路径计算模块、以及相关联的路径控制设备和方法
1.本发明涉及一种用于机动车辆的路径控制设备。
2.本发明更具体地涉及一种用于在路径改变期间(例如在变道期间)对机动车辆的路径进行实时控制的设备，涉及一种结合到该设备中的路径计算模块，并且涉及一种用于实施这种设备的方法。
3.一些机动车辆可以配备有路径控制设备，这些路径控制设备被设计的方式为使得它们可以辅助驾驶员将车辆保持在其正在行驶的车道上，尤其是将车辆保持在车道的中心。将驾驶完全委托给车辆的自动驾驶车辆也可以配备这种设备。这种设备通过修改车辆转向车轮的转向角来作用于车辆的方向。
4.这种设备还可以使得在车辆的驾驶员例如致动转向信号灯并修改方向盘的位置时车辆可以半自主地变道，或者自主地变道，变道时刻由设备确定。
5.图1展示了应用于由发动机驱动的前轮驱动机动车辆1的实时路径控制设备disp，该前轮驱动机动车辆包括两个转向车轮，优选地是车辆的前轮，这些前轮由受控制信号u控制的致动器控制。
6.在下文中，算子表示时间导数x。
7.车辆1进一步包括旨在测量车辆的行驶参数(比如实际纵向速度v、前轮的转向角δ、车辆的横摆角速度或方向角)的传感器。
8.该车辆可以进一步配备有结合了光学相机和雷达的特性的racam设备，使得可以以多项式y(x)的形式提供车辆行车道的方向线的模型，或者配备有光学相机从而使得可以确定多项式y(x)。
9.车辆1配备有车载计算机，该车载计算机包括控制器设备2，该控制器设备用于生成控制信号ust以便使车辆的物理状态向量ξ符合设定点状态向量ξ*，以确保车辆1遵循期望路径。
10.该机载计算机进一步包括用于实时生成路径遵循估计状态向量的观测器3。该状态向量是针对车辆的速度v、基于命令ust和与车辆1的路径遵循物理状态向量ξ相关的状态向量的测量向量η来估计的。
11.观测器设备3的目的是实时生成估计状态向量该估计状态向量尽可能接近地表示有效状态向量ξ，并且实施被称为自行车模型的车辆模型。
12.该车载计算机进一步包括预测器模块4，该预测器模块将取决于弯道的曲率γff的第二转向命令uff与由设备2产生的第一转向命令ust相加以补偿该弯道。
13.第二转向命令uff使得车辆1可以通过曲率为γff的弯道。将第二命令与命令信号ust相加以使控制器设备2控制车辆1的路径，使得车辆1遵循笔直的路线。
14.因此，命令信号u等于第一命令ust和第二命令uff的总和。
15.设备2、观测器3和模块4形成了具有设定点状态向量ξ*作为设定点的闭合控制环路br。
16.车辆的物理状态向量ξ等于：
[0017][0018]
其中，ψ是车辆轴线与参考路径的切线之间的相对航向角，是车辆偏离该车辆的理想路径的横向速度，yl是车辆的重心与车辆的车道的中心和车辆的前方路径的切线之间的横向偏差，是转向角的变化，并且∫-yl表示横向位置的积分。
[0019]
设定点状态向量ξ*等于：
[0020][0021]
并且估计状态向量等于：
[0022][0023]
向量ξ是部分未知的，因为车辆1的内部状态不是完全可访问的。
[0024]
观测器3估计车辆偏离理想车辆路径的横向速度以及转向角的变化测量五个状态变量。
[0025]
当前测量向量η包含五个分量：
[0026][0027]
横摆角速率是由横摆角速度传感器测量的。
[0028]
在变道期间，修改设定点状态向量ξ*，使得设备disp控制车辆1，以便使车辆以使车辆的乘客舒适的方式漂移到与车辆正在其上移动的行车道相邻的行车道的中心。
[0029]
在变道期间，例如在出现障碍物之后，驾驶员或设备可以决定中断机动动作并控
制车辆，以使其返回到起始车道的中心。
[0030]
将车辆带回起始车道的中心的一种j9九游会真人的解决方案包括注入空设定点状态向量作为闭合控制环路的输入。
[0031]
然而，控制环路br的设定点的跳跃、控制器设备2寻求遵循设定点状态向量以变道的动态原理、以及车辆与第一行车道之间存在的偏差可能导致车辆以令乘客不舒适的方式返回第一行车道的中心。
[0032]
