#技术巡猎##华为#四轮转向很容易被理解成低速掉头更灵活、高速变道更稳定这样的存在,但如果把后轮只当作“缩小转弯半径”的配置,其实浪费了它更重要的价值---紧急时,后轮也是一只可以被主动安全系统调用的执行器。车辆突然遇到障碍物,你真正需要的动作不是简单向左打一把再向右打一把。系统先要规划一条能够避开障碍的路径,再让车身沿着路径横向移动,同时控制横摆、侧偏和稳定性;障碍绕过去之后,还要把车从避障姿态平顺地带回原来的行驶方向。避开和回正看起来是连续动作,控制目标却并不完全一样。
这套转向辅助方案先取得避开障碍物的规划路径和车辆速度。在避障阶段,它根据路径的曲率、车辆所处位置与速度,分别确定前轮和后轮的期望转角;进入回正阶段后,计算依据又会切换到当前前轮转角和车速,再去协调两轴的期望转角,最后控制车辆执行。为什么要把两个阶段拆开呢?避障时最重要的是迅速建立足够的横向运动,让车在有限距离里绕开障碍,前后轮如何同向或反向配合,要服从规划路径与当下速度;回正时,如果继续照搬避障阶段的转角关系,车辆可能已经绕开目标却仍保持过强横摆,所以控制重点转成消掉现有转向状态,让车身重新稳定下来。
后轮加入之后,控制器等于多了一根杠杆。低速时前后轮反向转动,可以增加横向响应并减少转弯空间;较高速度下同向小角度转动,又可能帮助车身更平顺地横移。但在紧急避障里,它不是说就要固定选择某一种模式,而要结合路径曲率、位置和车速连续协调。“后轮会转”本身并不是最重要的,重要的是底盘控制系统知道什么时候让它转多少,以及何时从绕行动作切换到回正动作。
这么丛可以把四轮转向从体验配置推进到主动安全边界。以前避障控制主要通过前轮转向和制动分配完成,后轮转向加入后,车辆拥有更多可用自由度,在同样的道路宽度和剩余距离里,理论上可以组合出更多轨迹。不过自由度越多,控制也越不能各自为战,前后轮转角、车速、轮胎附着和车身稳定必须放在同一个约束里看。
其中最难的其实是切换。
避障和回正之间并没有一条画在路面上的分界线,控制器需要根据车辆已经走到规划路径的哪里、车身姿态是否开始收敛、前轮仍保留多少转角来判断。切得早,车辆可能还没完全绕开障碍;切得晚,横向动作又可能持续过头。后轮转向能扩大动作空间,也会让阶段判断和转角变化率约束更重要,否则多出来的自由度可能变成新的扰动。
轮胎附着同样是一条硬边界。路面湿滑时,规划路径即使几何上能够绕开障碍,前后轮也未必有足够侧向力照着执行;车速越高,相同转角带来的横摆反应越敏感。真正好的四轮转向避障,不能只算期望角,还要让路径规划知道底盘能做到什么,再让底盘控制知道轮胎此刻还剩多少余量。
这个方法回答了一个关键问题。底盘硬件增加一个自由度,不会自动变成安全能力,只有规划、控制和执行真的把这个自由度连起来,它才从配置表上的“四轮转向”变成危急时刻多一种可用动作。
