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技术巡猎 比亚迪 车道居中控制的方法、装置、车辆及介质。LCC,大家的注意力

技术巡猎 比亚迪 车道居中控制的方法、装置、车辆及介质。LCC,大家的注意力一般会放在“能不能识别车道线”“摄像头清不清楚”“算法聪不聪明”这些前端问题,可是在车上决定体验是不是顺手的,往往是后半段:车知道自己偏了之后,方向盘到底该怎么做修正?说实话啊,我自己最讨厌的,就是“抢方向盘”感觉。

这份专利做的,就是解决这个问题。系统先拿两个最核心的量:一个是车辆相对当前道路轨迹的横向偏差,一个是航向角偏差。横向偏差很好理解,就是车偏离车道中心线多远。航向角偏差也不复杂,就是车头指向和理想行驶方向差了多少。然后再叠加几个车本身和路本身的参数,比如轴距、车速、道路曲率,最后直接算出一个目标方向盘转角,让EPS去执行。

看起来简单?问题往往出在控制器。传统做法里,大家很熟悉PI、PID这类控制。工业界用了很多年,但它有个很现实的问题:很吃标定。参数调得巧妙,体验就还不错;参数调得一般,就非常难评了。而且车型一变、轴距一变、转向手感一变、轮胎特性一变,很多东西都得重新调整。另一条路是MPC,也就是模型预测控制。这东西确实高级,一定程度上能预测未来、可以加约束、甚至算得更全面,但代价也摆在那里:计算更吃算力,求解也更复杂,对硬件资源和工程实现要求也很高。

比亚迪这份专利,选的是一条很务实的路。它并不准备把控制器往“更复杂、更炫”的方向去堆,而是基于车辆运动学偏差模型,用反步法一层一层往下推进:先找出让横向偏差收敛的目标航向角偏差,再进一步推出让航向角偏差也收敛的目标方向盘转角。中间用李雅普诺夫稳定性方法来保证整个控制过程是收敛的。

讲人话啊,就是说,不凭经验拍脑袋去“调一个差不多能用的方向盘修正量”,而是先把车偏离车道这件事拆开,看清楚车是“横着偏了多少”和“头朝歪了多少”,再按逻辑一层层把纠偏动作推出来,最后得到一个更直接的转向指令。

好处很明确。

第一,是轻算力。这套方法不需要像MPC那样不断滚动预测、反复求解,算力压力会小很多。对量产车来说,一台车不是只跑一个LCC控制器,前面还有感知、规划、决策,旁边还有制动、转向、车身稳定等一堆系统抢资源。横向控制能轻一点,整车集成就好做一点。

第二,是稳定。专利里给了仿真和实车结果。按说明书描述,车辆整体航向角偏差大多数落在±2°范围内,横向偏差整体不超过车道中心线±5cm,而且大多数点集中在±1cm附近。方向盘控制量大多数点在左右2°范围内,目标就是避免LCC开启后方向盘“打手”“乱扭”这类很掉体验的现象。

第三,是容易落地。专利里用到的关键参数并不夸张:轴距、合速度、纵向速度、道路曲率,再加两个横向控制参数。 这意味着它对整车平台的适配性会比较强,至少从专利思路上看,它更像一个适合规模化上车的控制框架,而不是实验室里追求理论最优的方案。

当然了,它解决的是LCC里的“控制”问题,不是整个LCC系统的全部问题。前端感知如果糊了,车道线识别不准,曲率估算有噪声,或者雨夜逆光下车道边界本来就糊,这个控制器再漂亮,也只能接住一个质量一般的输入。再往深一点说,这套方法本质上还是偏运动学建模,更适合常规道路、常规车速下的车道居中。到了低附着、高速大曲率、横风扰动这些更复杂的场景,整车通常还得叠加更多动力学层面的约束和上层策略,不可能只靠一个简洁公式打天下。

但这不影响它的价值。LCC最核心、也最容易被忽视的一环,更为工程化了。