用于操纵自主车辆的系统和方法与流程

本公开涉及车辆操纵，并且更具体地，涉及用于操纵自主车辆的系统和方法。

背景技术：

1、在行程期间，许多因素能够有助于车辆中乘员的舒适性。一种用以改进乘员舒适性的方法是通过悬挂调谐来去除由于道路表面的变化而导致的粗糙性。附加地，由于车辆的循环移动，具有某些轮廓的道路，诸如弯曲的道路，可能引起乘员经历运动。在这些情况下，车辆驾驶员可以降低车辆的速度以改进乘员舒适性或者选择不同的路线。

技术实现思路

1、本文中公开了一种操作自主车辆的方法。该方法包括接收自主车辆的期望路线，该期望路线包括至少一个弯曲段。该方法也包括通过选择针对一对前转向轮的前转向路径和针对一对后转向轮的后转向路径，基于期望路线确定自主车辆要遵循的车辆轨迹，该车辆轨迹最小化沿着车辆轨迹的预定频率范围内的偏航角速度改变。该方法也包括引导自主车辆遵循车辆轨迹。

2、在本公开的一个方面中，基于与视觉和内耳扰动相对应的频率范围，利用频域中加权公式的多阶带通滤波器确定预定频率范围。

3、在本公开的一个方面中，根据频域中的加权公式所确定的预定频率范围被并入时域中的加权公式，以确定对车辆轨迹的控制。

4、在本公开的一个方面中，通过将时域中的加权公式作为代价函数进行最小化，确定时域中的加权公式的控制。

5、在本公开的一个方面中，时域中的加权公式包括针对横向误差输出的预测误差的加权矩阵和针对控制动作的加权矩阵。

6、在本公开的一个方面中，针对控制动作的加权矩阵包括与车辆控制器的前转向输入相关联的权重、与车辆控制器的后转向输入相关联的权重，以及与车辆控制器的车辆偏航力矩输入相关联的权重。

7、在本公开的一个方面中，车辆轨迹至少部分地基于自主车辆的预选驾驶模式。

8、在本公开的一个方面中，预选驾驶模式将自主车辆的偏航角速度改变降低到预定频率范围以下。

9、在本公开的一个方面中，预选驾驶模式将自主车辆的偏航角速度改变增加到预定频率范围以上。

10、在本公开的一个方面中，预定频率范围大于或等于1.0hz并且小于或等于5.0hz。

11、本文中公开了一种体现有编程指令的非暂时性计算机可读存储介质，当由处理器执行这些编程指令时，这些编程指令可操作用于实行操作自主车辆的方法。该方法包括接收自主车辆的期望路线，该期望路线包括至少一个弯曲段。该方法也包括通过选择针对一对前转向轮的前转向路径和针对一对后转向轮的后转向路径，基于期望路线确定自主车辆要遵循的车辆轨迹，该车辆轨迹最小化沿着车辆轨迹的预定频率范围内的偏航角速度改变。该方法也包括引导自主车辆遵循车辆轨迹。

12、在本公开的一个方面中，基于与视觉和内耳扰动相对应的频率范围，利用频域中加权公式的多阶带通滤波器来确定预定频率范围。

13、在本公开的一个方面中，根据频域中的加权公式所确定的预定频率范围被并入时域中的加权公式，以确定对车辆轨迹的控制。

14、在本公开的一个方面中，通过将时域中的加权公式作为代价函数进行最小化，确定时域中的加权公式的控制。

15、在本公开的一个方面中，时域中的加权公式包括针对横向误差输出的预测误差的加权矩阵和针对控制动作的加权矩阵。

16、在本公开的一个方面中，针对控制动作的加权矩阵包括与车辆控制器的前转向输入相关联的权重、与车辆控制器的后转向输入相关联的权重，以及与车辆控制器的车辆偏航力矩输入相关联的权重。

17、本文中公开了一种自主车辆。该车辆包括至少部分地限定客舱的车体、被配置为利用一对前轮生成前车轮角度的前转向系统、以及被配置为利用一对后轮生成后车轮角度的后转向系统。该车辆也包括位于客舱内的至少一个驾驶员横向选择设备、位于客舱内并与手轮位置传感器通信的手轮、以及控制器，该控制器与前转向系统、后转向系统、至少一个驾驶员横向选择设备和手轮位置传感器电通信。控制器被配置成接收自主车辆的期望路线，该期望路线包括至少一个弯曲段。控制器也被配置为通过选择针对一对前转向轮的前转向路径和针对一对后转向轮的后转向路径，基于期望路线确定自主车辆要遵循的车辆轨迹，该车辆轨迹最小化沿着车辆轨迹的预定频率范围内的偏航角速度改变。控制器也被配置成引导自主车辆遵循车辆轨迹。

