江苏大块头智驾科技有限公司薛鹏照获国家专利权
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龙图腾网获悉江苏大块头智驾科技有限公司申请的专利基于自适应预瞄与动态坡度补偿的自动驾驶纵向控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120507962B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511000884.5,技术领域涉及:G05B11/42;该发明授权基于自适应预瞄与动态坡度补偿的自动驾驶纵向控制方法是由薛鹏照;邹燃设计研发完成,并于2025-07-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于自适应预瞄与动态坡度补偿的自动驾驶纵向控制方法在说明书摘要公布了:本发明涉及自动驾驶控制技术领域,具体涉及基于自适应预瞄与动态坡度补偿的自动驾驶纵向控制方法,该方法包括:通过插值算法计算车辆自身位置相对于参考轨迹最近轨迹点的索引值;根据计算得到的索引值计算对应的参考轨迹曲率值,并计算预瞄距离;确定预瞄点索引,提取两点速度值,结合预瞄距离计算前馈加速度;根据速度误差计算反馈加速度,与前馈加速度相加并限幅得到前馈‑反馈复合控制加速度值,生成新加速度命令值;选择用于坡度补偿的坡角,进行加速度坡度补偿得到最终加速度命令值,循环上述步骤直至保证车辆安全到终点。本发明提升了纵向控制系统的整体精度、鲁棒性与适应性,适用于各种道路结构及驾驶场景,具有显著的工程应用价值。
本发明授权基于自适应预瞄与动态坡度补偿的自动驾驶纵向控制方法在权利要求书中公布了:1.基于自适应预瞄与动态坡度补偿的自动驾驶纵向控制方法,其特征在于,所述方法包括: 步骤S10:获取参考轨迹点数据、底盘反馈数据及车辆定位数据,通过插值算法计算车辆自身位置相对于参考轨迹最近轨迹点的索引值; 步骤S20:根据计算得到的索引值和通过三点圆拟合计算的参考曲率值,得到最近点的曲率值,综合当前的车辆速度和车辆前后轴距计算得到预瞄距离; 步骤S30:从参考轨迹最近点索引开始累加轨迹距离,与预瞄距离比较确定预瞄点索引,提取参考轨迹最近点速度值和预瞄点速度值,结合预瞄距离计算前馈加速度; 步骤S40:比较参考轨迹最近点速度值与车辆当前速度值得到速度误差,依行驶方向确定计算符号,经噪声滤波和PID计算反馈加速度,与前馈加速度相加并限幅,得到前馈-反馈复合控制加速度值,再经误差补偿修正生成新加速度命令值; 步骤S50:根据设定的坡度来源策略动态选择用于坡度补偿的坡角,针对新的加速度命令值进行加速度坡度补偿,平滑滤波得到最终加速度命令控制输出值,持续循环上述步骤输出相应的加速度命令值,直至保证车辆安全到终点; 其中,所述步骤S20中结合计算得到的曲率值和当前车辆速度以及车辆前后轴距计算预瞄距离,使得预瞄距离动态适应车辆速度和曲率,预瞄距离的计算与车辆速度大小正相关而与曲率大小负相关,预瞄距离的计算公式如式(1)所示: (1) 其中,L表示车辆前后轴距,speed_ratio表示车辆当前速度的增益系数,vx_abs表示当前车辆速度的绝对值,curvature_abs表示当前参考轨迹点曲率值绝对值,curvature_gain是曲率增益系数,ld是综合计算出的预瞄距离; 其中,所述步骤S30中从参考轨迹最近点索引开始累加轨迹距离,与预瞄距离比较确定预瞄点索引,提取两点速度值,结合预瞄距离计算前馈加速度的步骤包括,获取预瞄距离、参考轨迹点以及最近点索引值,从最近点开始循环遍历轨迹点并累加轨迹点间距离,当累加距离不小于预瞄距离时,选择当前点为预瞄点并返回预瞄点索引值,当轨迹点遍历完成时,选择最后一个点为预瞄点并返回预瞄点索引值,当轨迹点遍历未完成时,继续循环遍历轨迹点并累加轨迹点间距离,循环进行上述步骤直至确定预瞄点;提取参考轨迹最近点速度值和预瞄点速度值,结合预瞄距离计算前馈加速度,计算公式如式(2)所示: (2) 其中,vx_pre为预瞄点的速度值,vx_nearest为最近点的速度值,ld为预瞄距离,ff_acc为前馈加速度值; 其中,所述步骤S40中比较参考轨迹最近点速度与车辆当前速度得到速度误差,是由参考轨迹最近点的速度和车辆当前速度做比较得到速度误差,并结合车辆行驶方向确定速度误差值的符号,通过对速度误差噪声滤波以及PID计算得到反馈加速度值,速度误差计算公式如式(3)所示: (3) 其中,vx_error是计算出的速度误差值,vx_sign是车辆行驶方向符号值,车辆正向行驶为1而倒车行驶为-1,vx_nearest是车辆参考轨迹最近点速度值,vx_current是车辆当前速度值,离散形式的PID计算公式如式(4)所示: (4) 其中,kp、ki、kd分别为比例、积分、微分增益,e[n]为当前时刻的速度误差,e[n-1]为前一时刻的速度误差,Δt为控制周期,u[n]为当前时刻n的控制量输出,将前馈加速度和反馈加速度相加,并通过加速度大小限制后得到前馈-反馈复合控制加速度值,对前馈-反馈复合控制加速度值进行误差补偿,比较复合控制加速度值与车辆当前加速度值,对误差进行滤波并根据误差值动态修正控制指令,最终生成新的加速度命令值,误差补偿动态修正公式如式(5)所示: (5) 其中,acc_cur是车辆当前加速度值,acc_ctrl为计算出的前馈-反馈复合控制加速度值,acc_error为加速度误差值,fb_gain为加速度反馈增益值,acc_comp为误差补偿修正后的加速度命令值。
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