一种车辆自动驾驶方法、装置、设备及介质与流程

1.本技术涉及自动驾驶技术领域，具体涉及一种车辆自动驾驶方法、装置、设备及介质。


背景技术：

2.带挂卡车由牵引车头和可分离的挂车车体两部分组成，是工程中常见的运输工具。在货物装运场景下，通常需要带挂卡车直线倒车指定距离以满足前后相邻泊位的货箱装取需求。带挂卡车的结构特性是挂车自身不具备驱动力，需依靠牵引车驱动。车辆前进时挂车车体会随牵引车前向行驶而与趋于一条直线。但倒车时挂车会随牵引车倒车行驶而趋于不规则摆动的折叠状态。
3.实际应用中多采用模型预测(model predictive control,mpc)估算带挂卡车倒车过程中的位姿，进而基于估算结果来调整车辆参数以缓解挂车在倒车过程中的不规则摆动问题。然而mpc算法对车辆模型精度要求较高，存在算力较大，调试参数较多等问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种车辆自动驾驶方法、装置、设备及介质，用于通过调整牵引车头的轮转角度，以减缓甚至规避挂车在倒车过程中的不规则摆动问题。
5.第一方面，本技术实施例提供一种车辆自动驾驶方法，所述方法包括：
6.响应于倒车指示信息，获取目标车辆的倒车参数；所述目标车辆包括牵引车头和挂车车体；所述倒车参数至少包括铰接角、第一参考距离、所述牵引车头的实际航向角和所述挂车车体的前后轴间距；所述第一参考距离为所述挂车车体的铰点与所述牵引车头后轴的间距；
7.基于第一中心点和所述倒车参数确定路径参考点，并基于第二中心点和所述路径参考点进行环路运算得到外环控制量；所述第一中心点为牵引车头的后轴中心点，所述第二中心点为所述挂车车体的后轴中心点；所述路径参考点位于参考路径的车道线上，所述目标车辆在所述参考路径上执行倒车操作；所述外环控制量表征所述挂车车体沿参考线的车道线倒车时的前轴转向角；
8.基于所述牵引车头的实际航向角和所述外环控制量进行所述环路运算得到内环控制量，根据所述内环控制量确定所述牵引车头的期望轮转角，并控制所述牵引车头沿所述期望轮转角方向进行倒车；所述内环控制量表征所述牵引车头沿所述参考路径的车道线倒车时的前轴转向角。
9.本技术实施例通过在倒车前根据牵引车头的后轴中心点与倒车参数确定倒车所在参考路径的路径参考点，进而根据路径参考点与挂车车体的后轴中心点确定挂车沿参考路径车道线倒车的前轴转向角，即外环控制量。通过外环控制量和牵引车的实际航向角可确定牵引车沿车道线倒车时前轴转向角，即内环控制量。根据内环控制量可推算出挂车沿车道线倒车时牵引车头的期望轮转角。由此，通过期望轮转角对牵引车头的轮转角度进行
调整使挂车沿参考路径的车道线倒车，减缓甚至规避挂车在倒车过程中不规则摆动问题。
10.在一些可能的实施例中，所述基于第一中心点和所述倒车参数确定路径参考点，包括：
11.根据所述倒车参数确定所述第二中心点与所述第一中心点间的横向间距和纵向间距；
12.根据所述横向间距和所述纵向间距确定所述第二中心点与各预设参考点间的欧式距离，并将欧式距离最短的预设参考点作为所述路径参考点；其中，各所述预设参考点均位于所述参考路径的中心线上，各所述预设参考点间的距离固定。
13.在一些可能的实施例中，所述根据所述倒车参数确定所述第二中心点与所述第一中心点间的横向间距和纵向间距，包括：
14.根据所述第一中心点在预设坐标系内的第一位置、所述铰接角、所述前后轴间距和所述第一参考距离确定所述横向间距；其中，所述预设坐标系是以所述第一中心点为原点构建的车体坐标系；
15.根据所述第一位置、所述铰接角和所述前后轴间距确定所述纵向间距。
16.在一些可能的实施例中，所述基于第二中心点和所述路径参考点进行环路运算得到外环控制量，包括：
17.根据所述第二中心点在所述预设坐标系内的第二位置和所述路径参考点在所述预设坐标系内的第三位置确定横向偏差和航向偏差；其中，所述横向偏差表征所述第二中心点与所述路径参考点间的水平距离，所述航向偏差表征所述挂车车体的实际航向角与所述参考路径延展方向间的角度偏差；
18.根据所述横向偏差和所述航向偏差确定外环偏差，并通过对所述外环偏差进行环路运算得到环路收敛时的第一收敛值，将所述第一收敛值作为所述外环控制量；其中，所述外环偏差表征所述挂车车体沿所述车道线倒车时的位姿。
