Apollo星火计划学习笔记|控制模块

系列文章目录

L1 Apollo平台安装
L2 CyberRT学习
L5 Routing简介
L7 控制模块
L8 预测模块

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简介

控制模块的作用是根据规划(planning模块)生成的轨迹，计算出汽车的油门，刹车和方向盘信号，控制汽车按照规定的轨迹行驶。
控制输入： Chassis(车辆状态信息), LocalizationEstimate(位置信息), ADCTrajectory(planning模块规划的轨迹)
控制输出：纵向控制（油门，刹车，档位） 横向控制（方向盘）

控制基于模型，可将车辆分为运动学建模和动力学建模。运动学模型相对简单，将汽车看为刚体，动力学模型相对复杂，基于车体受力状态来推导运动方程。动力学模型也可进一步分解为纵向动力学模型和横向动力学模型。具体可参考下面这个链接：车辆建模

控制算法

PID算法

经典控制算法，一般用于纵向控制。由比例§，积分(I)，微分(D)单元组成。
$u(t)=K_{p}e(t)+K_i{\int }_0^{t}e(\tau )d\tau +K_d\frac{de(t)}{dt}$

LQR（MPC）

最优控制经典算法，基于车辆横向动力学算法，用于横向控制。

Apollo控制模块

Apollo纵向控制

坡度补偿：在有坡度时对刹车和油门进行补充。
标定工具：modules/tools/vehicles_calibration
Control模块的目录结构如下：

├── BUILD // bazel编译文件
├── common // PID和控制器的具体实现 — 算法具体实现
├── conf // 配置文件 — 配置文件
├── control_component.cc // 模块入口
├── control_component.h
├── control_component_test.cc
├── controller // 控制器 — 具体的控制器实现
├── dag // dag依赖
├── integration_tests // 测试
├── launch // launch加载
├── proto // protobuf文件，主要是各个控制器的配置数据结构
├── testdata // 测试数据
└── tools // 工具类

作业

1 遇到长下坡，PID调节是否会和人一样“不能长时间踩踏板”？
答：会，因为PID时基于误差进行调节，若想解决该问题，可以把误差阈值调高，同时取消PID的积分环节，这样就可以防止PID一直给出刹车指令。
2 高速和低速的PID是否应该一致？为什么？
答：不应该一致，因为高速情况下车辆的动力学特性会发生改变，相当于被控对象发生了变化，所以也应该调整相应的参数。