[发明专利]自动汽车引导与轨迹跟踪

权利要求书

1.一种自动引导和控制地面车辆的方法，所述方法包括：

在包括第一开环标称控制器和第一闭环跟踪误差控制器的引导控制器处接收位置命令信号，所述位置命令信号表示针对所述地面车辆的引导轨迹；

在引导控制器处接收位置测量信号，所述位置测量信号表示所述地面车辆的位置；

由第一开环标称控制器基于位置命令信号确定标称速度信号；

由第一闭环跟踪误差控制器基于所述位置命令信号和所述位置测量信号之间的差确定速度控制信号；

由引导控制器基于标称速度信号和速度控制信号确定速度命令信号；

由引导控制器基于速度命令信号确定驱动命令信号；以及

将驱动命令信号传输到地面车辆的驱动致动器。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述速度控制信号包括横向速度控制信号，并且还包括：

基于所述标称速度信号的纵向分量和所述横向速度控制信号确定偏航控制信号；以及

将偏航控制信号传输到转向控制器。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述速度命令信号包括纵向速度命令信号，并且确定所述驱动命令信号包括：

确定纵向速度测量信号和纵向速度命令信号之间的差，以产生纵向速度误差信号；

通过引导控制器的第二闭环跟踪误差控制器，基于纵向速度误差信号确定纵向力控制信号；以及

基于纵向力控制信号确定驱动命令信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，确定所述驱动命令信号还包括：

由第二开环标称控制器确定标称力信号；以及

基于标称力信号和轮胎牵引力模型确定驱动命令信号。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

基于标称力信号确定标称驱动信号；

基于标称力信号确定标称偏航信号；

在包括第三开环标称控制器的转向控制器处接收标称偏航信号；

由第三开环标称控制器，基于标称偏航信号确定标称偏航角度速率信号；以及

由转向控制器，基于标称偏航角度速率信号确定转向角命令信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述转向控制器还包括第三闭环跟踪误差控制器，并且还包括：

在第三闭环跟踪误差控制器处接收偏航跟踪误差信号；

由第三闭环跟踪误差控制器，基于偏航跟踪误差信号确定偏航角度速率控制信号；以及

由转向控制器，基于偏航角度速率控制信号确定转向角命令信号。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述转向控制器包括第四闭环跟踪误差控制器和第四开环标称控制器，并且确定所述转向角命令信号包括：

在转向控制器处接收偏航角度速率测量信号；

基于标称偏航角度速率信号和偏航角度速率控制信号之间的差，确定偏航角度速率命令信号；

基于偏航角度速率命令信号和偏航角度速率测量信号之间的差，确定偏航角度速率误差信号；

通过第四闭环跟踪误差控制器，基于偏航角度速率误差信号确定车体扭矩控制信号；

由第四开环标称控制器确定标称车体扭矩信号；以及

将转向角命令信号确定为车体扭矩控制信号和标称车体扭矩信号之和。

8.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

将所述引导轨迹定义为如下轨迹，所述轨迹从地面车辆的当前位置引导到引导控制器的吸引域内的任务轨迹上的目标；以及

基于所述目标相对于地面车辆的当前位置的位置，确定位置命令信号。