一种基于PID思想的路径跟踪方法、设备及介质与流程

一种基于pid思想的路径跟踪方法、设备及介质
技术领域
1.本技术涉及智能驾驶技术领域，具体涉及一种基于pid思想的路径跟踪方法、设备及介质。


背景技术：

2.纯跟踪算法是一种传统且经典的车辆横向运动控制算法，其基本思想是在每个控制周期，通过前方目标轨迹上的一个点，指导当前方向盘的动作，使车辆车产生向目标点的运动。纯跟踪算法能够实现无人车自动泊车或者位姿调整，由于其计算复杂度低、方法简单可靠，在机器人控制和智能驾驶领域有着很广泛的应用。
3.然而在跟踪曲线路径时，上述算法并未考虑车辆的稳态误差，容易在车辆转弯时出现内切，从而造成偏移初始规划路径的情况，影响车辆控制精度。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本技术提出了一种基于pid思想的路径跟踪方法，包括：
5.获取车辆对应的规划路径，按照预设的时间间隔，确定所述规划路径中所述车辆当前位置对应的目标路径点以及预瞄点；其中，所述规划路径由连续的多个路径点组成，所述目标路径点是沿所述规划路径的行进方向，距离所述车辆当前位置最近的路径点；
6.确定所述当前位置与所述目标路径点之间的距离差值，将所述距离差值作为所述车辆在当前时刻的当前跟踪误差；
7.沿所述车辆的车头方向作延长线，确定所述规划路径所述车辆在当前位置对应的预瞄点与所述延长线之间的距离，将所述距离作为所述车辆在当前时刻的当前预瞄误差；
8.基于pid思想，根据所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差，确定所述车辆的控制补偿值，并根据所述控制补偿值，对所述车辆所处位置进行补偿。
9.在本技术的一种实现方式中，根据所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差，确定所述车辆的控制补偿值之前，所述方法还包括：
10.确定所述车辆在第一历史时刻和第二历史时刻对应的第一跟踪误差和第二跟踪误差，并根据所述当前跟踪误差、所述第一跟踪误差和所述第二跟踪误差，计算所述车辆对应的累计跟踪误差和跟踪误差变化率；
11.确定所述车辆在所述第一历史时刻和所述第二历史时刻对应的第一预瞄误差和第二预瞄误差，并根据所述当前预瞄误差、所述第一预瞄误差和所述第二预瞄误差，计算所述车辆对应的预瞄误差变化率。
12.在本技术的一种实现方式中，基于pid思想，根据所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差，确定所述车辆的控制补偿值，具体包括：
13.获取预设的跟踪误差补偿系数、累计跟踪误差补偿系数、跟踪误差变化率补偿系数和预瞄误差变化率补偿系数；
14.通过以下公式，确定所述车辆的控制补偿值：
15.δ＝k*d+ki*err+kd*d
rate
+ke*e
rate
16.其中，δ表示控制补偿值，k表示跟踪误差补偿系数，ki表示累计跟踪误差补偿系数，kd表示跟踪变化率补偿系数，ke表示预瞄误差变化率补偿系数，d表示当期跟踪误差，err表示累计跟踪误差，d
rate
表示跟踪误差变化率，e
rate
表示预瞄误差变化率。
17.在本技术的一种实现方式中，根据所述当前跟踪误差、所述第一跟踪误差和所述第二跟踪误差，计算所述车辆对应的累计跟踪误差和跟踪误差变化率，具体包括：
18.对所述当前跟踪误差和所述第一跟踪误差作差，得到对应的第一跟踪误差差值，并对所述第一跟踪误差和所述第二跟踪误差作差，得到对应的第二跟踪误差差值；
19.将所述第一跟踪误差差值减去所述第二跟踪误差差值，得到所述车辆的跟踪误差变化率；
20.将所述当前跟踪误差、所述第一跟踪误差和所述第二跟踪误差进行加和，得到所述车辆的累计跟踪误差。
21.在本技术的一种实现方式中，根据所述当前预瞄误差、所述第一预瞄误差和所述第二预瞄误差，计算所述车辆对应的预瞄误差变化率，具体包括：
22.对所述当前预瞄误差和所述第一预瞄误差作差，得到对应的第一预瞄误差差值，并对所述第一预瞄误差和所述第二预瞄误差作差，得到对应的第二预瞄误差差值；
23.将所述第一预瞄误差差值减去所述第二预瞄误差差值，得到所述车辆的预瞄误差变化率。
24.在本技术的一种实现方式中，将所述距离作为所述车辆在当前时刻的当前预瞄误差之后，所述方法还包括：
25.确定所述车辆与所述规划路径之间的相对位置，根据所述相对位置，确定所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差对应的补偿类型；其中，所述补偿类型包括正向补偿和负向补偿；
