一种针对钢轮压路机液压横向控制器的横向控制方法技术

本发明专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种针对钢轮压路机液压横向控制器的横向控制方法，包括以下步骤：步骤一：通过纯追踪算法控制压路机按照规划路径和目标角速度行驶；步骤二：行驶过程中结合压路机的转向系统的转向间隙对转向角度进行补偿；步骤三：通过PID补偿算法进行横向偏差补偿；步骤四：再通过PID补偿算法对当前角速度进行补偿；步骤五：再通过PID补偿算法进行航向偏差补偿；步骤六：然后结合增量式PID控制逻辑，将车辆的目标前轮偏角转换为目标方向盘转角输出控制。在现有纯追踪算法和基础上添加航行辅助对比目标航向与当前航向的差值，并通过多种补偿算法进行偏差补偿以提高弯道处横向控制精度确保整个施工过程中模向误差大大降低。程中模向误差大大降低。程中模向误差大大降低。

【技术实现步骤摘要】
一种针对钢轮压路机液压横向控制器的横向控制方法


[0001]本专利技术涉及压路机的转向控制
，具体涉及一种针对钢轮压路机液压横向控制器的横向控制方法。

技术介绍

[0002]目前市场上现有的横纵向底层控制器几乎采用电控制器几乎没有采用液压控制器方案，因为电控系统具有精度高时效性高的特点，液压控制器为传统人工驾驶控制器具有精度底时效性底的特点。针对底层液压控制器的问题，目前市场仅有的几家厂商采用的采用的方法是后装电控制器的方法来进行控制，对成本以及算法的要求会更高，因为在底盘控制电控制器的底层是液压执行器会存在控制精度不高的问题.因此设计一个好的控制算法显得非常重要。
[0003]目前市场上现有的控制算法主要用PID算法和MPC算法。MPC算法具有算法运算量大复杂度高的特点对硬件算力要求比较高,在硬件上无法満足量产的要求；PID算法运算量小对硬件要求低缺点是调试难度大可能不同的施工流需要不同的调试参数,参数适用性比较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种针对钢轮压路机液压横向控制器的横向控制方法，在现有纯追踪算法和基础上添加航行辅助对比目标航向与当前航向的差值，并通过多种补偿算法进行偏差补偿以提高弯道处横向控制精度确保整个施工过程中模向误差大大降低。
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供了一种针对钢轮压路机液压横向控制器的横向控制方法方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一：通过纯追踪算法控制压路机按照规划路径和目标角速度行驶；
[0007]步骤二：行驶过程中结合压路机的转向系统的转向间隙对转向角度进行补偿；
[0008]步骤三：通过PID补偿算法进行横向偏差补偿；
[0009]步骤四：再通过PID补偿算法对当前角速度进行补偿；
[0010]步骤五：再通过PID补偿算法进行航向偏差补偿；
[0011]步骤六：然后结合增量式PID控制逻辑，将车辆的目标前轮偏角转换为目标方向盘转角输出控制。
[0012]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以作出如下改进。
[0013]可选的，所述步骤一的具体步骤如下：获取规划路径，并根据当前运行车速和规划路径的曲率选取规划路径中的预瞄点，并获取规划路径中预瞄点的属性，根据压路机所在位置点和预瞄点计算出实时行驶半径。
[0014]可选的，所述步骤二的具体步骤如下：通过在车辆前方和车辆后方分别设置传感器采集车辆转向信息，并获取转向系统间隙，根据转向系统间隙进行转向不足补偿，当转向
系统存在小角度的转向不足时，生成转向不足情况下的路径曲线，并通过控制器将转向差值在控制转向过程中补偿到控制参数中进行调节以弥补转向不足的问题。
[0015]可选的，所述步骤三的具体步骤如下：选取规划路径上的多个路径点，计算得到被选取的路径点对应的平均横向偏差，通过当前速度与航向计算出到达路径点时的横向偏差，再计算出平均横向偏差，然后通过PID补偿算法对当前横向偏差进行补偿修正，使得平均横向偏差尽可能小同时当前位置横向偏差最小和方向盘尽可能少量摆动。
[0016]可选的，所述步骤四中，根据当前角速度与目标角速度进行PID补偿控制。
[0017]可选的，所述步骤五的具体步骤如下：通过PID补偿算法对航向偏差进行补偿，其中，选取规划路径上的多个路径点，计算得到被选取的路径点对应的平均航向偏差，将当前航向与平均航向偏差进行比较，并通过PID补偿算法进行补偿，使得平均航向偏差尽可能小同时当前位置横向偏差最小和方向盘尽可能少量摆动。
[0018]可选的，所述步骤六的具体步骤如下：通过增量式PID控制将目标角速度转化成前轮的目标偏角并输出到方向盘转角进行转向控制。
[0019]可选的，所述预瞄点的属性包括该预瞄点的相对坐标、航向以及该预瞄点对应的转向角信息。
[0020]可选的，横向偏差和航向偏差均以道路中心线为基准线。
