面向特种车辆应用的三维地形补偿方法和系统技术方案

本申请提出了一种面向特种车辆应用的三维地形补偿系统，涉及特种车辆应用技术领域，其中，该方法包括：车身姿态传感器，用于检测特种车辆的车身姿态；GNSS双天线，用于接收特种车辆的卫星定位信息；转向控制电机，用于控制特种车辆转向；触控显示屏，用于显示特种车辆的状态信息；核心控制器，用于根据特种车辆的车身姿态、卫星定位信息控制特种车辆运动，通过转向控制电机控制特种车辆转向，并将特种车辆的状态信息显示在触控显示屏上。采用上述方案的本发明专利技术能够满足满足特种车辆在复杂地形下自动化控制需求。下自动化控制需求。下自动化控制需求。

【技术实现步骤摘要】
面向特种车辆应用的三维地形补偿方法和系统


[0001]本申请涉及特种车辆应用
，尤其涉及面向特种车辆应用的三维地形补偿方法和系统。

技术介绍

[0002]特种车辆广泛应用于工程施工、农业作业、消防安全以及国防军事等领域，其工作环境往往比较复杂，对于工作效率要求较高，有着自动化和智能化需求。由于特种车辆工作的地形经常起伏不平或者存在较大坡度，对于其自动化控制系统来说存在相当大的挑战，传统的自动化控制系统在复杂地形下容易出现不稳定或者失效的情况，导致较大的作业偏差甚至对行驶安全造成威胁。

技术实现思路

[0003]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0004]为此，本申请的第一个目的在于提出一种面向特种车辆应用的三维地形补偿系统，解决了现有方法在复杂地形下容易出现不稳定或者失效的情况，导致较大的作业偏差甚至对行驶安全造成威胁的技术问题，满足了特种车辆在复杂地形下自动化控制需求。
[0005]本申请的第二个目的在于提出一种面向特种车辆应用的三维地形补偿系统。
[0006]为达上述目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向特种车辆应用的三维地形补偿系统，其特征在于，包括：车身姿态传感器，用于检测所述特种车辆的车身姿态；GNSS双天线，用于接收所述特种车辆的卫星定位信息；转向控制电机，用于控制所述特种车辆转向；触控显示屏，用于显示所述特种车辆的状态信息；核心控制器，用于根据所述特种车辆的车身姿态、卫星定位信息控制所述特种车辆运动，通过所述转向控制电机控制所述特种车辆转向，并将所述特种车辆的状态信息显示在所述触控显示屏上。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车身姿态传感器通过焊接方式水平安装于所述特种车辆的驾驶室内，所述车身姿态传感器与车身方向对齐。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述GNSS双天线包括主天线和副天线，所述GNSS双天线通过焊接方式安装在所述特种车辆的外侧顶部，所述GNSS双天线连线与车辆中轴线垂直，所述主天线和副天线的高度保持一致，所述主天线和副天线的间距大于预设距离。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述核心控制器安装于所述特种车辆驾驶室内，所述核心控制器包括：RTK定位模块、位姿估计模块、地形建模与预测模块、三维地形补偿计算模块、控制模块、通讯模块，其中，所述RTK定位模块，用于接收GNSS双天线的卫星定位信息和RTK差分数据，同时获得双天线俯仰角与航向角；所述位姿估计模块，用于使用扩展卡尔曼滤波器融合所述卫星定位信息与车身姿态传感器数据，实现对车辆位置和姿态的估计，获得车辆的六轴位姿；所述地形建模与预测模块，用于通过所述车辆的六轴位姿以及车辆模型，对车辆所处位置地形进行建模，得到当前三维地形模型，并通过历史三维地形模型，对前方地形进行预测，得到预测三维地形模型；所述三维地形补偿计算模块，用于基于当前和预测的三维地形模型以及车辆的速度、角速度和所述车辆的六轴位姿进行解算，得到车辆补偿量，其中，所述车辆补偿量通过车辆模型和运动模型计算得到，所述车辆补偿量包括横向控制补偿和位置补偿，所述横向控制补偿用于补偿车辆的横滚角对车辆转向轮产生扭矩，所述位置补偿用于补偿地形不平引起的车辆中心位置投影与轨迹的偏差；所述控制模块，用于根据所述车辆补偿量对控制输出量进行补偿，结合车辆位置与预期轨迹偏差，计算控制量，通过所述通讯模块输出到控制器。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述位姿估计模块，包括系统建模单元、初始化单元、预测单元、更新单元、位姿输出单元，其中，所述系统建模单元，用于建立所述特种车辆的状态空间模型和状态向量，其中，所述状态向量包括车辆的位置、速度、姿态，所述姿态包括俯仰角、横滚角、航向角；所述初始化单元，用于对所述状态向量和所述状态向量对应的状态协方差矩阵进行初始化，得到初始化值，其中，所述状态向量的初...

【专利技术属性】
技术研发人员：马林，欧阳晨光，胡苏兴，
申请(专利权)人：北京清博华创测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：