26.若所述车辆位于所述规划路径的右侧，确定所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差对应的补偿类型为正向补偿，并确定所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差对应的符号为正；
27.若所述车辆位于所述规划路径的左侧，确定所述前跟踪误差和所述当前预瞄误差对应的补偿类型为负向补偿，并确定所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差对应的符号为负。
28.在本技术的一种实现方式中，根据所述控制补偿值，对所述车辆所处位置进行补偿，具体包括：
29.获取所述车辆的车辆参数信息，根据所述车辆参数信息和所述控制补偿值，确定所述车辆对应的车辆前轮转角；
30.根据所述车辆前轮转角，控制所述车辆进行转向，以使得所述车辆能够按照所述规划路径行进。
31.在本技术的一种实现方式中，所述车辆参数信息至少包括车辆轴距、所述车辆与所述预瞄点之间的夹角、车速、车辆速度系数和预瞄距离。
32.本技术实施例提供了一种基于pid思想的路径跟踪设备，其特征在于，所述设备包括：
33.至少一个处理器；
34.以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
35.其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
36.获取车辆对应的规划路径，按照预设的时间间隔，确定所述规划路径中所述车辆当前位置对应的目标路径点以及预瞄点；其中，所述规划路径由连续的多个路径点组成，所述目标路径点是沿所述规划路径的行进方向，距离所述车辆当前位置最近的路径点；
37.确定所述当前位置与所述目标路径点之间的距离差值，将所述距离差值作为所述车辆在当前时刻的当前跟踪误差；
38.沿所述车辆的车头方向作延长线，确定所述规划路径所述车辆在当前位置对应的预瞄点与所述延长线之间的距离，将所述距离作为所述车辆在当前时刻的当前预瞄误差；
39.基于pid思想，根据所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差，确定所述车辆的控制补偿值，并根据所述控制补偿值，对所述车辆所处位置进行补偿。
40.本技术实施例提供了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：
41.获取车辆对应的规划路径，按照预设的时间间隔，确定所述规划路径中所述车辆当前位置对应的目标路径点以及预瞄点；其中，所述规划路径由连续的多个路径点组成，所述目标路径点是沿所述规划路径的行进方向，距离所述车辆当前位置最近的路径点；
42.确定所述当前位置与所述目标路径点之间的距离差值，将所述距离差值作为所述车辆在当前时刻的当前跟踪误差；
43.沿所述车辆的车头方向作延长线，确定所述规划路径所述车辆在当前位置对应的预瞄点与所述延长线之间的距离，将所述距离作为所述车辆在当前时刻的当前预瞄误差；
44.基于pid思想，根据所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差，确定所述车辆的控制补偿值，并根据所述控制补偿值，对所述车辆所处位置进行补偿。
45.通过本技术提出的一种基于pid思想的路径跟踪方法能够带来如下有益效果：
46.通过pid算法的思想，根据连续时段内的跟踪误差和预瞄误差，计算车辆的控制补偿值，进而对车辆所处位置进行补偿，能够消除车辆当前位置与规划路径之间的距离误差，使得车辆能够更好地跟随规划路径行进，避免车辆转弯内切，同时消除车辆控制的稳态误差，提高车辆控制精度。
附图说明
47.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
48.图1为本技术实施例提供的一种基于pid思想的路径跟踪方法的流程示意图；
49.图2为本技术实施例提供的一种车辆路径示意图；
50.图3为本技术实施例提供的一种基于pid思想的路径跟踪设备的结构示意图。
具体实施方式
51.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及
相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。
52.以下结合附图，详细说明本技术各实施例提供的技术方案。
