【嘉勤點評】智加科技發明的卡車自動駕駛方案，透過線性控制方法使得卡車駕駛操控演算法具有較強的抗干擾性和魯棒性，同時根據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，使得卡車的響應更貼近設計指標，也提高了使用者乘坐的舒適性。
集微網訊息，智加科技近日宣佈與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境，降低響應延遲，並藉助Aeva獨有的實時速度資訊應對安全隱患和極端道路場景。
為何卡車的自動駕駛技術比其他車型更加複雜呢？這是由卡車的結構所決定，如上圖所示，卡車的結構分為牽引車和掛車兩部分，其中，車後輪軸中心為牽引車的質點，掛車後輪軸中心為掛車的質點。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，而由於卡車的結構並非統一的整體（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複雜且要求更高。
卡車在車道內行駛，除了需要將牽引車保持在車道內外，還需要將掛車保持在車道內。由於卡車空載、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，例如對方向盤轉角、轉向角速度控制不當，就會出現卡車在直線車道行駛過程中的甩掛現象，還可能在過彎行駛過程中發生刮碰。
在現有的方案中，卡車的高階自動駕駛技術往往都難以對卡車進行精確建模，對於不同質量質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，如風速、路面情況等等，都是外部對於車輛控制系統的擾動，影響控制的效能，甚至使系統不穩定，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、系統及儲存介質”的技術方案（申請號：201911328780。1），申請人為蘇州智加科技有限公司。
根據該專利目前公開的技術方案，讓我們一起來看看這項技術方案吧。
如上圖，為該專利中發明的自動駕駛卡車的橫向控制方法的原理示意圖，該方法的演算法主要由擴張狀態觀測器ESO和LQR控制器兩個部分組成。擴張狀態觀測器透過控制訊號和車輛的測量訊號，反饋可以直接測量狀態量，並且估算難以測量的狀態量和擾動，然後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後，找到距離卡車最近的軌跡點並計算出跟蹤誤差e，然後將跟蹤誤差以及擴張狀態觀測器ESO反饋的資訊作為線性二次型調節器的狀態變數X。透過設計合理的LQR閉環反饋控制器，可以保證設計系統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，系統在初始化時會載入線性化的車輛動力學模型、線性二次型調節器的時變引數以及擴張狀態觀測器的引數。其次，需要輸入相應的運動軌跡，並找到距離卡車最近的點，透過計算得到誤差狀態變數，即跟蹤誤差。
接著，根據卡車的狀態和上一時刻的控制輸入，透過擴張狀態觀測器得到卡車狀態的估計值和擾動的等效估計值。在這些資料的基礎上，利用卡車的線性化模型可以計算線性二次型調節器控制律。
最後，當利用擴張觀測器觀測獲得總體擾動補償後，將補償擾動的控制輸出做濾波、限幅處理，然後作為控制訊號以固定頻率傳送給卡車線控，此處的控制訊號為方向盤指令。迴圈上述步驟，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明的卡車自動駕駛方案，該方案透過線性控制方法使得卡車駕駛操控演算法具有較強的抗干擾性和魯棒性，同時根據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，使得卡車的響應更貼近設計指標，也提高了使用者乘坐的舒適性。
（校對/holly）
