CN114670864B

CN114670864B - 一种自动驾驶车速控制方法和装置

Info

Publication number: CN114670864B
Application number: CN202110696563.9A
Authority: CN
Inventors: 袁盛玥; 王雪莹; 张友焕; 尹颖
Original assignee: Beijing Electric Vehicle Co Ltd
Current assignee: Beijing Electric Vehicle Co Ltd
Priority date: 2021-06-23
Filing date: 2021-06-23
Publication date: 2024-09-20
Anticipated expiration: 2041-06-23
Also published as: CN114670864A

Abstract

本申请提供了一种自动驾驶车速控制方法和装置，涉及汽车技术领域。所述方法包括：获取车辆的道路类型信息；获取车辆的当前行驶速度和当前行驶时间；根据所述道路类型信息、所述当前行驶速度和所述当前行驶时间，确定所述车辆的行驶加速度。本申请的技术方案与现有技术的自动驾驶方法相比，不仅将自动驾驶纵向控制(车速控制)与高精地图信息相结合；还在自动驾驶车速控制过程中考虑路面坡度带来的影响，提高了自动驾驶的精度。

Description

一种自动驾驶车速控制方法和装置

技术领域

本申请涉及汽车技术领域，特别涉及一种自动驾驶车速控制方法和装置。

背景技术

自动驾驶车辆进行自动巡航过程中(前方无障碍物，不需跟车、换道、避障、停车等需要主动进行速度变化的场景)，由于行驶道路坡度不同，车辆为保持相同巡航速度，往往车辆动力系统需提供不同的加速度。然而在现有技术方案中，如CN105620478B《一种自适应巡航车速控制系统及方法》、CN110103959A《一种自适应巡航控制方法》，都介绍了一种车速控制方法，对于自动驾驶车辆车速控制通常考虑加速度控制误差来进行闭环控制，也就是说在有坡度变化的路面行驶时，需在路面坡度对自动驾驶车辆的实际加速度响应产生影响后，自动驾驶系统才进行修正，这就导致自动驾驶车辆车速控制的滞后性，从而对车辆行驶的舒适性带来不利影响。

申请内容

本申请实施例提供一种自动驾驶车速控制方法和装置，以解决现有技术的车辆车速控制的滞后性带来的体验性差的问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：

本申请实施例提供一种自动驾驶车速控制方法，包括：

获取车辆的道路类型信息；

获取车辆的当前行驶速度和当前行驶时间；

根据所述道路类型信息、所述当前行驶速度和所述当前行驶时间，确定所述车辆的行驶加速度。

可选的，所述获取车辆的道路类型信息，包括：

获取所述车辆的行驶位置信息；

根据所述行驶位置信息，获取前方设定的道路路程内的坡道位置信息；

根据所述行驶位置信息和所述坡道位置信息，确定所述道路类型信息；

其中，所述道路类型信息包括非坡度道路和坡度道路。

可选的，根据所述道路类型信息、所述当前行驶速度和所述当前行驶时间，确定所述车辆的行驶加速度，包括：

若所述道路类型信息为非坡度道路时，根据所述当前行驶速度、所述当前行驶时间以及比例-积分-微分算法，确定所述车辆的第一行驶加速度；

若所述道路类型信息为坡度道路时，根据所述当前行驶速度、所述当前行驶时间以及比例-积分-微分算法，确定所述车辆的第二行驶加速度；

根据相邻两个坡度的道路信息，对所述第二行驶加速度进行修正，得到当前行驶时间的第三行驶加速度；

其中，相邻两个坡度的道路信息均包括每一坡度角度信息以及与每一坡度垂直水平地面的高度距离。

可选的，所述根据相邻两个坡度的道路信息，对所述第二行驶加速度进行修正，得到当前行驶时间的第三行驶加速度，包括：

根据所述相邻两个坡度的道路信息，确定附加加速度；

使用所述附加加速度对所述第二行驶加速度修正，得到所述第三行驶加速度。

可选的，所述根据所述相邻两个坡度的道路信息，确定附加加速度，包括：

确定在第一坡度上的第一坡度角度、与所述第一坡度垂直水平地面的第一高度距离，以及确定在第二坡度上的第二坡度角度以及与所述第二坡度垂直水平地面的第二高度距离；其中，所述第一高度距离小于所述第二高度距离；