53.如图1所示，本技术实施例提供的一种基于pid思想的路径跟踪方法，包括：
54.s101：获取车辆对应的规划路径，按照预设的时间间隔，确定规划路径中车辆当前位置对应的目标路径点以及预瞄点；其中，规划路径由连续的多个路径点组成，目标路径点是沿规划路径的行进方向，距离车辆当前位置最近的路径点。
55.图2为本技术实施例提供的一种车辆路径示意图，如图2所示，自动驾驶车辆在行进之前会预先生成规划路径，并在行进过程中按照该规划路径行驶至目的地。但是在面对曲线路径时，由于不同道路的曲率可能会发生变化，这就使得车辆的实际行进路径(即图2中的补偿前路径)无法准确与规划路径相匹配，需要对车辆的稳态误差进行消除。
56.为消除车辆的稳态误差，需要获取车辆对应的规划路径，并按照预设的时间时间间隔，确定规划路径中车辆当前位置对应的目标路径点a以及预瞄点b。其中，规划路径由连续的多个路径点组成，目标路径点a是沿规划路径的行进方向距离车辆当前位置最近的路径点，预瞄点b指的是车辆为了抵消控制执行过程中的时延问题提前提前瞄准的点。
57.s102：确定当前位置与目标路径点之间的距离差值，将距离差值作为车辆在当前时刻的当前跟踪误差。
58.在确定出车辆当前位置对应的目标路径点a之后，需要确定出此时车辆与规划路径之间的距离偏差，即确定当前位置a'与目标路径点a之间的距离差值，将距离差值作为车辆在当前时刻的当前跟踪误差aa'。
59.由于车辆在行驶过程中如果存在道路曲率变化的情况，此时车辆的跟踪误差也会随之发生变化，那么还需考虑跟踪误差的变化率，以提高控制精度。变化率可通过历史时刻的车辆跟踪误差来确定。
60.具体地，确定车辆在第一历史时刻和第二历史时刻对应的第一跟踪误差和第二跟踪误差，并根据当前跟踪误差、第一跟踪误差和第二跟踪误差，计算车辆对应的累计跟踪误差和跟踪误差变化率。其中，第一历史时刻指的是当前时刻的上一时刻，第二历史时刻指的是上一时刻的上一时刻，通过连续性的误差分析，可以得到跟踪误差的变化率，从而在消除误差时，参考跟踪误差的变化趋势从而进行提前预测，防止出现车辆过冲的现象。
61.累计跟踪误差可通过当前跟踪误差、第一跟踪误差和第二跟踪误差跟踪误差加和得到，用于抵消车辆控制的稳态误差。而跟踪误差变化率可通过以下方式得到：对当前跟踪误差和第一跟踪误差作差，得到对应的第一跟踪误差差值，并对第一跟踪误差和第二跟踪误差作差，得到对应的第二跟踪误差差值。然后将第一跟踪误差差值减去第二跟踪误差差值，最终的差值便为车辆的跟踪误差变化率。
62.s103：沿车辆的车头方向作延长线，确定规划路径车辆在当前位置对应的预瞄点与延长线之间的距离，将距离作为车辆在当前时刻的当前预瞄误差。
63.在智能车辆行驶过程中，需要根据当前车辆的速度，求出一段预瞄距离，找到最近的匹配点以后，根据预瞄距离向前去找对应的预瞄点。因此，如果预瞄点存在一定偏差，也会使得跟踪规划路径出现误差，除上述跟踪误差之外，还需考虑车辆的预瞄误差。如图2所
示，沿车辆的车头方向作延长线，可确定规划路径车辆在当前位置c对应的预瞄点b与延长线之间的距离bb'，该距离便是车辆在当前时刻的当前预瞄误差。
64.同样，为提高车辆控制精度，也需考虑连续时间内预瞄误差的变化率。确定车辆在第一历史时刻和第二历史时刻对应的第一预瞄误差和第二预瞄误差，并根据当前预瞄误差、第一预瞄误差和第二预瞄误差，计算车辆对应的预瞄误差变化率。在计算预瞄误差变化率时，需对当前预瞄误差和第一预瞄误差作差，得到对应的第一预瞄误差差值，并对第一预瞄误差和第二预瞄误差作差，得到对应的第二预瞄误差差值。然后，将第一预瞄误差差值减去第二预瞄误差差值，便可得到车辆的预瞄误差变化率。
65.需要说明的是，预瞄误差和跟踪误差与车辆和规划路径之间的相对位置相关，根据该相对位置，可确定当前跟踪误差和当前预瞄误差对应的补偿类型。其中，补偿类型包括正向补偿和负向补偿。若车辆位于规划路径的右侧，则当前跟踪误差和当前预瞄误差对应的补偿类型为正向补偿，此时计算得到的当前跟踪误差和当前预瞄误差对应的符号为正。若车辆位于规划路径的左侧，则当前跟踪误差和当前预瞄误差对应的补偿类型为负向补偿，此时，当前跟踪误差和当前预瞄误差对应的符号为负。需要说明的是，正负只是为了区分补偿类型，并不是真正意义上的正和负。
66.s104：基于pid思想，根据当前跟踪误差和当前预瞄误差，确定车辆的控制补偿值，并根据控制补偿值，对车辆所处位置进行补偿。
67.pid思想指的是根据误差去改变控制量,从而达到缩小误差的效果，本技术基于pid思想，在得到车辆行驶过程中产生的跟踪误差和预瞄误差后，需要通过预设的算法，确定车辆的控制补偿值，并根据控制补偿值，对车辆所处位置进行补偿，以减小车辆行进过程中产生的误差，使其回归到规划路径继续前行。