19.在一些可能的实施例中，所述基于所述横向偏差和所述航向偏差确定外环偏差，包括：
20.确定目标参考点在所述预设坐标系的第四位置；其中，所述目标参考点是将所述第二中心点延挂车车体中心线的倒车方向移动指定距离后得到的；
21.根据所述第四位置、所述横向偏差和所述航向偏差确定所述目标参考点与所述路径参考点间的最短距离，并将所述最短距离作为所述外环偏差。
22.在一些可能的实施例中，所述基于所述牵引车头的实际航向角和所述外环控制量进行所述环路运算得到内环控制量，包括：
23.根据所述第一收敛值确定所述目标车辆的期望铰接角，并根据所述期望铰接角和所述挂车车体的实际航向角确定所述牵引车头的期望航向角；
24.根据所述期望航向角和所述牵引车头的实际航向角确定内环偏差，并通过对所述内环偏差进行环路运算得到环路收敛时的第二收敛值，将所述第二收敛值作为所述内环控制量；其中，所述内环偏差表征所述牵引车头沿所述车道线倒车时的位姿。
25.第二方面，本技术实施例提供了一种车辆自动驾驶装置，所述装置包括：
26.参数模块，被配置为执行响应于倒车指示信息，获取目标车辆的倒车参数；所述目标车辆包括牵引车头和挂车车体；所述倒车参数至少包括铰接角、第一参考距离、所述牵引
车头的实际航向角和所述挂车车体的前后轴间距；所述第一参考距离为所述挂车车体的铰点与所述牵引车头后轴的间距；
27.外环模块，被配置为执行基于第一中心点和所述倒车参数确定路径参考点，并基于第二中心点和所述路径参考点进行环路运算得到外环控制量；所述第一中心点为牵引车头的后轴中心点，所述第二中心点为所述挂车车体的后轴中心点；所述路径参考点位于参考路径的车道线上，所述目标车辆在所述参考路径上执行倒车操作；所述外环控制量表征所述挂车车体沿参考线的车道线倒车时的前轴转向角；
28.内环模块，被配置为执行基于所述牵引车头的实际航向角和所述外环控制量进行所述环路运算得到内环控制量，根据所述内环控制量确定所述牵引车头的期望轮转角，并控制所述牵引车头沿所述期望轮转角方向进行倒车；所述内环控制量表征所述牵引车头沿所述参考路径的车道线倒车时的前轴转向角。
29.在一些可能的实施例中，执行所述基于第一中心点和所述倒车参数确定路径参考点，所述外环模块被配置为：
30.根据所述倒车参数确定所述第二中心点与所述第一中心点间的横向间距和纵向间距；
31.根据所述横向间距和所述纵向间距确定所述第二中心点与各预设参考点间的欧式距离，并将欧式距离最短的预设参考点作为所述路径参考点；其中，各所述预设参考点均位于所述参考路径的中心线上，各所述预设参考点间的距离固定。
32.在一些可能的实施例中，执行所述根据所述倒车参数确定所述第二中心点与所述第一中心点间的横向间距和纵向间距，所述外环模块被配置为：
33.根据所述第一中心点在预设坐标系内的第一位置、所述铰接角、所述前后轴间距和所述第一参考距离确定所述横向间距；其中，所述预设坐标系是以所述第一中心点为原点构建的车体坐标系；
34.根据所述第一位置、所述铰接角和所述前后轴间距确定所述纵向间距。
35.在一些可能的实施例中，执行所述基于第二中心点和所述路径参考点进行环路运算得到外环控制量，所述外环模块被配置为：
36.根据所述第二中心点在所述预设坐标系内的第二位置和所述路径参考点在所述预设坐标系内的第三位置确定横向偏差和航向偏差；其中，所述横向偏差表征所述第二中心点与所述路径参考点间的水平距离，所述航向偏差表征所述挂车车体的实际航向角与所述参考路径延展方向间的角度偏差；
37.根据所述横向偏差和所述航向偏差确定外环偏差，并通过对所述外环偏差进行环路运算得到环路收敛时的第一收敛值，将所述第一收敛值作为所述外环控制量；其中，所述外环偏差表征所述挂车车体沿所述车道线倒车时的位姿。
38.在一些可能的实施例中，执行所述基于所述横向偏差和所述航向偏差确定外环偏差，所述外环模块被配置为：
39.确定目标参考点在所述预设坐标系的第四位置；其中，所述目标参考点是将所述第二中心点延挂车车体中心线的倒车方向移动指定距离后得到的；
40.根据所述第四位置、所述横向偏差和所述航向偏差确定所述目标参考点与所述路径参考点间的最短距离，并将所述最短距离作为所述外环偏差。
41.在一些可能的实施例中，执行所述基于所述牵引车头的实际航向角和所述外环控制量进行所述环路运算得到内环控制量，所述内环模块被配置为：
