无人矿卡线控转向控制系统及自适应拟合转向参数的方法技术方案

无人矿卡线控转向控制系统及自适应拟合转向参数的方法，包括工控机、控制器VCU、电液转向器、转向油缸、油缸长度传感器；工控机检测转向控制精度并发送风险提示，控制器VCU接受风险提示、自动进行、中位参数标定及更、向电液转向器梯度发送转向控制信号并接收对应向油缸长度信号、将转向油缸长度信号转化为转向角度，对上述数据进行多项式拟合，计算并更新转向控制参数，验证转向系统控制精度，自适应拟合转向参数。本发明专利技术解决了无人驾驶矿卡线控底盘的转向控制参数重复校准标定的问题，提高了无人矿卡底盘横向运动控制的精度和鲁棒性，保证了线控转向系统的稳定性、安全性。安全性。安全性。

【技术实现步骤摘要】
无人矿卡线控转向控制系统及自适应拟合转向参数的方法


[0001]本专利技术涉及无人驾驶
，具体是无人矿卡线控转向控制系统及自适应拟合转向参数的方法。

技术介绍

[0002]自动驾驶技术日新月异，线控转向控制系统是无人矿卡横向运动的关键组成部分，线控底盘转向系统参数的调试校准也是一项重要且繁杂的工作，当自动驾驶矿车横向控制初始化调试，或是自动驾驶转向系统转向连杆结构件维修更换后或是系统长时间运行控制精度误差超限，或者是车辆常规作业自动行驶过程中发现控制精度下降，通常在这些情况下，我们的自动驾驶底盘的线控转向控制参数都需要重新调试标定，以满足后续无人驾驶边缘计算机对线控底盘横向控制的精度和稳定性。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种结构简单、效果良好的。
[0004]本专利技术是以如下技术方案实现的：无人矿卡线控转向控制系统，包括工控机、控制器VCU、转向油缸和油缸长度传感器，所述工控机、控制器VCU和电液转向器通过CAN总线依次连接在一起，所述电液转向器通过液压管路与转向油缸连接，所述油缸长度传感器设置在转向油缸上，所述油缸长度传感器与电液转向器线连接。
[0005]其进一步是：所述工控机模块为自动驾驶边缘计算设备。
[0006]所述控制器VCU模块用于部署底盘转向线控程序，接收并解析工控机模块横向控制指令、存储转向控制信号及对应的转向角度数据。所述电液转向器、转向油缸和油缸长度传感器组成闭环控制系统。所述转向油缸为最终执行器。
[0007]无人矿卡线控转向控制自适应拟合转向参数的方法，包括如下步骤：S1、通过工控机检测转向控制系统精度，当检测到长时间转向控制精度低于无人驾驶运行要求时，发送风险提示至总线；
[0008]S2、控制器VCU收到转向系统风险提示，自主进行转向器中位参数标定及更新；
[0009]S3、控制器VCU线控转向模块向电液转向器梯度发送转向控制信号，并接收对应向油缸长度信号；
[0010]S4、将转向油缸长度信号转化为转向角度，并存储转向控制信号及对应的转向角度数据；
[0011]S5、控制器VCU对上一步骤的存储数据进行多项式拟合，计算并更新转向控制参数；
[0012]S6、验证转向系统控制精度，自适应拟合转向参数。
[0013]步骤S1中，工控机在每个控制周期内，接收控制器VCU反馈的最终实际转向角度与控制指令的转向角度期望值的差的绝对值ABS_V，此绝对值越接近于零，则认定为转向系统
控制精度越精确。
[0014]步骤S2中，控制器VCU闭环控制电液转向器进行调整，直至左右油缸长度传感器反馈值一致时，控制器VCU自适应调整转向中位角度修正系数，使当前控制器VCU的转向角度反馈值为中位零值，具体公式如下：
[0015]MEDIAN_ANGLE＝SENSOR_ANGLE+REVISE_V,
[0016]其中：MEDIAN_ANGLE为转向角度反馈值，SENSOR_ANGLE为传感器连杆机构理论计算角度值，REVISE_V为修正系数；
[0017]当转向处于中位时，MEDIAN_ANGLE＝0，即在中位时，中位角度修正系数转向参数：
[0018]REVISE_V＝0
‑
SENSOR_ANGLE。
[0019]步骤S3和步骤S4中，转向控制信号左转向为正值，右转向为负值，将左右转向的极限角度梯度划分，并依次自主发送至电液转向控制器，等待电液转向器执行完对应转向指令后，根据油缸长度数据经修正计算得出对应转向角度数据，最终得到梯度的左右转向的控制信号与对应的转向角度数据，并存储至控制器VCU的存储器中。
[0020]步骤S5中，制器VCU对上一步骤的存储数据控制信号Y＝[y1,y2,y3…
y
n
]与对应的转向角度数据X＝[x1,x2,x3…
x
n
]进行多项式拟合,多项式定义为：
[0021][0022]ω0,ω1,ω2为多项式的系数，记作W,
[0023]误差函数：
[0024][0025]当误差函数E(W)取最小值时,求得ω0,ω1,ω2即为控制系数转向参数。本专利技术具有以下优点：本专利技术的无人矿卡线控转向控制系统及自适应拟合转向参数的方法，解决了无人驾驶矿卡线控底盘的转向控制参数重复校准标定的问题，提高了无人矿卡底盘横向运动控制的精度和鲁棒性，保证了线控转向系统的稳定性、安全性。