68.首先，获取预设的跟踪误差补偿系数、累计跟踪误差补偿系数、跟踪误差变化率补偿系数和预瞄误差变化率补偿系数。
69.然后，通过以下公式，确定车辆的控制补偿值：
70.δ＝k*d+ki*err+kd*d
rate
+ke*e
rate
71.其中，δ表示控制补偿值，k表示跟踪误差补偿系数，ki表示累计跟踪误差补偿系数，kd表示跟踪变化率补偿系数，ke表示预瞄误差变化率补偿系数，d表示当期跟踪误差，err表示累计跟踪误差，d
rate
表示跟踪误差变化率，e
rate
表示预瞄误差变化率。
72.在得到控制补偿值后，需获取车辆的车辆参数信息，根据车辆参数信息和控制补偿值，确定车辆对应的车辆前轮转角。车辆参数信息至少包括车辆轴距、车辆与预瞄点之间的夹角、车速、车辆速度系数和预瞄距离。
73.其中，车辆前轮转角可通过以下公式得到：
[0074][0075]
其中，l为轴距，α为车身和预瞄点之间的夹角，v为当前车速，β为车辆速度的系数，ld为预瞄距离，δ为控制补偿值。
[0076]
根据计算得到的车辆前轮转角，能够控制车辆以该车辆前轮转角进行转向，从而通过补偿后的路径，使得车辆回归到预先规划的规划路径行进，避免转弯内切，同时能够消除车辆控制的稳态误差。
[0077]
以上为本技术提出的方法实施例。基于同样的思路，本技术的一些实施例还提供了上述方法对应的设备和非易失性计算机存储介质。
[0078]
图3为本技术实施例提供的一种基于pid思想的路径跟踪设备的结构示意图。如图3所示，包括：
[0079]
至少一个处理器；以及，
[0080]
至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0081]
存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：
[0082]
获取车辆对应的规划路径，按照预设的时间间隔，确定规划路径中车辆当前位置对应的目标路径点以及预瞄点；其中，规划路径由连续的多个路径点组成，目标路径点是沿规划路径的行进方向，距离车辆当前位置最近的路径点；
[0083]
确定当前位置与目标路径点之间的距离差值，将距离差值作为车辆在当前时刻的当前跟踪误差；
[0084]
沿车辆的车头方向作延长线，确定规划路径车辆在当前位置对应的预瞄点与延长线之间的距离，将距离作为车辆在当前时刻的当前预瞄误差；
[0085]
基于pid思想，根据当前跟踪误差和当前预瞄误差，确定车辆的控制补偿值，并根据控制补偿值，对车辆所处位置进行补偿。
[0086]
本技术实施例提供的一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：
[0087]
获取车辆对应的规划路径，按照预设的时间间隔，确定规划路径中车辆当前位置对应的目标路径点以及预瞄点；其中，规划路径由连续的多个路径点组成，目标路径点是沿规划路径的行进方向，距离车辆当前位置最近的路径点；
[0088]
确定当前位置与目标路径点之间的距离差值，将距离差值作为车辆在当前时刻的当前跟踪误差；
[0089]
沿车辆的车头方向作延长线，确定规划路径车辆在当前位置对应的预瞄点与延长线之间的距离，将距离作为车辆在当前时刻的当前预瞄误差；
[0090]
基于pid思想，根据当前跟踪误差和当前预瞄误差，确定车辆的控制补偿值，并根据控制补偿值，对车辆所处位置进行补偿。
[0091]
本技术中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备和介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0092]
本技术实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。
[0093]
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。
[0094]
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数据处理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数据处理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。
[0095]