42.根据所述第一收敛值确定所述目标车辆的期望铰接角，并根据所述期望铰接角和所述挂车车体的实际航向角确定所述牵引车头的期望航向角；
43.根据所述期望航向角和所述牵引车头的实际航向角确定内环偏差，并通过对所述内环偏差进行环路运算得到环路收敛时的第二收敛值，将所述第二收敛值作为所述内环控制量；其中，所述内环偏差表征所述牵引车头沿所述车道线倒车时的位姿。
44.第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，包括：
45.存储器，用于存储程序指令；
46.处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序指令执行第一方面中任一项所述的方法包括的步骤。
47.第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被计算机执行时，使所述计算机执行第一方面中任一项所述的方法。
48.第五方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：计算机程序代码，当所述计算机程序代码在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面任一项所述的方法。
49.第六方面，本技术一实施例提供了一种芯片，包括处理器，所述处理器用于执行计算机程序指令时实现上述任一种方法的步骤。
50.可选的，还包括存储器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序指令。
51.可选的，还包括收发器，所述收发器用于接收图像采集装置采集的挂车图像。
附图说明
52.图1为本技术实施例提供的一种应用场景示意图；
53.图2为本技术实施例提供的一种车辆自动驾驶方法整体流程图；
54.图3为本技术实施例提供的倒车参数示意图；
55.图4为本技术实施例提供的横纵间距示意图；
56.图5为本技术实施例提供的路径参考点示意图；
57.图6为本技术实施例提供的外环偏差示意图；
58.图7为本技术实施例提供的求取期望轮转角示意图；
59.图8为本技术实施例提供的一种车辆自动驾驶装置800的结构图；
60.图9为本技术实施例提供的电子设备示意图。
具体实施方式
61.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在
不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以按不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
62.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。此外，术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的保护。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本技术中的“多个”可以表示至少两个，例如可以是两个、三个或者更多，本技术实施例不做限制。
63.带挂卡车前向行驶时，挂车车体受牵引车头前向的牵引力会与车头趋于一条直线。但由于挂车自身并不具备驱动力，当倒车行驶时挂车车体会趋于不规则摇晃的折叠状态。实际应用中多采用模型预测mpc估算带挂卡车倒车过程中的位姿，进而基于估算结果来调整车辆参数，以缓解挂车在倒车过程中的折叠状态。然而，该算法对车辆模型精度要求较高且算力要求较大。当传感器反馈的车辆参数无法满足模型精度时，则无法有效实现直线倒车。
64.为解决上述问题，本技术实施例提出，通过在倒车前根据牵引车头的后轴中心点与倒车参数确定倒车所在参考路径的路径参考点，进而根据路径参考点与挂车车体的后轴中心点确定挂车沿参考路径车道线倒车的前轴转向角，即外环控制量。通过外环控制量和牵引车的实际航向角可确定牵引车沿车道线倒车时前轴转向角，即内环控制量。根据内环控制量可推算出挂车沿车道线倒车时牵引车头的期望轮转角。由此，通过期望轮转角对牵引车头的轮转角度进行调整使挂车沿参考路径的车道线倒车，减缓甚至规避挂车在倒车过程中不规则摆动问题。
