一种基于自动驾驶的转向控制方法和设备

技术领域

本发明实施例涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基于自动驾驶的转向控制方法和设备。

背景技术

线控转向系统为自动驾驶汽车实现自主转向提供了良好的硬件基础，且线控转向系统被认为是实现高级自动驾驶的关键部件之一。

线控转向技术由于可实现驾驶员操作和车辆运动的解耦，可提高紧急情况下转向操作正确性和驾驶员安全性，采用电机控制直接驱动实现车辆转向，因此更容易与车辆其他主动安全控制子系统进行通讯和集成控制。

现有的转向技术一般是基于路径规划确定目标转向角，确保车辆稳定行驶在车道中间。但有时会出现转弯过猛导致侧倾的情况。一种改进方法考虑到车辆的舒适性和操作稳定性，给目标转向角设置阈值，但这种方法会导致转向失败的情况。

发明内容

本发明实施例提供一种基于自动驾驶的转向控制方法和设备，保证本车转向稳定性的同时保证成功率。

第一方面，本发明提供了一种基于自动驾驶的转向控制方法，包括：

在距离转向位置设定长度时，根据路径规划和环境感知确定第一目标转向角；

如果根据本车行驶状态和所述第一目标转向角判定本车有不稳定风险，控制本车朝转向的逆方向行驶所述设定长度；

在到达所述转向位置处，重新根据路径规划和环境感知确定第二目标转向角；所述第二目标转向角小于所述第一目标转向角；

如果根据本车行驶状态和所述第二目标转向角判定本车没有不稳定风险，以所述第二目标转向角控制本车转向。

优选的，重新根据路径规划和环境感知确定第二目标转向角之后，还包括：

如果根据本车行驶状态和所述第二目标转向角判定本车有不稳定风险，降低本车车速为设定值，以使本车在以第二目标转向角转向时，没有不稳定风险。

优选的，如果降低车速为设定值后，在行驶过程中检测到本车在以第二目标转向角转向时有不稳定风险，则减小所述第二目标转向角。

优选的，在减小所述第二目标转向角后还包括：

如果根据环境感知判定无法成功转向，则控制本车制动，交由驾驶员操作。

优选的，所述设定长度根据本车车速、本车位置和允许转向的车道宽度确定。

优选的，如果根据本车行驶状态和所述第一目标转向角判定本车有不稳定风险，控制本车朝转向的逆方向行驶所述设定长度，包括：

根据本车行驶状态和所述第一目标转向角预测侧倾角；

如果预测得到的侧倾角大于最大侧倾稳定角，判定本车有不稳定风险；

如果向右转向则控制本车朝左行驶所述设定长度，如果向左转向则控制本车超右行驶所述设定长度。

优选的，所述根据本车行驶状态和所述第一目标转向角预测侧倾角，包括：

预先收集本车在行驶过程中本车行驶状态、转向角与实际测得的侧倾角，并建立对应关系；

根据本车行驶状态和所述第一目标转向角以及所述对应关系，预测侧倾角。

优选的，所述降低本车车速为设定值，以使本车在以第二目标转向角转向时，没有不稳定风险，包括：

预先收集本车在行驶过程中本车行驶状态、转向角与实际测得的侧倾角，并建立对应关系；

根据所述对应关系、本车状态和第二目标转向角，确定达到最大稳定侧倾角时本车最大车速，作为所述设定值；

降低本车车速为设定值。

优选的，所述本车搭载线控转向系统，以保证转向精度。

第二方面，本发明提供了一种电子设备，包括处理器、存储器、输入装置和输出装置；

所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行任一项所述的基于自动驾驶的转向控制方法的步骤。

本发明具有如下技术效果：

通过在距离转向位置设定长度时，提早确定第一目标转向角，进而预测到转向不稳定时，有一定的距离裕度，可以朝转向的逆方向行驶一段距离，这样可以减小所需的目标转向角，即俗称的转大弯。与现有技术相比，同样是减小转向角来提高稳定性，但本发明提前改变了路径，在新的路径上确定第二目标转向角，使得较小的转向角也能成功转向。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的基于自动驾驶的转向控制方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的本车行驶路线的示意图；

图3是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供一种基于自动驾驶的转向控制方法，适用于在需要转向之前和之时对本车的目标转向角进行调整并依据调整后的目标转向角进行控制的情况。图1是本发明实施例提供的一种基于自动驾驶的转向控制方法的流程图，由电子设备执行，基于自动驾驶的转向控制方法包括：

S110、在距离转向位置设定长度时，根据路径规划和环境感知确定第一目标转向角。

转向位置为需要转向的位置，即从直行到转向的临界位置，例如路口处。本实施例不限定设定长度的具体值，可以根据实际情况设置，例如30米。优选的，设定长度根据本车车速、本车位置和允许转向的车道宽度确定，以使本车在到达转向位置处行驶到允许转向的车道边缘（转向的反方向侧）。允许转向的车道宽度为至少一个车道的总宽度。

示例性的，图2是本发明实施例提供的本车行驶路线的示意图。假设本车车速为30km/h，允许转向的车道有2条，总宽度3m，从本车位置到车道边缘需要横向行驶1米，横向车速为0.5m/s，则以30km/h历经2s的距离行驶了16.6m，作为设定长度。