可以参考文献us20180348767，其披露了一种用于变道的设备，该设备实施通过贝塞尔曲线对路径进行建模的路径控制器。
[0033]
车道变向期间的路径取决于车辆的速度曲线，路径的确定实施了需要大量计算手段的最优计算。
[0034]
另外，如果所确定的路径与车辆的环境不相符，则重新计算最优路径。
[0035]
此外，该设备并未披露放弃变道的策略。
[0036]
可以另外参考d korzeniowski和g的名称为“m
é
thode deplanification d'une trajectoire de r
éfé
rence avec une courbe de b
é
zier lorsd'unede changement de voie[method for planning a reference pathwith a b
é
zier curve during a maneuver for changing lane(在变道机动动作期间利用贝塞尔曲线规划参考路径的方法)]”的文献，该文献提出了一种实施两条对称的贝塞尔曲线的变道方法，这些贝塞尔曲线限定了用于变道到位于车辆两侧的两条相邻行车道上的路径。
[0037]
因为这两条曲线是对称的并且相互关联，所以有必要确保这两条曲线之间的连续性。
[0038]
此外，有必要基于贝塞尔曲线计算若干路径，以便确定最优变道路径。
[0039]
所提出的方法需要大量的计算手段来确保贝塞尔曲线的连续性和确定最优变道路径。
[0040]
此外，该设备并未披露放弃变道的策略。
[0041]
文献wo2019/059829披露了一种用于确定变道的方法，该方法实施由用于变道的系统基于由驾驶员引入的路径和由该系统而确定的变道路径。
[0042]
变道是由驾驶员的干预触发的。
[0043]
然而，这种方法需要驾驶员的干预，并且没有提出放弃变道的策略。
[0044]
文献us 9,796,421披露了一种用于机动车辆的横向控制设备，但未披露变道方法。
[0045]
该设备也没有披露放弃变道的策略。
[0046]
(未公开)文献fr 2004667披露了一种用于机动车辆的路径控制设备。
[0047]
第一贝塞尔曲线对用于使车辆变道的路径进行建模。
[0048]
当放弃变道的机动动作时，该设备基于第一贝塞尔曲线的参数和放弃机动动作的时刻来确定对车辆到行车道中心的返回路径进行建模的第二贝塞尔曲线。
[0049]
然而，值得注意的是，该返回路径会导致车辆产生较大的横向移动，这可能会令乘客感到不舒适。
[0050]
因此，提出减轻根据现有技术的变道设备的全部或部分缺点，特别是通过提出一种路径控制设备，该路径控制设备确定使乘客舒适的、车辆到车辆正在其上移动的行车道
的中心的返回路径。
[0051]
鉴于以上内容，本发明的一个主题是一种用于机动车辆的路径控制方法，该方法包括：
[0052]
在变道期间基于第一设定点状态向量来控制该车辆，使得在第一行车道上行驶的该车辆在预定持续时间期间漂移到第二行车道，该车辆在该变道期间的路径通过第一贝塞尔曲线来建模，该第一贝塞尔曲线将离散化参数的值与该车辆相对于行车道的中心的第一横向偏差的值和代表路径变化演变的时间变量的值进行关联；
[0053]
当放弃该变道时，基于第二设定点状态向量来控制该车辆，使得在该第一行车道上行驶的该车辆漂移到所述第一车道的中心，该车辆到该第一行车道的中心的返回路径通过第二贝塞尔曲线来建模，该第二贝塞尔曲线基于该时间变量在放弃该变道的时刻的值、通过该第一贝塞尔曲线与所述值相关联的横向偏差的值、以及该第一贝塞尔曲线的参数来参数化。
[0054]
该第二贝塞尔曲线进一步基于用于从该第一车道变道到该第二车道的该路径在放弃该变道的时刻的横向位置和横向速度来参数化。
[0055]
根据一个特征，当放弃该变道时通过第二贝塞尔曲线对该车辆到该第一行车道的中心的该返回路径进行建模包括确定该第二贝塞尔曲线的至少四个控制点，每个控制点由该时间变量值的值和横向偏差值来标识，
[0056]