65.参见图1，为根据本技术一个实施例的应用场景示意图。
66.如图1所示，该应用场景中例如可以包括网络10、带挂卡车20以及服务器30。其中：带挂卡车20由牵引车头和挂车车体两部分构成，服务器30可为云端服务器、独立服务器或带挂卡车20的行车电脑。
67.在图1示出的应用场景中，带挂卡车20在倒车时通过车体安置的传感器获取倒车参数，并将上述倒车参数通过网络10反馈给服务器30。服务器30根据接收的倒车参数与牵引车头的后轴中心点推算出控制挂车由当前位姿变更为沿参考路径的车道线倒车时的前轴转向角。进而根据牵引车头的实际航向角和上述挂车的前轴转向角推算出表征牵引车沿参考路径的车道线倒车时的前轴转向角。进而通过牵引车的前轴转向角确定带挂卡车20的期望轮转角。
68.进一步的，服务器30将上述期望轮转角通过网络10反馈给带挂卡车20，带挂卡车20通过控制牵引车头沿期望轮转角方向倒车行驶，使挂车沿参考路径的车道线倒车，减缓甚至规避挂车在倒车过程中不规则摆动问题。
69.需要说明的是，本技术中的描述中仅就单个服务器加以详述，但是本领域技术人员应当理解的是，图1示出的终端设备30旨在表示本技术的技术方案涉及的服务器的操作。对单个服务器加以详述至少为了说明方便，而非暗示对服务器的数量、类型或是位置等具有限制。应当注意，如果向图示环境中添加附加模块或从其中去除个别模块，不会改变本申
请的示例实施例的底层概念。
70.图2示意性示出了本技术实施例提供的一种车辆自动驾驶方法的流程示意图。具体如图2所示，包括下述步骤：
71.步骤201：响应于倒车指示信息，获取目标车辆的倒车参数；所述目标车辆包括牵引车头和挂车车体；所述倒车参数至少包括铰接角、第一参考距离、所述牵引车头的实际航向角和所述挂车车体的前后轴间距；所述第一参考距离为所述挂车车体的铰点与所述牵引车头后轴的间距；
72.上述倒车参数具体如图3所示，具体包括牵引头与挂车中线间的夹角，即铰接角α、牵引车的实际航向角θ1、挂车的前后轴间距l2以及挂车的铰点与牵引车后轴的间距l
12
。其中图3中示出的o1和o2分别为牵引车和挂车的后轴中心点。
73.步骤202：基于第一中心点和所述倒车参数确定路径参考点，并基于第二中心点和所述路径参考点进行环路运算得到外环控制量；所述第一中心点为牵引车头的后轴中心点，所述第二中心点为所述挂车车体的后轴中心点；所述路径参考点位于参考路径的车道线上，所述目标车辆在所述参考路径上执行倒车操作；所述外环控制量表征所述挂车车体沿参考线的车道线倒车时的前轴转向角；
74.本技术实施例预先以牵引车头的后轴中心点o1，即第一中心点为原点构建的车体坐标系。如图4所示，在车体坐标系中可直观的通过倒车参数确定挂车的后轴中心点o2(第二中心点)与o1间的横向间距和纵向间距。该横向间距与纵向间距分别表征挂车在车体坐标系内的横、纵轴坐标(x
挂
，y
挂
)。参见图4示出的车体坐标系，通过三角函数可推算出横向间距x
挂
＝x
牵-l2×
cos(α)-l
12
；纵向间距y
挂
＝y
牵
l2×
sin(α)。
75.进一步的，根据横向间距x
挂
、纵向间距y
挂
确定第二中心点o2与各预设参考点间的欧式距离。本技术实施例中选取目标车辆的倒车路径作为参考路径，并从参考路径中选取其车道线作为目标车辆的倒车轨迹。具体如图5所示，通过对参考路径的倒车轨迹进行等间距采样，得到位于参考线上的多个预设参考点。在车体坐标系中由于各预设参考点的横纵坐标已知，因而可通过下述公式(1)确定第二中心点o2与各预设参考点间的欧式距离：
[0076][0077]
其中，xn为预设参考点的横坐标、yn为预设参考点的纵坐标。通过上述公式(1)遍历各预设参考点的欧式距离后，将欧式距离最短的预设参考点作为路径参考点，即图5中示出的a点。
[0078]
如图6所示，得到路径参考点a后，根据第二中心点o2和路径参考点a在预设坐标系内的坐标位置可确定横向偏差ε
lat
和航向偏差ε
yaw
；其中，横向偏差ε
lat
表征第二中心点o2与路径参考点a间的水平距离，航向偏差ε
yaw
表征挂车车体的实际航向角θ2与参考路径延展方向的角度偏差。本技术意在控制挂车的倒车轨迹趋于直线，通过上述横向偏差ε
lat
、航向偏差ε
yaw
