[发明专利]一种无人车的自主平滑转弯控制系统及其控制方法

说明书

一种无人车的自主平滑转弯控制系统，其特征在于：包括RTK定位模块、惯性测量模块、电机驱动器、ECU控制器、VCU控制器，ECU控制器获取RTK定位模块、惯性测量模块与VCU控制器的数据，结合路径路线，通过融合算法计算无人车的位置、航向、速度数据，从而控制电机驱动器，使无人车在自主模式下沿路线进行运行；自主模式是指，地面站完成路线规划后，将路径路线通过数据链路传输到无人车，无人车按规划的路线自动运行，在转弯时所有运行动作均由无人车自主完成，实现平稳、平滑的转弯动作。

技术领域

本发明涉及无人车控制系统，是一种无人车的自主平滑转弯控制系统及其控制方法。

背景技术

无人车的平稳转弯控制是无人车领域的一个难点，尤其是锐角的拐点。一般的无人车转弯控制通过L1路径控制方法。这种方法的问题有：

1、由于位置误差的原因，拐弯时动作猛烈

2、拐弯完成后，在航线上左右摆动。

3、剧烈摆动，对差速轮物理结构有损伤。

目前无人车自主转弯主流方案是采用L1控制器，通过位置计算无人车需要移动的横向量，它可以实现转弯，但是由于其算法的限制，转弯时就会导致车辆摆动。

发明内容

本发明为了克服现有技术方案的不足，为实现稳定、平滑、精确的转弯，提供了一种无人车的自主平滑转弯控制系统及其控制方法的技术方案。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种无人车的自主平滑转弯控制系统，包括RTK定位模块、惯性测量模块、电机驱动器、ECU控制器、VCU控制器，

RTK定位模块通过UART接口与ECU控制器电连接，惯性测量模块通过SPI接口与ECU控制器电连接，VCU控制器通过CAN接口与ECU控制器电连接，电机驱动器通过PWM接口与ECU控制器电连接，电机驱动器的动力输出轴与无人车的车轮机械连接，ECU控制器获取RTK定位模块、惯性测量模块与VCU控制器的数据，结合路径路线，通过融合算法计算无人车的位置、航向、速度数据，从而控制电机驱动器，使无人车在自主模式下沿路线进行运行；

自主模式是指，地面站完成路线规划后，将路径路线通过数据链路传输到无人车，无人车按规划的路线自动运行，在转弯时所有运行动作均由无人车自主完成，实现平稳、平滑的转弯动作。

一种无人车的自主平滑转弯控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，初始化，无人车各个模块连接正常；

步骤2，通过测绘获得运行区域坐标后，地面站根据坐标数据规划无人车路线，将路径路线通过数据链路上传到无人车；

步骤3，无人车解锁后由操作人员通过遥控切换到自主模式，无人车将按照路线自动运行；

步骤4，ECU控制器读取RTK定位模块与惯性测量单元数据，通过融合算法获得无人车的位置和航向信息；

步骤5，通过平滑转弯控制算法计算系统输出；

步骤6，根据步骤5得到的系统输出u(t)产生控制量传入差速控制处理单元控制车轮旋转：

本发明与现有技术的有益效果体现在：

1、本发明在各种拐点情况，实现最佳的转弯效果

2、本发明通过RTK航向与惯导数据融合，实现获取稳定准确的位置和航向。

3、本发明通过根据速度与位置实时计算航向控制数据算法，实现航线过程中航向平稳，航迹精度更高。

附图说明

图1为本发明的系统结构图；