第一控制点的时间变量的值为零，并且该第一控制点的横向偏差值等于通过该第一贝塞尔曲线与放弃该变道的时刻相关联的该横向偏差值，
[0057]
第二控制点的时间变量的值是基于该第一贝塞尔曲线的控制点的时间变量的值和放弃该变道的时刻来确定的，并且该第二控制点的横向偏差值是基于该第一贝塞尔曲线的控制点的时间变量的值、该变道路径在放弃该变道的时刻的横向位置和横向速度来确定的，并且
[0058]
第三控制点和第四控制点被确定为使得该车辆进行的变道的持续时间与该车辆返回该第一行车道的持续时间的总和等于该预定值持续时间。
[0059]
有利地，该第三控制点的时间变量的值等于该第二贝塞尔曲线的第二控制点和第四控制点的时间变量的平均值。
[0060]
优选地，该第二控制点的时间变量的最大值低于或等于控制阈值，使得该车辆不会越过将该第一行车道和该第二行车道分开的中心线。
[0061]
有利地，该控制阈值是基于该车辆的行车道的宽度、该车辆的宽度以及调整阈值来确定的。
[0062]
本发明的另一个主题是一种用于机动车辆的路径计算模块，该模块包括：
[0063]
用于将第一设定点状态向量作为输入传输到路径控制设备的闭合控制环路的装置，该环路被配置为控制该机动车辆以使得在第一行车道上行驶的该车辆在预定持续时间内漂移到第二行车道，此路径通过第一贝塞尔曲线来建模，该第一贝塞尔曲线将离散化参数的值与该车辆相对于该车辆正在其上移动的行车道的中心的横向偏差的值和代表路径变化演变的时间变量的值进行关联，该向量是基于该横向偏差、该时间变量和该离散化参数来确定的，
[0064]
用于当放弃该变道时由第二贝塞尔曲线基于该时间变量在放弃该变道的时刻的
值、通过该第一贝塞尔曲线与所述值相关联的该横向偏差的值、和该第一贝塞尔曲线的参数对该车辆到该第一行车道的中心的返回路径进行建模的装置，
[0065]
用于确定该路径控制设备的闭合控制环路的第二设定点状态向量以使得该车辆返回到该第一车道的中心行驶的装置，以及
[0066]
用于将该第二设定点状态向量作为输入传输到该环路的装置。
[0067]
该第二贝塞尔曲线进一步基于用于从该第一车道变道到该第二车道的该路径在放弃该变道的时刻的横向位置和横向速度来参数化。
[0068]
根据一个特征，该第二贝塞尔曲线由至少四个控制点来参数化，每个控制点由该时间变量的值和横向偏差值来标识，并且该用于在放弃该变道时对该车辆到该第一行车道的中心的返回路径进行建模的装置被配置为确定这四个控制点，使得：
[0069]
第一控制点的时间变量的值为零，并且该第一控制点的横向偏差值等于通过该第一贝塞尔曲线与放弃该变道的时刻相关联的该横向偏差值，
[0070]
第二控制点的时间变量的值是基于该第一贝塞尔曲线的控制点的值和放弃该变道的时刻来确定的，并且该第二控制点的横向偏差值是基于该第一贝塞尔曲线的控制点的时间变量的值、该变道路径在放弃该变道的时刻的横向位置和横向速度来确定的，并且
[0071]
第三控制点和第四控制点被确定为使得该车辆进行的变道的持续时间与该车辆返回该第一行车道的持续时间的总和等于该预定值持续时间。
[0072]
优选地，该第三控制点的时间变量的值等于该第二贝塞尔曲线的第二控制点和第四控制点的时间变量的平均值。
[0073]
有利地，该用于对返回路径进行建模的装置进一步被配置为：确定控制阈值，使得该车辆不会越过将该第一行车道和该第二行车道分开的中心线；并且使该第二控制点的时间变量的值饱和，使得所述变量的最大值低于或等于该控制阈值。
[0074]
优选地，该用于对返回路径进行建模的装置被配置为基于该车辆的行车道的宽度、该车辆的宽度以及调整阈值来确定该控制阈值。
[0075]
根据又另一个方面，本发明的另一个主题是一种路径控制设备，该路径控制设备包括如上所述的路径计算模块、以及闭合控制环路，该闭合控制环路被配置为相继接收由该路径计算模块传输的第一设定点状态向量和第二设定点状态向量作为设定点，该控制环路进一步被配置为控制该机动车辆，使得该机动车辆遵循通过第一贝塞尔曲线和第二贝塞尔曲线建模的路径。
[0076]