以及目标参考点b在车体坐标系的坐标位置可推算出控制挂车由当前位姿变更为在参考路径上直线倒车所需的外环偏差ε
外环
。参见图6，根据三角函数可得ε
外环
＝ε
lat
ds
×
ε
yaw
。上述目标参考点b是通过将第二中心点o2延挂车车体中心线的倒车方向移动指定距离ds后得到的。
[0079]
由于挂车在倒车过程中处于不规则摆动变化的折叠状态，可通过比例控制器对外
环偏差ε
外环
进行环路计算以确定其收敛时的外环控制量，即第一收敛值。具体如下述公式(2)所示：
[0080]u外环
＝-k1ε
外环
ꢀꢀ
(2)
[0081]
其中，u
外环
为外环控制量，k1为比例控制器的外环比例系数。通过调整k1的大小可用于调节挂车车体对于参考路径的收敛速度。
[0082]
上述外环控制量u
外环
可表征挂车在参考路径上直线倒车时的前轴转向角。对ε
外环
进行环路运算得到u
外环
的流程即相当于确定挂车沿参考路径的车道线倒车时的位姿变化，进而从中确定挂车沿参考路径的车道线倒车时的前轴转向角。
[0083]
需要说明的是，k1越大则挂车位姿收敛越快，其越不稳定。相应的，k1越小则挂车位姿收敛越慢，其越稳定。此外，还可通过调节上述指定距离ds的大小来调节对航线误差的敏感程度。ds越大则挂车的横向偏差ε
lat
收敛越慢，其倒车轨迹越倾向于直线。相应的，ds越小则挂车的横向偏差ε
lat
收敛越快，其倒车轨迹越倾向于折叠。可见，通过调节k1和ds两个参数可使外环控制趋于稳定。上述k1和ds通过试验测得，本技术实施例中k1取1，ds取3米。
[0084]
接下来根据第一收敛值确定目标车辆的期望铰接角，并根据期望铰接角和挂车车体的实际航向角确定牵引车头的期望航向角。具体的，由于该前轴转向角实则为倒车瞬时牵引车的航向角与挂车的航向角的差值负数。因而将上述外环控制量u
外环
取负数后可作为目标车辆的期望铰接角r
α
，r
α
表征挂车沿参考路径的车道线倒车时的铰接角度。
[0085]
由于挂车车体的实际航向角θ2已知，通过r
α
与θ2作差即可确定挂车在参考路径上直线倒车时牵引车需保持的航向角，即期望航向角r
θ牵
。进一步的，根据期望航向角和牵引车头的实际航向角确定内环偏差。
[0086]
实施时，通过牵引车头的期望航向角r
θ牵
与实际航向角θ1作差即可确定牵引车头沿参考路径车道线倒车时的位姿，即内环偏差ε
内环
。通过对内环偏差ε
内环
进行环路运算得到其收敛时的第二收敛值，并根据第二收敛值确定期望轮转角。实施时，采用与计算u
外环
相同的方式，通过比例控制器对内环偏差ε
内环
进行环路计算，具体如下述公式(3)所示：
[0087]u内环
＝-k2ε
内环
ꢀꢀ
(3)
[0088]
其中，u
内环
为内环控制量，即上述第二收敛值。k2为比例控制器的内环比例系数。通过调整k2的大小可用于调节牵引车头对于期望航向角r
θ牵
的收敛速度。k2与上述k1相同，均为预设值。k2越大，其收敛速度越快同时越不稳定，k2越小，其收敛速度越慢同时越稳定，本技术实施例中k2取1。
[0089]
上述对ε
内环
进行环路运算得到u
内环
的流程即相当于确定挂车沿参考路径车道线倒车前提下牵引车沿参考路径车道线倒车的位姿变化。进而从中确定牵引车沿参考路径车道线倒车的前轴转向角。
[0090]
最后根据内环控制量确定牵引车头的期望轮转角，并控制牵引车头沿期望轮转角方向进行倒车。具体的，倒车场景下牵引车头执行的是后轮转向操作，因而将内环控制量u
内环
取负数可换算成牵引车头的期望轮转角δ。通过控制牵引车头以期望轮转角δ指示的角度进行倒车可使挂车沿参考路径的车道线倒车，减缓甚至规避挂车在倒车过程中不规则摆动问题。
[0091]
为便于理解本技术实施例提供的技术方案，接下来对上述基于倒车参数确定期望轮转角的整体流程进行说明，具体如图7所示：
[0092]
本技术实施例在获取目标车辆的倒车指示后，获取目标车辆的倒车参数，并根据目标车辆的当前位置确定目标车辆即将进行倒车的参考路径。然后从参考路径中选取一直线参考线作为目标车辆的倒车轨迹，并通过对参考路径的倒车轨迹进行等间距采样，得到位于参考线上的多个预设参考点。若该参考路径为笔直的路径则可选取其车道线作为参考线。
[0093]
进一步的，以牵引车头的后轴中心点o1为原点建立车体坐标系，根据o1和倒车参数确定挂车的位姿信息，该位姿信息具体包括挂车在车体坐标系内的横、纵轴坐标(x