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数据处理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。
[0096]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，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。
[0097]
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
[0098]
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
[0099]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
[0100]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0101]
以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种基于pid思想的路径跟踪方法，其特征在于，所述方法包括：获取车辆对应的规划路径，按照预设的时间间隔，确定所述规划路径中所述车辆当前位置对应的目标路径点以及预瞄点；其中，所述规划路径由连续的多个路径点组成，所述目标路径点是沿所述规划路径的行进方向，距离所述车辆当前位置最近的路径点；确定所述当前位置与所述目标路径点之间的距离差值，将所述距离差值作为所述车辆在当前时刻的当前跟踪误差；沿所述车辆的车头方向作延长线，确定所述规划路径所述车辆在当前位置对应的预瞄点与所述延长线之间的距离，将所述距离作为所述车辆在当前时刻的当前预瞄误差；基于pid思想，根据所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差，确定所述车辆的控制补偿值，并根据所述控制补偿值，对所述车辆所处位置进行补偿。2.根据权利要求1所述的一种基于pid思想的路径跟踪方法，其特征在于，根据所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差，确定所述车辆的控制补偿值之前，所述方法还包括：确定所述车辆在第一历史时刻和第二历史时刻对应的第一跟踪误差和第二跟踪误差，并根据所述当前跟踪误差、所述第一跟踪误差和所述第二跟踪误差，计算所述车辆对应的累计跟踪误差和跟踪误差变化率；确定所述车辆在所述第一历史时刻和所述第二历史时刻对应的第一预瞄误差和第二预瞄误差，并根据所述当前预瞄误差、所述第一预瞄误差和所述第二预瞄误差，计算所述车辆对应的预瞄误差变化率。3.根据权利要求2所述的一种基于pid思想的路径跟踪方法，其特征在于，基于pid思想，根据所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差，确定所述车辆的控制补偿值，具体包括：获取预设的跟踪误差补偿系数、累计跟踪误差补偿系数、跟踪误差变化率补偿系数和预瞄误差变化率补偿系数；通过以下公式，确定所述车辆的控制补偿值：δ＝k*d+k
i
*err+k
d
*d
rate
+k
e
*e
rate
其中，δ表示控制补偿值，k表示跟踪误差补偿系数，k
i
表示累计跟踪误差补偿系数，k
d
表示跟踪变化率补偿系数，k
e
表示预瞄误差变化率补偿系数，d表示当期跟踪误差，err表示累计跟踪误差，d
rate
表示跟踪误差变化率，e
rate
表示预瞄误差变化率。4.根据权利要求2所述的一种基于pid思想的路径跟踪方法，其特征在于，根据所述当前跟踪误差、所述第一跟踪误差和所述第二跟踪误差，计算所述车辆对应的累计跟踪误差和跟踪误差变化率，具体包括：对所述当前跟踪误差和所述第一跟踪误差作差，得到对应的第一跟踪误差差值，并对所述第一跟踪误差和所述第二跟踪误差作差，得到对应的第二跟踪误差差值；将所述第一跟踪误差差值减去所述第二跟踪误差差值，得到所述车辆的跟踪误差变化率；将所述当前跟踪误差、所述第一跟踪误差和所述第二跟踪误差进行加和，得到所述车辆的累计跟踪误差。5.根据权利要求2所述的一种基于pid思想的路径跟踪方法，其特征在于，根据所述当前预瞄误差、所述第一预瞄误差和所述第二预瞄误差，计算所述车辆对应的预瞄误差变化率，具体包括：
