的横向偏差及横摆角速度误差，并获取轮胎力分配的约束条件；

4、基于所述横向偏差及所述横摆角速度误差得到期望横摆力矩；

5、基于所述期望横摆力矩及轮胎力分配的约束条件得到车轮纵向力分配参数和车轮侧向力分配参数；

6、通过所述车轮纵向力分配参数和车轮侧向力分配参数控制车辆进行变道。

7、在一实施例中，所述获取车辆规划路径与实际路径的横向偏差及横摆角速度误差的步骤，包括：

8、获取车辆规划路径、横摆角速度及车辆纵向速度；

9、基于所述横摆角速度和所述车辆纵向速度确定车辆行驶的实际路径；

10、根据所述车辆规划路径和所述车辆行驶的实际路径确定横向偏差；

11、获取期望横摆角速度，根据所述期望横摆角速度和所述横摆角速度确定横摆角速度误差。

12、在一实施例中，所述获取期望横摆角速度的步骤，包括：

13、获取车辆前轮的轮胎侧偏刚度、车辆后轮的轮胎侧偏刚度、车辆的前轮转向角、车辆的前轮侧偏角以及车辆的后轮侧偏角；

14、基于所述车辆前轮的轮胎侧偏刚度、车辆后轮的轮胎侧偏刚度、车辆的前轮转向角、车辆的前轮侧偏角以及车辆的后轮侧偏角确定期望横摆角速度。

15、在一实施例中，所述基于所述横向偏差及所述横摆角速度误差得到期望横摆力矩的步骤，包括：

16、建立车辆运动学模型；

17、基于所述横向偏差、所述横摆角速度误差得到滑模面公式；

18、对所述滑模面公式求导后结合所述车辆运动学模型，得到期望横摆力矩。

19、在一实施例中，所述获取轮胎力分配的约束条件的步骤，包括：

20、获取纵向轮胎力和侧向轮胎力与轮胎受到的垂向载荷之间的约束条件、电机提供的最大力矩对应的轮胎纵向力、车轮上的转矩限制以及轮胎路面行驶附着条件的限制；

21、基于所述纵向轮胎力和侧向轮胎力与轮胎受到的垂向载荷之间的约束条件、电机提供的最大力矩对应的轮胎纵向力、车轮上的转矩限制以及轮胎路面行驶附着条件的限制得到轮胎力分配的约束条件。

22、在一实施例中，所述基于所述期望横摆力矩及轮胎力分配的约束条件得到车轮纵向力分配参数和车轮侧向力分配参数的步骤，包括：

23、基于所述期望横摆力矩及轮胎力分配的约束条件建立车辆运动学方程；

24、对所述车辆运动学方程进行通过加权伪逆法进行处理，得到线性二次优化目标函数；

25、基于所述车辆运动学方程和所述线性二次优化目标函数建立汉密尔顿函数；

26、对所述汉密尔顿函数进行处理，得到车轮纵向力分配参数和车轮侧向力分配参数。

27、在一实施例中，所述对所述汉密尔顿函数进行处理，得到车轮纵向力分配参数和车轮侧向力分配参数的步骤，包括：

28、对所述汉密尔顿函数中的汽车轮胎力参数进行偏导处理，得到第一偏导结果；

29、对所述汉密尔顿函数中的拉格朗日乘子进行偏导处理，得到第二偏导结果；

30、控制所述第一偏导结果和所述第二偏导结果为0，并输入所述汉密尔顿函数，得到车轮纵向力分配参数和车轮侧向力分配参数。

31、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种车辆的变道控制装置，所述装置包括获取模块、第一计算模块、第二计算模块及控制模块，所述获取模块和所述第一计算模块、所述第二计算模块分别连接，所述第一计算模块和所述第二计算模块连接，所述第二计算模块和所述控制模块连接：

