苏州易驱汽车科技有限公司刘飞获国家专利权
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龙图腾网获悉苏州易驱汽车科技有限公司申请的专利一种预测控制的高速自动驾驶汽车轨迹跟踪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:CN114572251B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25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:202210369268.7,技术领域涉及:B60W60/00;该发明授权一种预测控制的高速自动驾驶汽车轨迹跟踪方法是由刘飞;刘晓明;秦萍设计研发完成,并于2022-04-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种预测控制的高速自动驾驶汽车轨迹跟踪方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种预测控制的高速自动驾驶汽车轨迹跟踪方法,具体包括:建立车辆模型;基于车辆模型建立包括轮胎侧偏刚度与纵向速度的车辆凸多胞体模型;自动驾驶汽车执行轨迹规划,并基于贝塞尔曲线拟合参考轨迹,实时计算道路曲率;基于车辆凸多胞体模型构建表达轨迹跟踪误差和稳定性约束的鲁棒性目标函数;构建离散神经网络模型求解目标函数,获得最优控制量,并输入车辆执行。上述基于快速鲁棒模型预测控制的高速自动驾驶汽车轨迹跟踪方法,提高了控制算法的求解效率,并实现了自动驾驶汽车在高速行驶时能保持良好的轨迹跟踪效果,保证车辆稳定行驶。
本发明授权一种预测控制的高速自动驾驶汽车轨迹跟踪方法在权利要求书中公布了:1.一种基于快速鲁棒模型预测控制的高速自动驾驶汽车轨迹跟踪方法,其特征在于,其包括以下步骤: 步骤一、建立车辆模型 其中,ξt表示t时刻的状态向量,u1t表示t时刻的前轮转角输入向量,u2t表示t时刻的干扰输入向量;At、Bt、Ct都为雅可比矩阵,分别为: Ct=[00000-vx]T, 式中,Cαf表示前轮的轮胎侧偏刚度,Cαr表示后轮的轮胎侧偏刚度,lf为车辆质心到前轴距离,lr为车辆质心到后轴的距离,vx为车辆质心处的纵向速度,m为车辆质量,Iz为车辆绕Z轴的转动惯量; 步骤二、基于车辆模型建立离散的车辆凸多胞体模型ξ: ξt+1=A'tξt+B'tu1t+C'tu2t 其中,u1t取值为随时间t变化的前轮转向角δf,即,u1=δf,u2t取值为随时间t变化的道路曲率κ2,即u2=κ2,A't、B't、C't分别为求At、Bt、Ct的导数:I为单位矩阵,γi为第i个修正系数; 步骤三、计算道路曲率κ2: 其中,x′=xc-xa,y′=yc-ya,x″=xc+xa-2xb,y″=yc+ya-2yb,η=x′2+y′2,xa,ya,xb,yb,xc,yc为道路中每个拟合路段的其中三个插值点; 步骤四、基于车辆凸多胞体模型构建表达轨迹跟踪误差Δu1t和稳定性约束min的鲁棒性目标函数 |u1k+i|k|≤u1,max, |Δu1k+i|k|≤Δu1,max, |βk|≤βssk, ey,mink-ds≤eyk≤ey,maxk-ds, k=1,2,…,Nc 其中,χpk+i|k为控制输出预测值,χrefk+i|k为控制输出参考值,k+i|k表示根据k采样时刻的信息预测k+i采样时刻的值,Q和R为权重矩阵,Np为预测时域,Nc为控制时域,ρ为权重系数,ε为权重因子,Δu1k=u1k-u1k-1,ey,mink为随时间变化的最小横向位置误差,ds为根据车体尺寸定义的安全距离,eyk为可行道路区域边界,ey,maxk为随时间变化的最大横向位置误差; 步骤五、构建离散神经网络模型求解所述目标函数,获得最优控制量,并输入车辆执行。
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