路径规划为从出发地到目的地的车道级路径，规定了具体的行驶路线。环境感知包括基于摄像头、雷达等的采集数据感知到的前方路况，是否有障碍物，前车是否刹车需要避让等。在路径规划的基础上基于环境感知可以确定本车是否需要转向（以躲避障碍物或者前车）以及第一目标转向角。具体确定第一目标转向角的方法可以基于本车车速和路况确定，参见现有技术。

为了方便描述和区分，将在距离转向位置设定长度时得到的目标转向角称为第一目标转向角。转向角可以定义为前轮相对于直行的转角。

S120、根据本车行驶状态和第一目标转向角判断本车是否有不稳定风险。如果是，跳转到S121；如果否，跳转到S122。

本车行驶状态包括动态状态和静态状态，静态状态包括前轮定位参数、后悬架结构参数等。动态状态为行驶过程中的状态，包括本车车速等。

首先根据本车行驶状态和所述第一目标转向角预测侧倾角。具体的，预先收集本车在行驶过程中本车行驶状态、转向角与实际测得的侧倾角，并建立对应关系；根据本车行驶状态和所述第一目标转向角以及所述对应关系，预测侧倾角。其中，对应关系可以是数据的一一对应表格，通过查表来预测侧倾角；还可以是以本车行驶状态和转向角为输入，以实际测得的侧倾角为输出的数学表达式，通过求解数学表达式来预测侧倾角。

然后，如果预测得到的侧倾角大于最大侧倾稳定角，判定本车有不稳定风险；如果预测得到的侧倾角小于等于最大侧倾稳定角，判定本车没有不稳定风险。其中，最大侧倾稳定角直观反映本车的侧倾稳定性能，具体获得方法参见现有技术。

S121、控制本车朝转向的逆方向行驶所述设定长度。继续执行S130。

如果向右转向则控制本车朝左行驶所述设定长度，如果向左转向则控制本车超右行驶所述设定长度。

S122、以第一目标转向角控制本车转向，结束操作。

S130、在到达转向位置处，重新根据路径规划和环境感知确定第二目标转向角。

示例性的，在到达路口处，本车变换了车道或者在未变换车道的情况下偏向车道边缘，前方视野的障碍物或前车可能有变化，需要重新根据路径规划和环境感知确定第二目标转向角。

可以预知的是，由于本车远离转向方向行驶，则第二目标转向角小于所述第一目标转向角。

为了方便描述和区分，将在转向位置处得到的目标转向角称为第二目标转向角。

S140、根据本车行驶状态和所述第二目标转向角判断本车是否有不稳定风险。如果否，执行S141。如果是，执行S142。

与S120相似，首先根据本车行驶状态和所述第二目标转向角预测侧倾角。具体的，预先收集本车在行驶过程中本车行驶状态、转向角与实际测得的侧倾角，并建立对应关系；根据本车行驶状态和所述第二目标转向角以及所述对应关系，预测侧倾角。然后，如果预测得到的侧倾角大于最大侧倾稳定角，判定本车有不稳定风险；如果预测得到的侧倾角小于等于最大侧倾稳定角，判定本车没有不稳定风险。

S141、以所述第二目标转向角控制本车转向。

S142、降低本车车速为设定值，以使本车在以第二目标转向角转向时，没有不稳定风险。

具体的，在上述对应关系的基础上，根据对应关系、本车状态和第二目标转向角，确定达到最大稳定侧倾角时本车最大车速，作为所述设定值；降低本车车速为设定值。

将最大稳定侧倾、本车状态和第二目标转向角输入至对应关系，求解得到本车最大车速。可知，在降低本车车速为设定值后，可以以第二目标转向角转向，保证不侧翻。

本发明通过在距离转向位置设定长度时，提早确定第一目标转向角，进而预测到转向不稳定时，有一定的距离裕度，可以朝转向的逆方向行驶一段距离，这样可以减小所需的目标转向角，即俗称的转大弯。与现有技术相比，同样是减小转向角来提高稳定性，但本发明提前改变了路径，在新的路径上确定第二目标转向角，使得较小的转向角也能成功转向。

在上述实施例的基础上，考虑到预测侧倾角与实际检测的侧倾角可能存在不同，因此在行驶过程中仍然需要检测是否有不稳定风险，并进行相应调整。如果降低车速为设定值后，在行驶过程中检测到本车在以第二目标转向角转向时有不稳定风险，则减小所述第二目标转向角。

具体的，此处是在以第二目标转向角转向时实际检测侧倾角，当识别到有侧翻风险时则减小第二目标转向角。减小的幅度可以是设定值或者逐渐减小，以避免侧翻。

优选的，在减小所述第二目标转向角后还包括：如果根据环境感知判定无法成功转向，则控制本车制动。根据摄像头和雷达的数据可以检测前方车道线，进而得到道路的曲率。再结合本车当前位姿和转向角判断能否通过该曲率的道路。如果无法成功转向，则控制本车制动，交由驾驶员操作。如果能够成果转向，则继续以减小后的转向角控制本车转向。

上述各实施例中，本车搭载线控转向系统，以保证转向精度。

图3为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图3所示，该设备包括处理器40、存储器41、输入装置42和输出装置43；设备中处理器40的数量可以是一个或多个，图3中以一个处理器40为例；设备中的处理器40、存储器41、输入装置42和输出装置43可以通过总线或其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。

存储器41作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的城市轨道交通新建线路通信线路拆解方法对应的程序指令/模块。处理器40通过运行存储在存储器41中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的城市轨道交通新建线路通信线路拆解方法。

存储器41可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器41可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器41可进一步包括相对于处理器40远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置42可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置43可包括显示屏等显示设备。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案。