32、获取模块，用于获取车辆规划路径与实际路径的横向偏差及横摆角速度误差并获取轮胎力分配的约束条件；

33、第一计算模块，用于基于所述横向偏差及所述横摆角速度误差得到期望横摆力矩；

34、第二计算模块，用于基于所述期望横摆力矩及轮胎力分配的约束条件得到车轮纵向力分配参数和车轮侧向力分配参数；

35、控制模块，用于通过所述车轮纵向力分配参数和车轮侧向力分配参数控制车辆进行变道。

36、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种车辆的变道控制设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序配置为实现如上文所述的车辆的变道控制方法的步骤。

37、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的车辆的变道控制方法的步骤。

38、此外，为实现上述目的，本申请还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的车辆的变道控制方法的步骤。

39、本申请提出的一个或多个技术方案，至少具有以下技术效果：

40、获取车辆规划路径与实际路径的横向偏差及横摆角速度误差；基于横向偏差及横摆角速度误差得到期望横摆力矩；获取轮胎力分配的约束条件；基于期望横摆力矩及轮胎力分配的约束条件得到车轮纵向力分配参数和车轮侧向力分配参数；通过车轮纵向力分配参数和车轮侧向力分配参数控制车辆进行变道。在同时考虑保持车辆规划路径和提升车辆操纵性和侧向稳定性的基础上，提出了基于加权伪逆最优分配算法的轮胎力分配方法，以轮胎附着力和电机驱动峰值为整体约束条件，分配轮胎纵向力和侧向力，在实现优化控制的前提下，提升车辆转向过程中的安全性。

技术特征：

1.一种车辆的变道控制方法，其特征在于，所述车辆的变道控制方法包括：

2.如权利要求1所述的车辆的变道控制方法，其特征在于，所述获取车辆规划路径与实际路径的横向偏差及横摆角速度误差的步骤，包括：

3.如权利要求2所述的车辆的变道控制方法，其特征在于，所述获取期望横摆角速度的步骤，包括：

4.如权利要求1所述的车辆的变道控制方法，其特征在于，所述基于所述横向偏差及所述横摆角速度误差得到期望横摆力矩的步骤，包括：

5.如权利要求1所述的车辆的变道控制方法，其特征在于，所述获取轮胎力分配的约束条件的步骤，包括：

6.如权利要求1所述的车辆的变道控制方法，其特征在于，所述基于所述期望横摆力矩及轮胎力分配的约束条件得到车轮纵向力分配参数和车轮侧向力分配参数的步骤，包括：

7.如权利要求6所述的车辆的变道控制方法，其特征在于，所述对所述汉密尔顿函数进行处理，得到车轮纵向力分配参数和车轮侧向力分配参数的步骤，包括：

8.一种车辆的变道控制装置，其特征在于，所述装置包括获取模块、第一计算模块、第二计算模块及控制模块，所述获取模块和所述第一计算模块、所述第二计算模块分别连接，所述第一计算模块和所述第二计算模块连接，所述第二计算模块和所述控制模块连接：

9.一种车辆的变道控制设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的车辆的变道控制方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的车辆的变道控制方法的步骤。

技术总结本申请公开了一种车辆的变道控制方法、装置、设备及存储介质，涉及车辆的变道控制技术领域，包括：获取车辆规划路径与实际路径的横向偏差及横摆角速度误差；基于横向偏差及横摆角速度误差得到期望横摆力矩；获取轮胎力分配的约束条件；基于期望横摆力矩及轮胎力分配的约束条件得到车轮纵向力分配参数和车轮侧向力分配参数；通过车轮纵向力分配参数和车轮侧向力分配参数控制车辆进行变道。在同时考虑保持车辆规划路径和提升车辆操纵性和侧向稳定性的基础上，提出了基于加权伪逆最优分配算法的轮胎力分配方法，以轮胎附着力和电机驱动峰值为整体约束条件，分配轮胎纵向力和侧向力，在实现优化控制的前提下，提升车辆转向过程中的安全性。技术研发人员：岑胜,涂宁宁,刘会凯,侯明洋受保护的技术使用者：岚图汽车科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27