通过阅读仅借助非限制性示例并且参考附图所给出的以下描述，本发明的其他目的、特征以及优点将变得清楚，在附图中：
[0077]
已经提到的[图1]示意性地展示了根据现有技术的车辆的实时路径控制设备；
[0078]
[图2]示意性地展示了根据本发明的车辆的路径控制设备的一个实施例；
[0079]
[图3]
[0080]
以及
[0081]
[图4]展示了对根据本发明的车辆1的返回路径进行建模的一个示例；
[0082]
[图5]展示了根据本发明的车辆的路径控制设备的一种实施方式；以及
[0083]
[图6]示出了在根据本发明的控制设备的动作之后设定点横向偏差、横向偏差、以及车轮角度随时间的演变。
[0084]
图2示意性地示出了根据本发明的一个方面的车辆1的用于控制路径的设备5的一个实施例。设备5的与构成图1的设备disp的元件相同的元件具有相同的附图标记。
[0085]
设备5包括闭合控制环路br，该闭合控制环路包括用于生成控制信号ust的控制器设备2、用于基于当前测量向量η来实时生成车辆的笔直车道遵循估计状态向量的观测器3、以及所谓的“前馈”控制预测器模块4，该“前馈”控制预测器模块添加根据所述弯道的曲率、车辆的速度及其参数进行转弯所需的方向盘角度值以生成第二转向命令uff。
[0086]
命令ust等于用于笔直路径遵循角度δ
rect
的值。
[0087]
设备5进一步包括路径控制模块6，该路径控制模块包括用于在变道期间确定第一设定点状态向量ξ*以及当放弃变道时确定第二设定点状态向量以使车辆返回初始行车道的装置。
[0088]
计算模块6包括用于将第一设定点状态向量ξ*和第二设定点状态向量作为输入传输到路径控制设备5的控制环路br使得在第一行车道vc1上行驶的车辆1在预定持续时间tp内漂移到第二行车道vc2并返回第一车道vc1的装置，该预定持续时间最初被预计为变道的持续时间。
[0089]
用于从第一行车道(初始车道)vc1变换到第二行车道vc2的路径traj1通过第一贝塞尔曲线c1来建模，该第一贝塞尔曲线将第一参数s的值与车辆1相对于车辆1正在其上移动的行车道的中心的横向偏差yl的值和代表路径变化演变的时间变量x的值进行关联。
[0090]
第一设定点状态向量ξ*是基于横向偏差yl、时间变量x和第一参数s来确定的。
[0091]
计算模块6进一步包括用于当在标记为p
abort
的点处放弃变道时通过第二贝塞尔曲线c2基于时间变量x在放弃变道的时刻的值x
abort
、通过第一贝塞尔曲线p1与所述值x
abort
相关联的横向偏差的值yl
abort
、和第一贝塞尔曲线p1的参数对车辆到第一行车道vc1的中心的返回路径traj2进行建模的装置，点p
abort
由值x
abort
和yl
abort
来定义。
[0092]
第二贝塞尔曲线c2将第一参数s的值与车辆1相对于行车道的中心的第二横向偏差yl2的值和时间变量x的值进行关联。
[0093]
车辆1进行变道直到时间变量x的值x
abort
的持续时间标记为tc，并且车辆1从时间变量x的值x
abort
开始返回到车道vc1的中心的持续时间标记为tr，这两个持续时间的总和等于持续时间tp。
[0094]
模块6包括光学采集装置7，该光学采集装置包括例如光学相机。
[0095]
图3和图4展示了通过模块6对车辆1在宽度为l1的第一行车道vc1的中心δ1行驶并且漂移到与第一车道vc1相邻的第二行车道vc2的中心δ2的路径traj1、以及车辆1的使车辆1从点p
abort
回到第一车道vc1的中心δ1的路径traj2进行建模的一个示例，第一行车道vc1和第二行车道vc2由中心线lc分开。
[0096]
虽然在该示例中车辆1在行驶方向上向其左侧漂移，但是作为变体，当车辆在第二行车道vc2上行驶或者实际上在左行驶模式下行驶时，车辆1可以向其右侧漂移。
[0097]
第一行车道的宽度l1由光学采集装置7确定。
[0098]
车辆1具有宽度w。
[0099]
曲线traj1表示车辆1从第一行车道vc1进入第二车道vc2的路径。
[0100]
