[发明专利]单舵轮无人车的导航方法、装置和单舵轮无人车

说明书

本发明涉及单舵轮无人车的导航方法、装置和单舵轮无人车，该导航方法通过获取当前预估周期的舵角测量值和轮向速度测量值并根据当前预估周期的舵角测量值和轮向速度测量值计算单舵轮无人车在下一预估周期所对应的下一预估速度，获取单舵轮无人车在下一观测周期所对应的位姿测量数据，位姿测量数据包括对应的位置测量数据，根据当前预估速度和下一预估速度对位置测量数据进行卡尔曼滤波处理，得到下一观测周期所对应的位置滤波结果，根据位置滤波结果、位置测量数据和预设比例系数计算得到轮向速度偏差，根据轮向速度偏差对下一预估周期对应的轮向速度测量值进行修正以得到轮向速度输出值，提高了导航数据输出频率。

技术领域

本发明涉及控制领域，尤其涉及一种单舵轮无人车的导航方法、装置和单舵轮无人车。

背景技术

单舵轮无人车上设置的激光雷达可测量出单舵轮无人车的准确位置信息，然而激光雷达的数据输出频率往往过低，而且往往容易受换将影响。

发明内容

鉴于此，提供一种单舵轮无人车的导航方法、装置和单舵轮无人车，能够融合单舵轮无人车的轮速数据和激光雷达数据，将快速更新的预估周期的轮速参数引入卡尔曼滤波器，进而利用激光雷达的位姿测量数据中的位置测量数据进行卡尔曼滤波，得到对应的位置滤波结果，进一步根据位置滤波结果、位置测量数据和预设比例系数计算得到轮向速度偏差，最后根据轮向速度偏差对下一预估周期对应的轮向速度测量值进行修正以得到轮向速度输出值作为导航数据进行输出，两者相互融合弥补各自的缺点，达到了增加导航数据输出频率的目的，同时也保证导航数据输出的稳定性，为单舵轮无人车的导航提供了准确的导航基础。

一种单舵轮无人车的导航方法，单舵轮无人车上设置轮速传感器和激光雷达，导航方法包括：

通过轮速传感器获取当前预估周期的舵角测量值和轮向速度测量值并根据当前预估周期的舵角测量值和轮向速度测量值计算单舵轮无人车在下一预估周期所对应的下一预估速度；

通过激光雷达获取单舵轮无人车在下一观测周期所对应的位姿测量数据，位姿测量数据包括对应的位置测量数据；其中，每个观测周期包括至少两个对应的预估周期；

根据当前预估速度和下一预估速度对位置测量数据进行卡尔曼滤波处理，得到下一观测周期所对应的位置滤波结果；

根据位置滤波结果、位置测量数据和预设比例系数计算得到轮向速度偏差，预设比例系数根据轮速传感器的输出噪声确定；

根据轮向速度偏差对下一预估周期对应的轮向速度测量值进行修正以得到轮向速度输出值作为导航数据进行输出。

在一个实施例中，根据当前预估速度和下一预估速度对位置测量数据进行卡尔曼滤波处理，得到下一观测周期所对应的位置滤波结果的步骤包括：

根据当前预估速度和下一预估速度确定当前观测周期所对应的速度增加率；

将速度增加率作为卡尔曼滤波的输入控制量以对位置测量数据进行卡尔曼滤波处理，得到下一观测周期所对应的位置滤波结果。

在一个实施例中，根据当前预估速度和下一预估速度确定当前观测周期所对应的速度增加率的步骤包括：

根据下一预估速度与当前预估速度之间的速度差值计算得到当前预估周期对应的速度增加量；

根据当前预估周期对应的速度增加量和当前观测周期计算确定当前观测周期所对应的速度增加率。

在一个实施例中，卡尔曼滤波为四阶卡尔曼滤波，将速度增加率作为卡尔曼滤波的输入控制量以对位置测量数据进行卡尔曼滤波处理，得到下一观测周期所对应的位置滤波结果中对应的计算公式为：