[发明专利]控制装置

权利要求书

1.一种控制装置，包括模型预测控制部，且使控制对象的输出追随于规定的目标指令，所述模型预测控制部具有一预测模型，所述预测模型以规定的状态方程式的形式而划定了跟所述控制对象相关的规定的状态变量与对所述控制对象的控制输入的相关，且所述模型预测控制部针对所述控制对象的输出应追随的所述规定的目标指令，在规定时宽的预测区间内依据规定的评估函数来进行基于所述预测模型的模型预测控制，并至少输出所述预测区间的初始时刻的所述控制输入的值，所述控制装置包括：

第一获取部，获取实际的障碍物即实际障碍物相对于所述控制对象的位置；以及

设定部，基于由所述第一获取部所获取的所述实际障碍物的位置来设定虚拟障碍物的位置，以基于所述规定的目标指令的所述控制对象的追随目标轨道为基准，使得所述实际障碍物相关联的所述虚拟障碍物以位于与所述实际障碍物大致对称之处，

通过所述规定的评估函数而算出的阶段成本包含：状态量成本，为与所述规定的状态变量相关的阶段成本；控制输入成本，为与所述控制输入关联的阶段成本；第一阶段成本，与第一概率势场关联，所述第一概率势场是基于所述实际障碍物的位置来表示所述实际障碍物可能存在的概率；以及第二阶段成本，与第二概率势场关联，所述第二概率势场是基于所述虚拟障碍物的位置来表示所述虚拟障碍物可能存在的概率的概率势场且具有所述第一概率势场以上的概率值。

2.一种控制装置，包括模型预测控制部，且使控制对象的输出追随于规定的目标指令，所述模型预测控制部具有一预测模型，所述预测模型以规定的状态方程式的形式而划定了跟所述控制对象相关的规定的状态变量与对所述控制对象的控制输入的相关，且所述模型预测控制部针对所述控制对象的输出应追随的所述规定的目标指令，在规定时宽的预测区间内依据规定的评估函数来进行基于所述预测模型的模型预测控制，并至少输出所述预测区间的初始时刻的所述控制输入的值，所述控制装置包括：

伺服用积分器，输入所述规定的目标指令与所述控制对象的输出的偏差；

第一获取部，获取实际的障碍物即实际障碍物相对于所述控制对象的位置；以及

设定部，基于由所述第一获取部所获取的所述实际障碍物的位置来设定虚拟障碍物的位置，以基于所述规定的目标指令的所述控制对象的追随目标轨道为基准，使得所述实际障碍物相关联的所述虚拟障碍物位于与所述实际障碍物大致对称之处，

通过所述规定的评估函数而算出的阶段成本包含：状态量成本，为与所述规定的状态变量相关的阶段成本；控制输入成本，为与所述控制输入关联的阶段成本；第一阶段成本，与第一概率势场关联，所述第一概率势场是基于所述实际障碍物的位置来表示所述实际障碍物可能存在的概率；以及第二阶段成本，与第二概率势场关联，所述第二概率势场是基于所述虚拟障碍物的位置来表示所述虚拟障碍物可能存在的概率的概率势场且具有所述第一概率势场以上的概率值，

与所述控制对象关联的状态变量包含以所述偏差与规定的积分增益之积表示的规定的积分项，

所述控制对象与所述实际障碍物之间的距离越短，则所述规定的积分增益越小。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置，还包括：

第二获取部，获取所述实际障碍物相对于所述追随目标轨道的进入角，所述进入角被定义为所述控制对象的移动方向与所述实际障碍物的移动方向之间的角度，

在通过所述规定的评估函数而算出的阶段成本中，所述进入角越接近90度，则所述第二阶段成本被算出得越大。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其中

所述进入角是基于由所述第一获取部所获取的所述实际障碍物的过去的位置而算出。

5.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中

在所述控制对象的位置经过了所述追随目标轨道与所述实际障碍物所沿循的障碍物轨道交叉的交叉点的位置后，在通过所述规定的评估函数而算出的阶段成本中，所述控制对象的位置距所述交叉点的位置越远，则所述第二阶段成本被算出得越小。

6.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中

在所述控制对象的位置经过了所述追随目标轨道与所述实际障碍物所沿循的障碍物轨道交叉的交叉点的位置后，在通过所述规定的评估函数而算出的阶段成本中，所述第二阶段成本设为零。

7.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中

所述规定的评估函数是形成为，算出与两个以上的规定数的所述实际障碍物各自对应的所述第一阶段成本及所述第二阶段成本，

当由所述第一获取部获取了超过所述规定数的规定超过数的所述实际障碍物的位置时，从所述规定超过数的实际障碍物中，基于所述控制对象与所述规定超过数的实际障碍物各自的分隔距离来提取所述规定数的实际障碍物，进而，在通过所述规定的评估函数而算出的阶段成本中，基于提取的所述规定数的实际障碍物的位置来算出所述第一阶段成本，且基于与所述提取的所述规定数的实际障碍物对应的所述规定数的虚拟障碍物的位置来算出所述第二阶段成本。