[发明专利]一种用于四轮载具自动驾驶的控制方法

摘要

本发明公开一种用于四轮载具自动驾驶的控制方法，实现该控制方法主要包括以下步骤：S1)设定系统初始状态:预先规划行驶路径、测量车辆参数，包括导向轮轮距，车身轴距；S2)测量车辆的实时位置、测量任意一侧导向轮的实时角度；S3)计算车辆与规划路径的实时误差，包括位置误差与角度误差；S4）计算目标角度：S5）计算轮胎需要转动的角度；S6）控制轮胎转动角度。本发明通过将前视距离与速度相关联，根据实时的车速确定前视距离，同时根据前视距离计算路径对应的目标点，能满足在复杂行驶速度下的路径追踪稳定性，同时算法复杂度低，极大的降低了程序的运算时间，为系统提供良好的实时性。

主权项

一种用于四轮载具自动驾驶的控制方法，其特征是：通过与速度关联地动态调整系统的前视距离来达到缩短系统调节时间，增加系统的跟踪稳定性，实现该控制方法包括以下步骤：S1)设定系统初始状态:预先规划行驶路径、测量车辆参数，包括导向轮轮距b，车身轴距；行驶路径是直线路径或曲线路径；S2) 测量车辆的实时位置、测量任意一侧导向轮的实时角度；S3)计算车辆与规划路径的实时误差，包括位置误差与角度误差：S3.1)根据四轮载具的行驶速度确定前视距离，记为，前视距离需要根据变化的速度随时调节；S3.2)判断四轮载具与规划好的行驶路径的位置关系；S3.3）根据位置关系与前视距离确定目标点；S3.4）计算位置误差：位置误差是过目标点做与四轮载具车身平行的直线，记为直线a，则位置误差为直线a与四轮载具车身间的距离，记为d；S3.5）计算角度误差：角度误差是过目标点做规划好的行驶路径的切线，记为直线b，则角度误差为直线b与四轮载具车头朝向所形成的角度，记为；S4）计算目标角度：目标角度的计算过程：其中γ为车轮目标角度，为所求结果，d为位置误差，来源于步骤3.4，为角度误差来源于步骤3.5，为车辆的轴距为实际测量所得，为前视距离，来源于步骤3.1； S5）计算轮胎需要转动的角度由于一侧导向轮的角度是实时测量的，记为，根据阿克曼运动学原理：可求得同时可求得此时车身的转向角为；联立以上方程，当前车身转向角度；轮胎需要转动的角度为目标角度与当前车身转向角度的差值，所以；其中为轮胎需要转动的角度，为所求结果，d为位置误差，来源于步骤3.4，为角度误差来源于步骤3.5，为一侧导向轮的角度，为实际测量所得，b为车辆导向轮轮距，为实际测量所得，为车辆的轴距，为实际测量所得，为前视距离，来源于步骤3.1；S6）控制轮胎转动角度在每一个控制周期内执行一次以上步骤即可保证车辆沿着规划好的路径行驶。