【嘉勤點評】智加科技發(fā)明的卡車自動駕駛方案，通過線性控制方法使得卡車駕駛操控算法具有較強的抗干擾性和魯棒性，同時根據(jù)估計得到的擾動大小進行補償，可以加強橫向控制的一致性，使得卡車的響應(yīng)更貼近設(shè)計指標，也提高了用戶乘坐的舒適性。

智加科技近日宣布與Aeva展開合作，Aeva將幫助智加科技自動駕駛重卡遠距離清晰感知環(huán)境，降低響應(yīng)延遲，并借助Aeva獨有的實時速度信息應(yīng)對安全隱患和極端道路場景。

為何卡車的自動駕駛技術(shù)比其他車型更加復(fù)雜呢？這是由卡車的結(jié)構(gòu)所決定，如上圖所示，卡車的結(jié)構(gòu)分為牽引車和掛車兩部分，其中，車后輪軸中心為牽引車的質(zhì)點，掛車后輪軸中心為掛車的質(zhì)點。通常情況下，卡車滿載的重量是普通轎車的20-25倍，卡車長度是普通轎車的4-5倍，而由于卡車的結(jié)構(gòu)并非統(tǒng)一的整體(包含牽引車和掛車)，所以，在道路行駛過程中，卡車對車輛自身的控制較轎車相比更為復(fù)雜且要求更高。

卡車在車道內(nèi)行駛，除了需要將牽引車保持在車道內(nèi)外，還需要將掛車保持在車道內(nèi)。由于卡車空載、半載、滿載重量不同，行駛速度不同，如果在行駛過程中駕駛操作不當，例如對方向盤轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向角速度控制不當，就會出現(xiàn)卡車在直線車道行駛過程中的甩掛現(xiàn)象，還可能在過彎行駛過程中發(fā)生刮碰。

在現(xiàn)有的方案中，卡車的高級自動駕駛技術(shù)往往都難以對卡車進行精確建模，對于不同質(zhì)量質(zhì)心等等情況的變化也難以精確估計，同時在控制的過程中，存在外部的擾動影響車輛的控制，如風(fēng)速、路面情況等等，都是外部對于車輛控制系統(tǒng)的擾動，影響控制的性能，甚至使系統(tǒng)不穩(wěn)定，造成安全事故。

為提高卡車的自動駕駛控制效果，同時降低卡車駕駛的安全風(fēng)險，智加科技在2019年12月20日申請了一項名為“一種自動駕駛卡車的橫向控制方法、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)”的技術(shù)方案（申請?zhí)枺?01911328780.1），申請人為蘇州智加科技有限公司。

根據(jù)該專利目前公開的技術(shù)方案，讓我們一起來看看這項技術(shù)方案吧。

如上圖，為該專利中發(fā)明的自動駕駛卡車的橫向控制方法的原理示意圖，該方法的算法主要由擴張狀態(tài)觀測器ESO和LQR控制器兩個部分組成。擴張狀態(tài)觀測器通過控制信號和車輛的測量信號，反饋可以直接測量狀態(tài)量，并且估算難以測量的狀態(tài)量和擾動，然后對外部擾動進行補償，以達到消除外部擾動和車輛模型不確定性擾動的目的。

LQR控制器在接收到上游輸入的參考軌跡后，找到距離卡車最近的軌跡點并計算出跟蹤誤差e，然后將跟蹤誤差以及擴張狀態(tài)觀測器ESO反饋的信息作為線性二次型調(diào)節(jié)器的狀態(tài)變量X。通過設(shè)計合理的LQR閉環(huán)反饋控制器，可以保證設(shè)計系統(tǒng)具有足夠的相位裕度和幅值裕度。

如上圖，為這種自動駕駛卡車的橫向控制方法的流程示意圖，系統(tǒng)在初始化時會載入線性化的車輛動力學(xué)模型、線性二次型調(diào)節(jié)器的時變參數(shù)以及擴張狀態(tài)觀測器的參數(shù)。其次，需要輸入相應(yīng)的運動軌跡，并找到距離卡車最近的點，通過計算得到誤差狀態(tài)變量，即跟蹤誤差。

接著，根據(jù)卡車的狀態(tài)和上一時刻的控制輸入，通過擴張狀態(tài)觀測器得到卡車狀態(tài)的估計值和擾動的等效估計值。在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用卡車的線性化模型可以計算線性二次型調(diào)節(jié)器控制律。

最后，當利用擴張觀測器觀測獲得總體擾動補償后，將補償擾動的控制輸出做濾波、限幅處理，然后作為控制信號以固定頻率發(fā)送給卡車線控，此處的控制信號為方向盤指令。循環(huán)上述步驟，即可使得卡車的輸出跟期望的輸出一致，從而獲得更好的駕駛控制效果。

以上就是智加科技發(fā)明的卡車自動駕駛方案，該方案通過線性控制方法使得卡車駕駛操控算法具有較強的抗干擾性和魯棒性，同時根據(jù)估計得到的擾動大小進行補償，可以加強橫向控制的一致性，使得卡車的響應(yīng)更貼近設(shè)計指標，也提高了用戶乘坐的舒適性。

（holly）

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