与车道vc1关联的参考系标记为r(o，x，y)，其原点o位于车辆1开始漂移之前的车
道vc1的中心δ1，x根据车辆1的移动方向定向，并且y被布置为使得参考系r正交。
[0101]
车辆1的路径被确定为直线，预测器模块4基于道路的曲率γff、车辆的速度v、以及车辆1的特性(尤其是车辆的质量和轮胎的刚度)来确定第二转向命令uff。
[0102]
在变道机动动作期间，在点p
abort
处，放弃变道机动动作，点p
abort
在参考系r中具有(x
abort
；yl
abort
)作为坐标。
[0103]
从点p
abort
开始，设备5控制车辆1，使得其遵循返回路径traj2。
[0104]
更具体地参考图4，其展示了在参考系r(o，x，y)中分别通过贝塞尔曲线c1和c2对路径traj1和traj2进行建模的一个示例。
[0105]
假设第一贝塞尔曲线c1包括四个控制点p0、p1、p2和p3，这些控制点各自的坐标为(p
0x
；p
0y
)、(p
1x
；p
1y
)、(p
2x
；p
2y
)和(p
3x
；p
3y
)，并具有以下等式：
[0106]
p(s)＝p0(1-s)3 3p1s(1-s)2 3p2s2(1-s) p3s3ꢀꢀ
(5)
[0107]
其中，s在0至1之间变化。
[0108]
假设横轴x表示时间变量x，该时间变量代表路径变化随时间的演变，并且纵轴y表示车辆1相对于车道vc1的参考系r(o，x，y)的横向位置yl。
[0109]
预定持续时间tp等于值p
3x
。
[0110]
车辆1在第一车道vc1的中心c1与最终位置yl
fin
之间移动，该中心对应于初始横向位置yl
ini
，该初始横向位置由布置在中心c1的控制点p0的坐标限定，该最终位置由布置在中心c2的控制点p3的坐标限定。
[0111]
获得以下等式：
[0112][0113]
作为变体，贝塞尔曲线可以包括多于四个控制点，以提高路径traj1的建模精度。
[0114]
通过引入从0到n变化的变量i来使等式(6)离散化，对于每个时刻xi，等式(6)等于：
[0115][0116]
第二贝塞尔曲线c2包括四个控制点，即第一控制点p
abort
、第二控制点p4、第三控制点p5和第四控制点p6，使得：
[0117]
p
abort x
＝0
ꢀꢀ
(8)
[0118]
p
abort y
＝yl
abort
ꢀꢀ
(9)
[0119]
以便确保第一贝塞尔曲线c1与第二贝塞尔曲线c2之间的连续性；
[0120]
p
4x
＝p
2x-x
abort
ꢀꢀ
(10)
[0121][0122]
以便通过最小化当车辆1返回到所述第一车道的中心时的横向偏差来确保当从用于变道的路径traj1切换到用于返回到第一行车道vc1的中心δ1的路径traj2时车辆的横向速度的连续性，其中，为在放弃变道的时刻(x＝x
abort
)的横向速度；
[0123][0124]
p
6x
＝p
3x-x
abort
ꢀꢀ
(13)
[0125]
使得车辆1进行变道的持续时间tc和车辆返回到第一行车道vc1的持续时间tr等于预定持续时间tp，并且因此机动动作不会持续比最初预期的更长的时间。
[0126]
令
[0127]
p
5y
＝ 0
ꢀꢀ
(14)；
[0128]
p
6y
＝ 0
ꢀꢀ
(15)
[0129]
对应于车道vc1的中心δ1的坐标。
[0130]
使得车辆1的车轮不会越过中心线lc，p
4y
的最大值低于或等于控制阈值sc，该控制阈值取决于当放弃变道时车辆1正在其上行驶的行车道。
[0131]
当车辆在放弃变道时在行驶方向上向其左侧漂移时，例如当车辆1在放弃变道时正在第一行车道vc1上行驶时，以米表示的控制阈值sc等于：
[0132][0133]
其中，sa是调整阈值，其使得可以例如凭经验调整车辆1的车轮相对于中心线lc的位置，第一行车道的宽度l1和车辆1的宽度w以米表示。阈值sa可以为零。
[0134]
当车辆在放弃变道时在行驶方向上向其右侧漂移时，例如当车辆1在放弃变道时正在第二行车道vc2上行驶时，控制阈值sc等于：