根据所述第一坡度角度、所述第二坡度角度以及重力加速度，确定附加加速度。

可选的，采用下式确定附加加速度：

a2＝g*sinα2-g*sinα1；

其中，α2为第二坡度角度；α1为第一坡度角度；g为重力加速度。

可选的，采用下式确定所述车辆的第一行驶加速度或者第二行驶加速度：

其中，K_p为比例常数因子，K_d为积分常数因子，K_i为微分常数因子，v为当前行驶速度、t为当前行驶时间。

可选的，所述方法还包括：

获取预设限定车速的目标限定车速；

将所述目标限定车速与当前行驶速度进行比对，在所述目标限定车速小于所述当前行驶速度时，执行预设减速操作。

本申请实施例还提供一种自动驾驶车速控制装置，包括：

第一获取模块，用于获取车辆的道路类型信息；

第二获取模块，用于获取车辆的当前行驶速度和当前行驶时间；

确定模块，用于根据所述道路类型信息、所述当前行驶速度和所述当前行驶时间，确定所述车辆的行驶加速度。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的自动驾驶车速控制方法的步骤。

本申请的有益效果是：

上述技术方案中，所述方法获取车辆的道路类型信息；获取车辆的当前行驶速度和当前行驶时间；根据所述道路类型信息、所述当前行驶速度和所述当前行驶时间，确定所述车辆的行驶加速度。与现有的自动驾驶车辆车速控制方案相对比，本申请的技术方案考虑了路面坡度变化对加速度带来的影响，同时将高精地图信息引入进来，精确可信。

附图说明

图1表示本申请实施例提供的自动驾驶车速控制方法的流程示意图；

图2表示本申请实施例提供的自动驾驶车速控制系统的结构示意图；

图3表示本申请实施例提供的坡度结构示意图；

图4表示本申请实施例提供的自动驾驶车速控制装置的模块示意图。

具体实施方式

为使本申请要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本申请的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本申请的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本申请的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本申请针对现有技术的车辆车速控制的滞后性带来的体验性差的问题，提供一种自动驾驶车速控制方法和装置。

如图2所示，本申请提供一种自动驾驶车速控制系统1，包括定位模块2、分别与所述定位模块2连接的车速控制器3和地图引擎4，所述车速控制器3还与电子车身稳定系统5连接，通过所述车速控制器3和所述电子车身稳定系统5的交互实现自动驾驶车速控制方法。

该实施例中，考虑路面坡度的自动驾驶车速控制系统，系统中自动驾驶车速控制器需与地图引擎4、定位模块2进行通信，从中获取定位信息、路面坡度信息和高度距离。自动驾驶车速控制器当前实际车辆加速度计算出期望加速度，并将期望加速度发给电子车身稳定系统进行车速控制。

如图1所示，应用上述自动驾驶车速控制系统1的自动驾驶车速控制方法，包括：

步骤100，获取车辆的道路类型信息；

这里，所述道路类型信息包括非坡度道路和坡度道路。

步骤200，获取车辆的当前行驶速度和当前行驶时间；

步骤300，根据所述道路类型信息、所述当前行驶速度和所述当前行驶时间，确定所述车辆的行驶加速度。

该实施例中，通过道路类型的不同，确定不同的行驶加速度，与现有的自动驾驶车辆车速控制在匀速巡航时仅以加速度误差计算加速度需求的方案相对比，本申请提前考虑了路面坡度变化对加速度带来的影响，同时将高精地图信息引入进来，精确可信。