挂
，y
挂
)和挂车的实际航向角θ2。
[0094]
接下来，通过外环控制挂车位姿、内环控制牵引车位姿，以双环控制确定挂车在参考路径上直线倒车时牵引车的期望航向角。
[0095]
外环控制中，根据上述挂车的位姿信息和预设的预瞄距离ds确定挂车的外环偏差ε
外环
。基于外环比例系数k1，通过比例控制器对外环偏差ε
外环
进行环路运算，收敛后得到外环控制量u
外环
。根据外环控制量u
外环
推算出挂车在参考路径上直线倒车时牵引车需保持的航向角，即期望航向角r
θ牵
。
[0096]
内环控制中，根据上述期望航向角r
θ牵
和牵引车头的实际航向角θ1确定内环偏差ε
内环
。基于内环比例系数k2，通过比例控制器对内环偏差ε
内环
进行环路运算，收敛后得到内环控制量u
内环
。最后通过将内环控制量u
内环
取负数换算成牵引车头的期望轮转角δ。
[0097]
需要说明的是，本技术实施例中每隔预设时长(例如0.2s)即执行一次上述流程，由此，每隔预设时长即可根据目标车辆的实际车况确定倒车参数，进而基于倒车参数推算出挂车在参考路径上直线倒车时牵引车需保持的轮转角，即期望轮转角δ。由此，通过将期望轮转角δ反馈给目标车辆的控制系统，通过期望轮转角对牵引车头的轮转角度进行调整使挂车沿参考路径的车道线倒车，减缓甚至规避挂车在倒车过程中不规则摆动问题。
[0098]
基于相同的发明构思，本技术实施例提供了一种车辆自动控制装置800，具体如图8所示，包括：
[0099]
参数模块801，被配置为执行响应于倒车指示信息，获取目标车辆的倒车参数；所述目标车辆包括牵引车头和挂车车体；所述倒车参数至少包括铰接角、第一参考距离、所述牵引车头的实际航向角和所述挂车车体的前后轴间距；所述第一参考距离为所述挂车车体的铰点与所述牵引车头后轴的间距；
[0100]
外环模块802，被配置为执行基于第一中心点和所述倒车参数确定路径参考点，并基于第二中心点和所述路径参考点进行环路运算得到外环控制量；所述第一中心点为牵引车头的后轴中心点，所述第二中心点为所述挂车车体的后轴中心点；所述路径参考点位于参考路径的车道线上，所述目标车辆在所述参考路径上执行倒车操作；所述外环控制量表征所述挂车车体沿参考线的车道线倒车时的前轴转向角；
[0101]
内环模块803，被配置为执行基于所述牵引车头的实际航向角和所述外环控制量进行所述环路运算得到内环控制量，根据所述内环控制量确定所述牵引车头的期望轮转角，并控制所述牵引车头沿所述期望轮转角方向进行倒车；所述内环控制量表征所述牵引车头沿所述参考路径的车道线倒车时的前轴转向角。
[0102]
在一些可能的实施例中，执行所述基于第一中心点和所述倒车参数确定路径参考点，所述外环模块802被配置为：
[0103]
根据所述倒车参数确定所述第二中心点与所述第一中心点间的横向间距和纵向间距；
[0104]
根据所述横向间距和所述纵向间距确定所述第二中心点与各预设参考点间的欧式距离，并将欧式距离最短的预设参考点作为所述路径参考点；其中，各所述预设参考点均位于所述参考路径的中心线上，各所述预设参考点间的距离固定。
[0105]
在一些可能的实施例中，执行所述根据所述倒车参数确定所述第二中心点与所述第一中心点间的横向间距和纵向间距，所述外环模块802被配置为：
[0106]
根据所述第一中心点在预设坐标系内的第一位置、所述铰接角、所述前后轴间距和所述第一参考距离确定所述横向间距；其中，所述预设坐标系是以所述第一中心点为原点构建的车体坐标系；
[0107]
根据所述第一位置、所述铰接角和所述前后轴间距确定所述纵向间距。
[0108]
在一些可能的实施例中，执行所述基于第二中心点和所述路径参考点进行环路运算得到外环控制量，所述外环模块802被配置为：
[0109]
根据所述第二中心点在所述预设坐标系内的第二位置和所述路径参考点在所述预设坐标系内的第三位置确定横向偏差和航向偏差；其中，所述横向偏差表征所述第二中心点与所述路径参考点间的水平距离，所述航向偏差表征所述挂车车体的实际航向角与所述参考路径延展方向间的角度偏差；
[0110]
根据所述横向偏差和所述航向偏差确定外环偏差，并通过对所述外环偏差进行环路运算得到环路收敛时的第一收敛值，将所述第一收敛值作为所述外环控制量；其中，所述外环偏差表征所述挂车车体沿所述车道线倒车时的位姿。