[0021]可选的，计算出平均横向偏差和目标偏角后，通过模糊查询自动匹配对应的补偿或控制参数。
[0022]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种针对钢轮压路机液压横向控制器的横向控制方法在现有纯追踪算法和基础上添加航行辅助对比目标航向与当前航向的差值，并通过多种补偿算法进行偏差补偿以提高弯道处横向控制精度确保整个施工过程中模向误差大大降低。采用改进后的纯追踪算法加增量式PID算法,在不降低控制精度的条件下有效降低了算法时间复杂度,降低了对控制器的依赖。
附图说明
[0023]图1为本专利技术提供的一种针对钢轮压路机液压横向控制器的横向控制方法流程图；
[0024]图2为实施例中的纯追踪算法的示意图；
[0025]图3为本专利技术提供的一种针对钢轮压路机液压横向控制器的横向控制方法的横向偏差的示意图；
[0026]图4为本专利技术提供的一种针对钢轮压路机液压横向控制器的横向控制方法的航向偏差的示意图；
具体实施方式
[0027]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0028]图1为本专利技术提供的一种针对钢轮压路机液压横向控制器的横向控制方法流程图，如图1所示，方法包括：
[0029]步骤一：通过纯追踪算法控制压路机按照规划路径和目标角速度行驶；
[0030]步骤二：行驶过程中结合压路机的转向系统的转向间隙对转向角度进行补偿；
[0031]转向间隙为前馈补偿量，是固有属性，在转向系统的设计与安装时就会产生。通过获取当前方向盘转角与前轮偏角值反算出转向间隙，注意此时算出的转向间隙还是一个大概量，还需要进行转向间隙补偿后小范围调试来得到不同角度的转向间隙值，一般转向间隙只在小角度范围有。
[0032]步骤三：通过PID补偿算法进行横向偏差补偿；
[0033]可以理解的是，将当前位置和目标位置横向偏差通过PID补偿算法进行补偿，并输出对应的转角控制，使得横向偏差得到修正，能够按照规划路径顺利前进。
[0034]所述具体步骤如下，选取规划路径上的三个路径点，根据每个点的目标航向与当前航向进行计算，算出选取的三个路径点的平均航向偏差，并通过PID补偿算法进行补偿，以确保与最近道路的横向偏差尽可能小方向盘转动次数尽量少方向盘抖动尽量小，或保持在设定的误差范围内。
[0035]步骤四：再通过PID补偿算法对当前角速度进行补偿；
[0036]可以理解的是，将当前位置和目标位置角速度偏差通过PID补偿算法进行补偿，并输出对应的转角控制，使得角速度偏差得到修正，能够按照规划路径顺利前进。
[0037]所述具体步骤如下，选取规划路径上的三个路径点，根据每个点的目标角速度与当前角速度进行计算，算出选取的三个路径点的平均角速度偏差，并通过PID补偿算法进行补偿，以确保与最近道路的横向偏差尽可能小方向盘转动次数尽量少方向盘抖动尽量小，或保持在设定的误差范围内。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对钢轮压路机液压横向控制器的横向控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤一：通过纯追踪算法控制压路机按照规划路径和目标角速度行驶；步骤二：行驶过程中结合压路机的转向系统的转向间隙对转向角度进行补偿；转向间隙是转向系统安装时的就会产生的，属于前馈固有偏差量，通过前轮偏角和方向盘转角之间的关系获取；步骤三：通过PID补偿算法进行横向偏差补偿；步骤四：再通过PID补偿算法对当前角速度进行补偿；步骤五：再通过PID补偿算法进行航向偏差补偿；步骤六：然后结合增量式PID控制逻辑，将车辆的目标前轮偏角转换为目标方向盘转角输出控制。2.根据权利要求1所述的一种针对钢轮压路机液压横向控制器的横向控制方法，其特征在于，所述步骤一的具体步骤如下：获取规划路径，并根据当前运行车速和规划路径的曲率选取规划路径中的预瞄点，并获取规划路径中预瞄点的属性，根据压路机所在位置点和预瞄点计算出实时行驶半径。3.根据权利要求2所述的一种针对钢轮压路机液压横向控制器的横向控制方法，其特征在于，所述步骤二的具体步骤如下：通过在车辆前方和车辆后方分别设置传感器采集车辆转向信息，并获取转向系统间隙，根据转向系统间隙进行转向不足补偿，当转向系统存在小角度的转向不足时，生成转向不足情况下的路径曲线，并通过控制器将转向差值在控制转向过程中补偿到控制参数中进行调节以弥补转向不足的问题。4.根据权利要求3所述的一种针对钢轮压路机液压横向控制器的横向控制方法，其特征在于，所述步骤三的具体步骤如下：选取规划路径上的多个路径点，计算得到被选取的路径点对应的平均横向...

【专利技术属性】
技术研发人员：厉亚楠，吴鑫，肖玉军，李华，周鹏，厉洋，董元，李辉，
申请(专利权)人：武汉光昱明晟智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：