一种铰接转向车辆双向行驶路径跟踪控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种铰接转向车辆双向行驶路径跟踪控制方法及系统，涉及无人驾驶车辆的运动控制技术领域，包括：构建铰接转向车双向行驶的硬件平台；对铰接转向车的正向行驶路径进行参考点选取；对铰接转向车的反向行驶路径进行参考点选取；基于硬件平台和参考点，进行铰接转向车的双向行驶路径跟踪控制。本发明专利技术提出硬件平台设置方法，解决现有铰接转向车辆无人驾驶系统无法提供后桥位置姿态信息的问题，其次提出双向行驶工况下的切换参考点选取方法，解决正向行驶和反向行驶时控制点不同导致的参考点不同问题。提出了一种反向行驶工况下，以后桥中点为控制点的路径跟踪控制框架，解决在不改变定位系统正方向的情况下实现反向路径跟踪的问题。径跟踪的问题。径跟踪的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种铰接转向车辆双向行驶路径跟踪控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及无人驾驶车辆的运动控制
，尤其涉及一种铰接转向车辆双向行驶路径跟踪控制方法及系统。

技术介绍

[0002]铰接转向车辆通常可以简称为铰接车，其英文名称为Articulated Steering Vehicle，简称为Articulated Vehicle。这种车辆通过主动改变前后车体的铰接角(即折腰角)实现转向，与半挂车、全挂车等前轮转向，后车体随动的车辆(CN115950442A)具有本质不同。关于这种车辆的路径跟踪控制，目前已有一些研究成果(Bai G,Liu L,Meng Y,et al.Path tracking of mining vehicles based on nonlinear model predictive control[J].Applied Sciences,2019,9(7):1372；孟宇,汪钰,顾青,等.基于预见位姿信息的铰接式车辆LQR
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GA路径跟踪控制[J].农业机械学报,2018,49(6):375
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铰接转向车辆双向行驶路径跟踪控制方法，其特征在于，方法步骤包括：S1、构建铰接转向车双向行驶的硬件平台；S2、对所述铰接转向车的正向行驶路径进行参考点选取；对所述铰接转向车的反向行驶路径进行参考点选取；S3、基于所述硬件平台和所述参考点，进行所述铰接转向车的双向行驶路径跟踪控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，构建铰接转向车双向行驶的硬件平台，包括：在前车体设置前桥中心定位系统，在后车体设置后桥中心定位系统，在铰接点处设置铰接角、铰接角速度传感器。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述前桥中心定位系统的输出数据包括：前桥中心在全局坐标系中的横坐标、纵坐标和前车体航向角，在前桥坐标系的前车体纵向速度、前车体横摆角速度；前桥坐标系的纵向正方向为前车体前进方向，横向正方向为前车体前进方向的左侧，前车体航向角、前车体横摆角速度正方向为逆时针方向。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，后桥中心定位系统的输出数据包括：后桥中心在全局坐标系中的横坐标、纵坐标和后车体航向角，在后桥坐标系的后车体纵向速度、后车体横摆角速度；后桥坐标系的纵向正方向为后车体前进方向，横向正方向为后车体前进方向的左侧，后车体航向角、后车体横摆角速度正方向为逆时针方向；所述铰接角为前车体航向角和后车体航向角之差，铰接角、铰接角速度正方向为逆时针方向。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，对所述铰接转向车的正向行驶路径进行参考点选取，包括：在正向行驶时，通过求解如下述公式(1)优化函数选取参考点：式中，x表示横坐标，y表示纵坐标，下标f表示前桥中心，下标i表示参考路径点列中的第i个点；当第i个点与前桥中心距离最近时，则i点即为正向行驶参考点。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，对所述铰接转向车的反向行驶路径进行参考点选取，包括：在反向行驶时，通过求解如下述公式(2)优化函数选取参考点：式中，下标r表示后桥中心；当第j个点与后桥中心距离最近时，j点即为反向行驶参考点。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：白国星，杨欣，孟宇，顾青，刘立，陈善耀，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：