可选的，所述步骤100，包括：

获取所述车辆的行驶位置信息；

其中，所述道路类型信息包括非坡度道路和坡度道路。

该实施例中，先通过定位模块给车速控制器发送车辆的行驶位置信息，然后在通过地图引擎进一步获取当前行驶位置信息是否存在坡道位置信息，若当前不存在坡道图像信息，根据所述行驶位置信息和所述坡道位置信息，确定所述道路类型信息为非坡度道路；若当前存在坡道图像信息，则确定所述道路类型信息为坡度道路。

可选的，所述步骤300，包括：

若所述道路类型信息为非坡度道路时，根据所述当前行驶速度、所述当前行驶时间以及比例-积分-微分算法(PID算法)，确定所述车辆的第一行驶加速度；

这里，由于所述道路类型信息为非坡度道路，不考虑坡度的影响，使用自动驾驶车速控制中的PID算法计算出第一行驶加速度(当前期望加速度)。

该实施例中，第一行驶加速度需要等到车辆的实际车速控制效果与预期产生偏差后才可做修正，因此车速控制会产生一定的滞后性，故所述道路类型信息为坡度道路，这里重新计算自动驾驶车速控制中的PID算法计算出第二行驶加速度，根据相邻两个坡度的道路信息，对所述第二行驶加速度进行修正，得到当前行驶时间的第三行驶加速度，在自动驾驶车速控制过程中考虑路面坡度带来的影响，提高了行驶的舒适度。

具体地，采用下式确定所述车辆的第一行驶加速度或者第二行驶加速度：

根据所述相邻两个坡度的道路信息，确定附加加速度；

该实施例中，所述附加加速度可以等到车辆的实际车速控制效果与预期产生偏差后做修正，使用所述附加加速度对所述第二行驶加速度修正后，为提高自动驾驶车辆车速控制的及时性与舒适性则需在控制过程中考虑路面坡度变化带来的影响。

可选的，如图3所示，所述根据所述相邻两个坡度的道路信息，确定附加加速度，包括：

确定在第一坡度上的第一坡度角度α1、与所述第一坡度垂直水平地面的第一高度距离h1，以及确定在第二坡度上的第二坡度角度α2以及与所述第二坡度垂直水平地面的第二高度距离h2；其中，所述第一高度距离h1小于所述第二高度距离h2；

根据所述第一坡度角度α1、所述第二坡度角度α2以及重力加速度g，确定附加加速度。

该实施例中，可从当前定位和地图信息中获取坡度角度α和与坡度垂直水平地面的高度距离h，无论是在车辆上坡过程中，还是在车辆下坡过程中，所述第一高度距离h1均是小于所述第二高度距离h2；例如在车辆上坡的过程中会接收不同的作用力，在第一坡度上车辆会接收第一牵引力F1和重力G1，在第二坡度上车辆会接收第二牵引力F2和重力G2，无论在什么坡度上，都可以根据所述第一坡度角度α1、所述第二坡度角度α2以及重力加速度g，确定附加加速度。

具体地，采用下式确定附加加速度：

a2＝g*sinα2-g*sinα1；

进一步地，根据相邻两个坡度的道路信息，对所述第二行驶加速度进行修正，得到当前行驶时间的第三行驶加速度a3，可以表示为：

可选的，所述方法还包括：

获取预设限定车速的目标限定车速；

该实施例中，将所述目标限定车速与当前行驶速度进行比对，在所述目标限定车速小于所述当前行驶速度时，执行预设减速操作。具体可以表现为当汽车属于自动驾驶模式时，限制整车控制器响应油门踏板的请求，即当油门踏板发送相应的请求给整车控制器时，整车控制器不作出任何操作，这样能够使车辆在自动驾驶控制器控制车辆以合理期望速度行驶时，防止因用户误操作或其他原因踩下油门踏板输出额外扭矩导致车辆瞬时加速，增强自动驾驶模式下汽车行驶的安全性。