[0111]
在一些可能的实施例中，执行所述基于所述横向偏差和所述航向偏差确定外环偏差，所述外环模块802被配置为：
[0112]
确定目标参考点在所述预设坐标系的第四位置；其中，所述目标参考点是将所述第二中心点延挂车车体中心线的倒车方向移动指定距离后得到的；
[0113]
根据所述第四位置、所述横向偏差和所述航向偏差确定所述目标参考点与所述路径参考点间的最短距离，并将所述最短距离作为所述外环偏差。
[0114]
在一些可能的实施例中，执行所述基于所述牵引车头的实际航向角和所述外环控制量进行所述环路运算得到内环控制量，所述内环模块803被配置为：
[0115]
根据所述第一收敛值确定所述目标车辆的期望铰接角，并根据所述期望铰接角和所述挂车车体的实际航向角确定所述牵引车头的期望航向角；
[0116]
根据所述期望航向角和所述牵引车头的实际航向角确定内环偏差，并通过对所述内环偏差进行环路运算得到环路收敛时的第二收敛值，将所述第二收敛值作为所述内环控制量；其中，所述内环偏差表征所述牵引车头沿所述车道线倒车时的位姿。
[0117]
下面参照图9来描述根据本技术的这种实施方式的电子设备130。图9显示的电子设备130仅仅是一个示例，不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0118]
如图9所示，电子设备130以通用电子设备的形式表现。电子设备130的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器131、上述至少一个存储器132、连接不同系统组件(包括存储器132和处理器131)的总线133。
[0119]
总线133表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器、
外围总线、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
[0120]
存储器132可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如随机存取存储器(ram)1321和/或高速缓存存储器1322，还可以进一步包括只读存储器(rom)1323。
[0121]
存储器132还可以包括具有一组(至少一个)程序模块1324的程序/实用工具1325，这样的程序模块1324包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
[0122]
电子设备130也可以与一个或多个外部设备134(例如键盘、指向设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与电子设备130交互的设备通信，和/或与使得该电子设备130能与一个或多个其它电子设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口135进行。并且，电子设备130还可以通过网络适配器136与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器136通过总线133与用于电子设备130的其它模块通信。应当理解，尽管图中未示出，可以结合电子设备130使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
[0123]
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器132，该指令可由上述装置的处理器131执行以完成上述方法。可选地，计算机可读存储介质可以是rom、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备等。
[0124]
在示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，所述计算机程序/指令被处理器131执行时实现如本技术提供的一种车辆自动驾驶方法中的任一方法。
[0125]
在示例性实施例中，本技术提供的一种车辆自动驾驶方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在计算机设备上运行时，程序代码用于使计算机设备执行本说明书上述描述的根据本技术各种示例性实施方式的一种车辆自动驾驶方法中的步骤。
[0126]
程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
[0127]
本技术的实施方式的用于车辆自动驾驶的程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)并包括程序代码，并可以在电子设备上运行。然而，本技术的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
[0128]
可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者
与其结合使用的程序。
[0129]
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
[0130]
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本技术操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c 等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户电子设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户电子设备上部分在远程电子设备上执行、或者完全在远程电子设备或服务端上执行。在涉及远程电子设备的情形中，远程电子设备可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户电子设备，或者，可以连接到外部电子设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0131]
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干单元或子单元，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本技术的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。
[0132]
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本技术方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
[0133]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0134]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程图像缩放设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程图像缩放设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0135]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程图像缩放设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0136]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程图像缩放设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0137]
尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造
性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
[0138]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。