18、本公开包括以下技术方案：

19、1.一种操作自主车辆的方法，所述方法包括：

20、接收所述自主车辆的期望路线，其中所述期望路线包括至少一个弯曲段；

21、通过选择针对一对前转向轮的前转向路径和针对一对后转向轮的后转向路径，基于所述期望路线确定所述自主车辆要遵循的车辆轨迹，所述车辆轨迹最小化沿着所述车辆轨迹的预定频率范围内的偏航角速度改变；以及

22、引导所述自主车辆遵循所述车辆轨迹。

23、2.根据方案1所述的方法，其中基于与视觉和内耳扰动相对应的频率范围，利用频域中的加权公式的多阶带通滤波器来确定所述预定频率范围。

24、3.根据方案2所述的方法，其中根据所述频域中的所述加权公式所确定的所述预定频率范围被并入时域中的加权公式中，以确定对所述车辆轨迹的控制。

25、4.根据方案3所述的方法，其中通过最小化作为代价函数的所述时域中的所述加权公式来确定所述时域中的所述加权公式中的控制。

26、5.根据方案4所述的方法，其中所述时域中的所述加权公式包括针对横向误差输出的预测误差的加权矩阵和针对控制动作的加权矩阵。

27、6.根据方案5所述的方法，其中针对控制动作的所述加权矩阵包括与车辆控制器的前转向输入相关联的权重、与所述车辆控制器的后转向输入相关联的权重以及与所述车辆控制器的车辆偏航力矩输入相关联的权重。

28、7.根据方案1所述的方法，其中所述车辆轨迹至少部分地基于所述自主车辆的预选驾驶模式。

29、8.根据方案7所述的方法，其中所述预选驾驶模式将所述自主车辆的偏航角速度改变降低到所述预定频率范围以下。

30、9.根据方案7所述的方法，其中所述预选驾驶模式将所述自主车辆的偏航角速度改变增加到所述预定频率范围以上。

31、10.根据方案1所述的方法，其中所述预定频率范围大于或等于1.0hz并且小于或等于5.0hz。

32、11.一种体现有编程指令的非暂时性计算机可读存储介质，当所述编程指令由处理器执行时，所述编程指令可操作用于执行方法，所述方法包括：

33、接收自主车辆的期望路线，其中所述期望路线包括至少一个弯曲段；

34、通过选择针对一对前转向轮的前转向路径和针对一对后转向轮的后转向路径，基于所述期望路线确定所述自主车辆要遵循的车辆轨迹，所述车辆轨迹最小化沿着所述车辆轨迹的预定频率范围内的偏航角速度改变；以及

35、引导所述自主车辆遵循所述车辆轨迹。

36、12.根据方案11所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中基于与视觉和内耳扰动相对应的频率范围，利用频域中的加权公式的多阶带通滤波器来确定所述预定频率范围。

37、13.根据方案12所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中根据所述频域中的所述加权公式所确定的所述预定频率范围被并入时域中的加权公式中，以确定对所述车辆轨迹的控制。

38、14.根据方案13所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中通过最小化作为代价函数的所述时域中的所述加权公式来确定所述时域中的所述加权公式中的控制。

39、15.根据方案14所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述时域中的所述加权公式包括针对横向误差输出的预测误差的加权矩阵和针对控制动作的加权矩阵。

40、16.根据方案15所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中针对控制动作的加权矩阵包括与车辆控制器的前转向输入相关联的权重、与所述车辆控制器的后转向输入相关联的权重以及与所述车辆控制器的车辆偏航力矩输入相关联的权重。

41、17.一种自主车辆，包括：

42、车体，其至少部分地限定客舱；

43、前转向系统，其被配置为利用一对前轮生成前车轮角度；

44、后转向系统，其被配置为利用一对后轮生成后车轮角度；

45、至少一个驾驶员横向选择设备，其位于所述客舱内；

46、手轮，其位于所述客舱内并与手轮位置传感器通信；以及

47、控制器，其与所述前转向系统、所述后转向系统、所述至少一个驾驶员横向选择设备和所述手轮位置传感器电通信，所述控制器被配置成：

48、接收所述自主车辆的期望路线，其中所述期望路线包括至少一个弯曲段；

49、通过选择针对一对前转向轮的前转向路径和针对一对后转向轮的后转向路径，基于所述期望路线确定所述自主车辆要遵循的车辆轨迹，所述车辆轨迹最小化沿着所述车辆轨迹的预定频率范围内的偏航角速度改变；以及

50、引导所述自主车辆遵循所述车辆轨迹。

51、18.根据方案17所述的自主车辆，其中基于与视觉和内耳扰动相对应的频率范围，利用频域中的加权公式的多阶带通滤波器来确定所述预定频率范围。

52、19.根据方案18所述的自主车辆，其中根据所述频域中的所述加权公式所确定的所述预定频率范围被并入时域中的加权公式中，以确定对所述车辆轨迹的控制。

53、20.根据方案19所述的自主车辆，其中通过最小化作为代价函数的所述时域中的所述加权公式来确定所述时域中的所述加权公式中的控制。