进一步地，还可以在汽车属于自动驾驶模式时，设置车速最高阈值，当实时车速高于自动驾驶模式规定的车速最高阈值时，由整车控制器断开正扭矩输出，防止车速在达到最高阈值后继续增加所出现的自动驾驶模式下速度不可控的情况。

综上所述，本申请的方法将自动驾驶纵向控制(车速控制)与地图信息相结合，在自动驾驶车速控制过程中考虑路面坡度带来的影响，避免了现有技术的车辆车速控制的滞后性带来的体验性差的问题。

如图4所示，本申请实施例还提供一种自动驾驶车速控制装置，包括：

第一获取模块10，用于获取车辆的道路类型信息；

第二获取模块20，用于获取车辆的当前行驶速度和当前行驶时间；

确定模块30，用于根据所述道路类型信息、所述当前行驶速度和所述当前行驶时间，确定所述车辆的行驶加速度。

可选的，所述第一获取模块10，包括：

第一获取单元，用于获取所述车辆的行驶位置信息；

第二获取单元，用于根据所述行驶位置信息，获取前方设定的道路路程内的坡道位置信息；

第一确定单元，用于根据所述行驶位置信息和所述坡道位置信息，确定所述道路类型信息；

其中，所述道路类型信息包括非坡度道路和坡度道路。

可选的，所述确定模块30，包括：

第一确定子模块，用于若所述道路类型信息为非坡度道路时，根据所述当前行驶速度、所述当前行驶时间以及比例-积分-微分算法，确定所述车辆的第一行驶加速度；

第二确定子模块，用于若所述道路类型信息为坡度道路时，根据所述当前行驶速度、所述当前行驶时间以及比例-积分-微分算法，确定所述车辆的第二行驶加速度；

得到子模块，用于根据相邻两个坡度的道路信息，对所述第二行驶加速度进行修正，得到当前行驶时间的第三行驶加速度；

可选的，所述得到子模块，包括：

第二确定单元，用于根据所述相邻两个坡度的道路信息，确定附加加速度；

得到单元，用于使用所述附加加速度对所述第二行驶加速度修正，得到所述第三行驶加速度。

可选的，所述第二确定单元，包括：

第一确定子单元，用于确定在第一坡度上的第一坡度角度、与所述第一坡度垂直水平地面的第一高度距离，以及确定在第二坡度上的第二坡度角度以及与所述第二坡度垂直水平地面的第二高度距离；其中，所述第一高度距离小于所述第二高度距离；

第二确定子单元，用于根据所述第一坡度角度、所述第二坡度角度以及重力加速度，确定附加加速度。

可选的，所述第二确定单元采用下式确定附加加速度：

a2＝g*sinα2-g*sinα1；

可选的，所述第一确定子模块或者所述第二确定子模块采用下式第一行驶加速度或者第二行驶加速度：

可选的，所述装置还包括：

第二获取模块，用于获取预设限定车速的目标限定车速；

执行模块，用于将所述目标限定车速与当前行驶速度进行比对，在所述目标限定车速小于所述当前行驶速度时，执行预设减速操作。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，该可读存储介质上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的自动驾驶车速控制方法的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，该可读存储介质，如只读存储器(Read-OnlyMemory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者终端设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述的是本申请的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本申请所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本申请的保护范围内。

Claims

1.一种自动驾驶车速控制方法，其特征在于，包括：

获取车辆的道路类型信息，包括：获取所述车辆的行驶位置信息；根据所述行驶位置信息，获取前方设定的道路路程内的坡道位置信息；根据所述行驶位置信息和所述坡道位置信息，确定所述道路类型信息；其中，所述道路类型信息包括非坡度道路和坡度道路；其中，通过地图引擎获取当前行驶位置信息是否存在坡道位置信息；

