本发明涉及车辆控制,特别是涉及一种车辆控制器的解耦调试方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
背景技术:
1、随着车辆控制技术的发展,自动驾驶得到了广泛的应用。在车辆横向循迹控制过程中,航向误差和横向误差都是重要的调试目标。通常,当横向误差和航向误差都稳定收敛到指标范围内时,表示车辆具有较好的控制品质。
2、但是,由于阿克曼底盘的运动特性,导致横向误差和航向误差的变化过程存在耦合特性,进而在控制过程中极易产生运动振荡问题,使得车辆控制器的控制精度不能满足要求,且持续振荡还容易引发安全问题。
技术实现思路
1、基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够提高车辆控制器的控制精度并避免振荡的车辆控制器的解耦调试方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
2、第一方面,本发明提供了一种车辆控制器的解耦调试方法,包括:
3、基于第一行驶环境,调整所述车辆控制器的航向控制参数;所述第一行驶环境包括直线驾驶环境和具有初始航向误差的环境,且在所述第一行驶环境下,所述车辆控制器的曲率前馈控制不工作,横向误差反馈控制指令为零;
4、在所述初始航向误差收敛的情况下,调整所述车辆控制器的横向控制参数,以增大所述横向误差反馈控制指令,直到横向误差收敛;
5、基于第二行驶环境,控制所述车辆控制器的曲率前馈控制工作,调整所述车辆控制器的曲率前馈控制参数,得到调试后的车辆控制器。
6、在其中一个实施例中,所述横向误差收敛之后,所述方法还包括:基于第三行驶环境,获取所述车辆控制器的横向误差反馈控制指令,所述第三行驶环境包括具有初始横向误差的环境;根据所述横向误差反馈控制指令的控制状态,调整所述车辆控制器的横向控制参数。
7、在其中一个实施例中,所述根据所述横向误差反馈控制指令的控制状态,调整所述车辆控制器的横向控制参数,包括:根据所述横向误差反馈控制指令获取对应的控制状态;在根据所述控制状态,确定所述车辆控制器存在横向控制偏差的情况下,根据所述横向控制偏差,调整所述车辆控制器的横向控制参数,直到所述横向控制偏差收敛;所述横向控制偏差包括控制量的偏差或控制时长的偏差。
8、在其中一个实施例中,所述基于第一行驶环境,调整所述车辆控制器的航向控制参数,包括:基于所述第一行驶环境,获取所述车辆控制器的航向误差反馈控制指令;根据所述航向误差反馈控制指令获取对应的控制状态;在根据所述控制状态确定所述车辆控制器存在航向控制偏差的情况下,根据所述航向控制偏差,调整所述车辆控制器的航向控制参数,直到所述航向控制偏差收敛;所述航向控制偏差包括控制量的偏差或控制时长的偏差。
9、在其中一个实施例中,所述车辆控制器包括曲率前馈控制器和横航向误差协同控制器;所述基于第一行驶环境,调整所述车辆控制器的航向控制参数之前,所述方法还包括:基于阿克曼底盘的运动特性建立车辆横向动力学模型,确定对应的动力学方程;对所述车辆横向动力学模型进行拆分处理,得到拆分后的状态空间模型和曲率补偿模型;所述曲率补偿模型基于所述曲率前馈控制器实现,所述曲率前馈控制器基于调整后的前馈控制参数对所述车辆的跟踪轨迹曲率进行补偿,所述状态空间模型基于所述横航向误差协同控制器实现,所述横航向误差协同控制器基于调整后的横向控制参数和航向控制参数对所述车辆的横向误差和航向误差进行协同控制。
10、在其中一个实施例中,所述横航向误差协同控制器包括横向误差反馈控制器和航向误差反馈控制器;所述对所述车辆横向动力学模型进行拆分处理,得到拆分后的状态空间模型和曲率补偿模型之后,所述方法还包括:基于所述车辆的横向误差与航向误差,对所述状态空间模型进行分解,得到分解后的横向误差动力学模型和航向误差动力学模型;所述横向误差动力学模型基于所述横向误差反馈控制器实现,所述横向误差反馈控制器基于调整后的横向控制参数对所述车辆的横向误差进行控制,所述航向误差动力学模型基于所述航向误差反馈控制器实现,所述航向误差反馈控制器基于调整后的航向控制参数对所述车辆的航向误差进行控制。
11、在其中一个实施例中,所述得到分解后的横向误差动力学模型和航向误差动力学模型之后,所述方法还包括:基于所述车辆的横向误差和航向误差之间的耦合关系,对所述横向误差动力学模型中的横向误差和航向误差进行解耦处理,得到解耦后的横向误差反馈动力学子模型和横向误差补偿子模型,所述横向误差补偿子模型用于表征对应的解耦补偿;对所述航向误差动力学模型中的横向误差和航向误差进行解耦处理,得到解耦后的航向误差反馈动力学子模型和航向误差补偿子模型,所述航向误差补偿子模型用于表征对应的解耦补偿。
12、第二方面,本发明还提供了一种车辆控制器的解耦调试装置,所述装置包括:
13、第一调整模块,用于基于第一行驶环境,调整所述车辆控制器的航向控制参数;所述第一行驶环境包括直线驾驶环境和具有初始航向误差的环境,且在所述第一行驶环境下,所述车辆控制器的曲率前馈控制不工作,横向误差反馈控制指令为零;
14、第二调整模块,用于在所述初始航向误差收敛的情况下,调整所述车辆控制器的横向控制参数,以增大所述横向误差反馈控制指令,直到横向误差收敛;
15、第三调整模块,用于基于第二行驶环境,控制所述车辆控制器的曲率前馈控制工作,调整所述车辆控制器的曲率前馈控制参数,得到调试后的车辆控制器。
16、第三方面,本发明还提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述方法的步骤。
17、第四方面,本发明还提供了一种计算机可读存储介质,其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上述第一方面所述方法的步骤。
18、第五方面,本发明还提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述方法的步骤。
19、上述车辆控制器的解耦调试方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品,基于第一行驶环境,调整车辆控制器的航向控制参数,在初始航向误差收敛的情况下,调整车辆控制器的横向控制参数,以增大横向误差反馈控制指令,直到横向误差收敛,进而基于第二行驶环境,控制车辆控制器的曲率前馈控制工作,调整车辆控制器的曲率前馈控制参数,以得到调试后的车辆控制器。本实施例将控制过程分解为航向误差反馈控制、横向误差反馈控制以及曲率前馈控制,分别完成航向误差消除、横向误差消除以曲率补偿等任务,以实现对车辆控制器的参数调试,从而解决阿克曼底盘车辆横向控制过程中,横向误差和航向误差之间的耦合问题,以提高车辆控制器的控制精度,且避免振荡问题。
1.一种车辆控制器的解耦调试方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述横向误差收敛之后,所述方法还包括:
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述横向误差反馈控制指令的控制状态,调整所述车辆控制器的横向控制参数,包括:
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于第一行驶环境,调整所述车辆控制器的航向控制参数,包括:
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,所述车辆控制器包括曲率前馈控制器和横航向误差协同控制器;
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述横航向误差协同控制器包括横向误差反馈控制器和航向误差反馈控制器;
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述得到分解后的横向误差动力学模型和航向误差动力学模型之后,所述方法还包括:
8.一种车辆控制器的解耦调试装置,其特征在于,所述装置包括:
9.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