附图说明
[0026]图1是本专利技术的控制系统的结构示意图；
[0027]图2是本专利技术的自适应拟合转向参数的方法流程图。
具体实施方式
[0028]以下结合附图对本专利技术专利的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术专利，并不用于限定本专利技术专利。
[0029]如图1所示的无人矿卡线控转向控制系统，包括工控机、控制器VCU、转向油缸和油缸长度传感器，所述工控机、控制器VCU和电液转向器通过CAN总线依次连接在一起，所述电液转向器通过液压管路与转向油缸连接，所述油缸长度传感器设置在转向油缸上，所述油缸长度传感器与电液转向器线连接。本专利技术的工控机与线控控制器VCU通过CAN总线连接，用于横向控制策略管理以及发布无人驾驶横向运动控制指令；线控控制器VCU模块与电液
转向器通过CAN总线连接；电液转向器与转向油缸通过液压管路连接；油缸长度传感器与转向油缸物理连接，实时检测油缸长度，另外与电液转向器线连接，传输油缸长度电信号。
[0030]如图1所示的无人矿卡线控转向控制系统，所述工控机模块为自动驾驶边缘计算设备。本专利技术的工控机模块属于无人驾驶边缘计算设备，运行无人驾驶横向控制策略，实时监测转向控制精度，当检测到转向控制精度低于无人驾驶运行要求时，工控机模块会发送风险提示至CAN通讯总线。
[0031]如图1所示的无人矿卡线控转向控制系统，所述控制器VCU模块用于部署底盘转向线控程序，接收并解析工控机模块横向控制指令、存储转向控制信号及对应的转向角度数据。本专利技术的控制器VCU模块用于部署底盘转向线控程序，接收并解析工控机模块转向控制指令；控制器VCU模块用于接收通讯总线上油缸长度传感器数据并转换成实际转向角度；控制器VCU模块用于向电液转向器发送转向控制指令，并实现自适应拟合转向参数的方法；在自适应拟合转向参数时，对特定的存储数据进行多项式拟合，计算并更新转向控制参数，验证转向系统精度；控制器VCU模块用于线控转向系统底层故障诊断与安全冗余保护，可实时在线监控自动驾驶底盘线控系统转向故障，以及工控机发送的横向控制数据帧心跳与指令超限保护，在检测到转向系统故障时执行冗余安全控制策略，控制自动驾驶矿车缓行驻车。
[0032]如图1所示的无人矿卡线控转向控制系统，所述电液转向器、转向油缸和油缸长度传感器组成闭环控制系统。本专利技术的电液转向器具有闭环控制能力，用于接收控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.无人矿卡线控转向控制系统，其特征在于：包括工控机、控制器VCU、转向油缸和油缸长度传感器，所述工控机、控制器VCU和电液转向器通过CAN总线依次连接在一起，所述电液转向器通过液压管路与转向油缸连接，所述油缸长度传感器设置在转向油缸上，所述油缸长度传感器与电液转向器线连接。2.如权利要求1所述无人矿卡线控转向控制系统，其特征在于：所述工控机模块为自动驾驶边缘计算设备。3.如权利要求1所述无人矿卡线控转向控制系统，其特征在于：所述控制器VCU模块用于部署底盘转向线控程序，接收并解析工控机模块横向控制指令、存储转向控制信号及对应的转向角度数据。4.如权利要求1所述无人矿卡线控转向控制系统，其特征在于：所述电液转向器、转向油缸和油缸长度传感器组成闭环控制系统。5.如权利要求1所述无人矿卡线控转向控制系统，其特征在于：所述转向油缸为最终执行器。6.使用权利要求1所述的无人矿卡线控转向控制系统的自适应拟合转向参数的方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、通过工控机检测转向控制系统精度，当检测到长时间转向控制精度低于无人驾驶运行要求时，发送风险提示至总线；S2、控制器VCU收到转向系统风险提示，自主进行转向器中位参数标定及更新；S3、控制器VCU线控转向模块向电液转向器梯度发送转向控制信号，并接收对应向油缸长度信号；S4、将转向油缸长度信号转化为转向角度，并存储转向控制信号及对应的转向角度数据；S5、控制器VCU对上一步骤的存储数据进行多项式拟合，计算并更新转向控制参数；S6、验证转向系统控制精度，自适应拟合转向参数。7.如权利要求6所述的无人矿卡线控转向控制自适应拟合转向参数的方法，其特征在于：步骤S1中，工控机在每个控制周期内，接收控制器VCU反馈的最终实际转向角度与控制指令的转向角度期望值的差的绝对值ABS_V，此...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢和平，徐明亮，李志鹏，房康宁，刘凯，王振兴，王鹏，徐胜利，周运杰，夏友斌，
申请(专利权)人：徐州徐工矿业机械有限公司，
类型：发明
国别省市：