获取车辆的当前行驶速度和当前行驶时间；

根据所述道路类型信息、所述当前行驶速度和所述当前行驶时间，确定所述车辆的行驶加速度，包括：若所述道路类型信息为坡度道路时，根据所述当前行驶速度、所述当前行驶时间以及比例-积分-微分算法，确定所述车辆的第二行驶加速度；根据相邻两个坡度的道路信息，对所述第二行驶加速度进行修正，得到当前行驶时间的第三行驶加速度；其中，相邻两个坡度的道路信息均包括每一坡度角度信息以及与每一坡度垂直水平地面的高度距离；

其中，所述根据相邻两个坡度的道路信息，对所述第二行驶加速度进行修正，得到当前行驶时间的第三行驶加速度，包括：

根据所述相邻两个坡度的道路信息，确定附加加速度，包括：确定在第一坡度上的第一坡度角度、与所述第一坡度垂直水平地面的第一高度距离，以及确定在第二坡度上的第二坡度角度以及与所述第二坡度垂直水平地面的第二高度距离；其中，所述第一高度距离小于所述第二高度距离；根据所述第一坡度角度、所述第二坡度角度以及重力加速度，确定附加加速度；其中，采用下式确定附加加速度：a2=g*sinα2-g*sinα1；α2为第二坡度角度；α1为第一坡度角度；g为重力加速度；

2.根据权利要求1所述的自动驾驶车速控制方法，其特征在于，根据所述道路类型信息、所述当前行驶速度和所述当前行驶时间，确定所述车辆的行驶加速度，还包括：

若所述道路类型信息为非坡度道路时，根据所述当前行驶速度、所述当前行驶时间以及比例-积分-微分算法，确定所述车辆的第一行驶加速度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用下式确定所述车辆的第一行驶加速度或者第二行驶加速度：

；

其中，为比例常数因子，为积分常数因子，为微分常数因子，v为当前行驶速度、t为当前行驶时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取预设限定车速的目标限定车速；

5.一种自动驾驶车速控制装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取车辆的道路类型信息；所述第一获取模块，包括：第一获取单元，用于获取所述车辆的行驶位置信息；第二获取单元，用于根据所述行驶位置信息，获取前方设定的道路路程内的坡道位置信息；第一确定单元，用于根据所述行驶位置信息和所述坡道位置信息，确定所述道路类型信息；其中，所述道路类型信息包括非坡度道路和坡度道路；

其中，通过地图引擎获取当前行驶位置信息是否存在坡道位置信息；

确定模块，用于根据所述道路类型信息、所述当前行驶速度和所述当前行驶时间，确定所述车辆的行驶加速度；所述确定模块，包括：第二确定子模块，用于若所述道路类型信息为坡度道路时，根据所述当前行驶速度、所述当前行驶时间以及比例-积分-微分算法，确定所述车辆的第二行驶加速度；得到子模块，用于根据相邻两个坡度的道路信息，对所述第二行驶加速度进行修正，得到当前行驶时间的第三行驶加速度；其中，相邻两个坡度的道路信息均包括每一坡度角度信息以及与每一坡度垂直水平地面的高度距离；

其中，所述得到子模块，包括：

第二确定单元，用于根据所述相邻两个坡度的道路信息，确定附加加速度；所述第二确定单元，包括：第一确定子单元，用于确定在第一坡度上的第一坡度角度、与所述第一坡度垂直水平地面的第一高度距离，以及确定在第二坡度上的第二坡度角度以及与所述第二坡度垂直水平地面的第二高度距离；其中，所述第一高度距离小于所述第二高度距离；第二确定子单元，用于根据所述第一坡度角度、所述第二坡度角度以及重力加速度，确定附加加速度；所述第二确定单元采用下式确定附加加速度：a2=g*sinα2-g*sinα1；α2为第二坡度角度；α1为第一坡度角度；g为重力加速度；

6.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的自动驾驶车速控制方法的步骤。