对所述当前预瞄误差和所述第一预瞄误差作差，得到对应的第一预瞄误差差值，并对所述第一预瞄误差和所述第二预瞄误差作差，得到对应的第二预瞄误差差值；将所述第一预瞄误差差值减去所述第二预瞄误差差值，得到所述车辆的预瞄误差变化率。6.根据权利要求1所述的一种基于pid思想的路径跟踪方法，其特征在于，将所述距离作为所述车辆在当前时刻的当前预瞄误差之后，所述方法还包括：确定所述车辆与所述规划路径之间的相对位置，根据所述相对位置，确定所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差对应的补偿类型；其中，所述补偿类型包括正向补偿和负向补偿；若所述车辆位于所述规划路径的右侧，确定所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差对应的补偿类型为正向补偿，并确定所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差对应的符号为正；若所述车辆位于所述规划路径的左侧，确定所述前跟踪误差和所述当前预瞄误差对应的补偿类型为负向补偿，并确定所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差对应的符号为负。7.根据权利要求1所述的一种基于pid思想的路径跟踪方法，其特征在于，根据所述控制补偿值，对所述车辆所处位置进行补偿，具体包括：获取所述车辆的车辆参数信息，根据所述车辆参数信息和所述控制补偿值，确定所述车辆对应的车辆前轮转角；根据所述车辆前轮转角，控制所述车辆进行转向，以使得所述车辆能够按照所述规划路径行进。8.根据权利要求7所述的一种基于pid思想的路径跟踪方法，其特征在于，所述车辆参数信息至少包括车辆轴距、所述车辆与所述预瞄点之间的夹角、车速、车辆速度系数和预瞄距离。9.一种基于pid思想的路径跟踪设备，其特征在于，所述设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：获取车辆对应的规划路径，按照预设的时间间隔，确定所述规划路径中所述车辆当前位置对应的目标路径点以及预瞄点；其中，所述规划路径由连续的多个路径点组成，所述目标路径点是沿所述规划路径的行进方向，距离所述车辆当前位置最近的路径点；确定所述当前位置与所述目标路径点之间的距离差值，将所述距离差值作为所述车辆在当前时刻的当前跟踪误差；沿所述车辆的车头方向作延长线，确定所述规划路径所述车辆在当前位置对应的预瞄点与所述延长线之间的距离，将所述距离作为所述车辆在当前时刻的当前预瞄误差；基于pid思想，根据所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差，确定所述车辆的控制补偿值，并根据所述控制补偿值，对所述车辆所处位置进行补偿。10.一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：
获取车辆对应的规划路径，按照预设的时间间隔，确定所述规划路径中所述车辆当前位置对应的目标路径点以及预瞄点；其中，所述规划路径由连续的多个路径点组成，所述目标路径点是沿所述规划路径的行进方向，距离所述车辆当前位置最近的路径点；确定所述当前位置与所述目标路径点之间的距离差值，将所述距离差值作为所述车辆在当前时刻的当前跟踪误差；沿所述车辆的车头方向作延长线，确定所述规划路径所述车辆在当前位置对应的预瞄点与所述延长线之间的距离，将所述距离作为所述车辆在当前时刻的当前预瞄误差；基于pid思想，根据所述当前跟踪误差和所述当前预瞄误差，确定所述车辆的控制补偿值，并根据所述控制补偿值，对所述车辆所处位置进行补偿。

技术总结
本申请公开了一种基于PID思想的路径跟踪方法、设备及介质，方法包括：获取车辆对应的规划路径，按照预设的时间间隔，确定规划路径中车辆当前位置对应的目标路径点以及预瞄点；其中，规划路径由连续的多个路径点组成，目标路径点是沿规划路径的行进方向，距离车辆当前位置最近的路径点；确定当前位置与目标路径点之间的距离差值，将距离差值作为车辆在当前时刻的当前跟踪误差；沿车辆的车头方向作延长线，确定规划路径车辆在当前位置对应的预瞄点与延长线之间的距离，将距离作为车辆在当前时刻的当前预瞄误差；基于PID思想，根据当前跟踪误差和当前预瞄误差，确定车辆的控制补偿值，并根据控制补偿值，对车辆所处位置进行补偿。对车辆所处位置进行补偿。对车辆所处位置进行补偿。


技术研发人员：刘祥勇 马辰 高发钦 华逢彬 李朝铭 程瑶 刘鹏
受保护的技术使用者：山东新一代信息产业技术研究院有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/7/25