[0135][0136]
值得注意的是，根据车辆1是按照车辆1的行驶方向向左还是向右漂移，在等式(16)和(17)中，宽度l1、宽度w和阈值sa前面的符号是相反的。
[0137]
与第一曲线c1类似，第二贝塞尔曲线c2具有以下等式：
[0138][0139]
对于每个时刻xi，变量i从0到n变化。
[0140]
模块6包括用于对路径traj2进行建模的装置，该装置包括例如基于等式(8)至(15)来确定第二曲线c2的等式(18)的处理单元ut，该处理单元ut根据等式(16)和(17)来确定控制阈值sc，并使第二控制点p4的时间变量p
4y
的值饱和，从而使得所述变量的最大值低于或等于控制阈值sc。
[0141]
此外，处理单元ut实施第一曲线c1的等式(7)和第二曲线c2的等式(17)。
[0142]
第一参数s包括si的所有离散化参数，i从1到n变化，n为整数。
[0143]
数字n被选择为使得其足够大以基于曲线c1和c2获得车辆1的不会过度地离散化的路径，从而不会减慢控制环路br并且不会有损于乘客的舒适性；并且使得该数字不会过高，以便使处理单元ut的计算负载最小化。
[0144]
n例如等于50，曲线c1和c2被离散为50个点。
[0145]
当然，n的值可以不同于50。
[0146]
n的值可以被选择为不会使路径过度地离散，n的值例如大于30。
[0147]
此外，n的值可以被选择为不会使处理单元ut过载，n的值例如小于100。
[0148]
模块6进一步包括时间计数器cp，模块6在变道期间触发计数器cp，并且当计数器达到的值大于或等于时间变量x的与第一贝塞尔曲线c1的控制点p3相关联的值(包括时间变量的最大值p
3x
)时停止计数器，在触发与停止计数器cp之间所经过的持续时间等于预定
持续时间tp。
[0149]
计数器cp以周期tn操作。
[0150]
根据模块6和环路br的操作频率选择周期tn。
[0151]
周期tn例如等于10ms。
[0152]
图5展示了用于在变道期间进行路径控制的设备5的实施方式的一个示例。
[0153]
假设等式(7)以及控制点p0、p1、p2和p3存储在模块6的存储器mem中。
[0154]
在接下来的步骤10期间，发起变道。
[0155]
然后，在步骤11中，模块6触发计数器cp。
[0156]
对于计数器的每个增量tn，模块6基于横向偏差yli、时间变量xi和离散化参数si来确定设定点状态向量ξ*。
[0157]
设定点状态向量ξ*包括设定点值，这些设定点值包括设定点横摆角速度设定点航向角ψ
ref
和设定点横向速度和设定点横向偏差yl
ref
。
[0158]
设定点转向角δref、转向角的变化和设定点横向位置的积分∫-ylref等于零。
[0159]
两个连续的增量由持续时间tn分开。
[0160]
模块6确定离散化参数si的值，使得时间计数器cp的每个增量tn都在两个连续的时间变量xi与x
i 1
之间。
[0161]
然后模块6基于离散化参数si的值确定两个连续的横向yli和yl
i 1
。
[0162]
模块6通过对这两个连续的横向偏差yli与yl
i 1
进行插值来确定中间第二横向偏差yl1。
[0163]
然后模块6根据以下等式确定设定点值：
[0164][0165][0166]
其中，v是车辆1的纵向速度，并且a
lat
是路径的瞬时横向加速度并且其等于：
[0167][0168]
以及
[0169][0170]
设定点横向偏差yl
ref
等于：
[0171][0172]
在可选步骤12期间，当模块6包括用于确定校正曲率半径ρ
salc
的装置时，模块6基于车辆的瞬时横向加速度a
lat
、横向速度以及纵向速度v根据以下等式来确定校正曲率半径：
[0173]
[0174]
校正曲率半径ρ
salc
的值被传输到预测器模块4并且被添加到第二命令uff以使得可以提高路径遵循的动态性。
[0175]
如果没有发出放弃变道的命令(步骤13)并且如果变道尚未完成(步骤14)，则该方法进行到步骤11。
[0176]
如果没有发出放弃变道的命令(步骤13)并且变道已经完成(步骤14)，则该方法进行到步骤10。
[0177]
当放弃变道时(步骤13)，在接下来的步骤15期间，模块6对车辆1到第一行车道vc1的中心的返回路径traj2进行建模。该建模是借助于第二贝塞尔曲线c2通过确定如前所述的四个控制点p
abort
、p4、p5和p6来进行的。
[0178]
通过等式(19)使用两个连续的横向偏差yli和yl
i 1
来近似放弃变道的时刻的横向速度这两个横向偏差的时间值xi和x
i 1
最接近放弃变道的时刻x
abort
。
[0179]
然后，在步骤16期间，对于计数器cp的每个tn，模块6确定第二状态向量该第二状态向量包括第二设定点值，这些第二设定点值包括第二设定点横摆角速度第二设定点航向角ψ2、和第二设定点横向速度以及第二设定点横向偏差yl2
ref
。
[0180]
剩余的第二设定点值等于零。
[0181]
模块6确定离散化参数si的值，使得时间计数器cp的每个增量tn都在两个连续的时间变量xi与x
i 1
之间。
[0182]
然后模块6基于离散化参数si的值确定两个连续的横向偏差yl2i和yl2
i 1
。
[0183]
模块6根据以下等式确定设定点值：
[0184][0185][0186]
其中，a
lat2
是路径的第二瞬时横向加速度，其等于：
[0187][0188]
以及
[0189][0190]
第二设定点横向偏差yl2
ref
等于第一行车道vc1的中心的横向位置。
[0191]
在可选步骤17期间，模块6可以基于车辆的瞬时横向加速度a
lat
、第二横向速度以及纵向速度v根据以下等式来确定校正曲率半径ρ
salc
：
[0192][0193]
校正曲率半径ρ
salc
的值被传输到预测器模块4并且被添加到第二命令uff以使得可以提高路径遵循的动态性。
[0194]
只要车辆1不在行车道vc1的中心行驶且计数器cp达到的值不大于控制点p3的值p
3x
(步骤18)，该方法就进行到步骤16。
[0195]
当车辆例如处于行车道vc1的中心或者计数器cp达到的值大于或等于值p
3x
时(步
骤18)，用于返回行车道vc1的中心的机动动作完成。该方法进行到步骤10。
[0196]
作为变体，当横向偏差yl的绝对值低于阈值达预定持续时间时，用于返回行车道vc1的中心的机动动作完成。
[0197]
阈值例如等于10cm，并且预定持续时间例如等于2秒。
[0198]
如果车辆1在路径变化结束时没有完全与第一车道vc1的中心δ1对准，则控制环路br稍后将车辆1与中心δ1对准。
[0199]
作为变体，例如当车辆1正在其中移动的环境变得复杂时，如果在放弃变道时车辆1已经越过中心线lc(步骤13)，则设备5被停用并且驾驶员重新获得对车辆1的控制。
[0200]
图6示出了第二设定点横向偏差和车辆1相对于车辆1的行车道的中心的第二横向偏差随时间的演变，这些演变由现有技术中已知的路径控制设备确定(曲线c10和c11)，以及由设备5确定(曲线c20和c21)；以及配备有现有技术中已知的路径控制设备(曲线c12)和设备5(曲线c22)的车辆1在车辆1向右变道然后返回车辆1的行车道的中心期间的方向盘角度随时间的演变，车辆以90kph的速度v行驶。
[0201]
直到放弃换道的时刻(x
abort
)，表示第二设定点横向偏差的曲线c10和c20、表示车辆1相对于行车道的中心的第二横向偏差的曲线c11和c21、以及表示车辆1的方向盘角度的曲线(由现有技术中已知的路径控制设备和设备5确定)都是重叠的。
[0202]
从放弃变道机动动作的时刻x
abort
开始，曲线c20、c21和c22具有比曲线c10、c11和c12更小的幅度。
[0203]
值得注意的是，根据等式(11)、(16)和(17)对坐标p
4y
的定义使得可以在车辆1返回其行车道的中心的机动动作期间相对于配备有现有技术中已知的设备的车辆1的横向位置而言减小配备有设备5的车辆1的横向位置，从而显著提高车辆1的乘客的舒适度。