【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于自动控制类，尤其涉及一种新的铰接车辆控制方法。
技术介绍
1、农机、装卸车、矿区运输车等车辆的自主控制需要回答3个基础问题：我在哪？我去哪？怎么去？而对车辆进行转向控制的自动驾驶系统属于第3个问题的范畴。解决怎么去的问题。第1步就需要构建控制模型。对于铰接转向的车辆而言，因其特殊的2段铰接的结构特点，通用的“自行车模型”并不适用，因此需要基于运动及几何约束，单独构建合适的运动学控制模型。
2、对于铰接车辆的控制模型，一般是基于车辆的非完整性约束方程与2段刚体运动约束方程，构建基于铰接转向车辆前轮中点处的“单中心”误差模型，或是基于铰接转向车辆前轮中点与后轮中点的“双中心”误差模型。前者虽然简单，但当车辆沿曲线行驶的过程中，因其铰接转向结构，会导致车辆前半部分沿着曲线运动、而车辆后半部分明显偏离规划曲线的问题。而后者，非常容易导致模型变量冗余的问题，会给后续求解带来一定的难度。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
2、一种新的铰接车辆控制方法，包括以下步骤，
3、s100：基于当前位姿及参考路径计算横向位置偏差及横摆角度偏差；
4、s200：基于当前位姿及参考路径计算曲率偏差；
5、s300：构建运动学误差模型解出控制量。
6、优选的，所述的步骤s100中，
7、假设车辆的当前位姿为p0(xi,yi,θi)，参考路径为γ(xr(s),yr(s))，其中s
8、当前位姿为p0(xi,yi,θi)：xi-世界坐标系中的x坐标值，yi-世界坐标系中的y坐标值,θi-车辆坐标系(以车辆前轮中点为原点，以车头方向为x轴正，符合右手法则)在世界坐标系中的倾角，即车辆的当前姿态；
9、参考路径为γ(xr(s),yr(s))：xr(s)-世界坐标系下的参考路径x坐标表达式，yr(s)-世界坐标系下的参考路径y坐标表达式,s-为自变量参数；
10、s*：参考路径中离当前点最近的点对应的自变量参数；
11、则p*(xr(s*),yr(s*))处的切线单位向量为
12、则p0(xi,yi,θi)处的绝对偏差向量为
13、则p0(xi,yi,θi)处的横向位置偏差εy为与的向量积：
14、
15、则p0(xi,yi,θi)处的横摆角度偏差εθ：
16、
17、优选的，所述的步骤s200中，
18、p*(xr(s*),yr(s*))处的路径曲率：
19、
20、基于车辆前轮中点、后轮中点至铰接处的距离及铰接角度容易求出与两中点相切的近似圆，其半径为r，
21、则p0(xi,yi,θi)处的曲率偏差：
22、优选的，所述的步骤s300中，
23、非完整性约束方程：
24、2段刚体约束方程：
25、(x0，y0)、(x1，y1)分别为前轮中点、后轮中点在世界坐标系下的坐标值，θ0、θ1分别为前轮中点坐标系(以前轮中点为原点，以车辆正向为x正，符合右手法则)后轮中点坐标系(以后轮中点为原点，以车辆正向为x正，符合右手法则)在世界坐标下的倾角，即车辆前后两部分的当前姿态；
26、根据非完整性约束方程及铰接车辆2段刚体约束方程可得误差向量与其微分之间的关系为
27、
28、其中l0为前轴距离(铰接点至前轮中点的距离)，l1为后轴距离，总轴距l＝l0+l1其为了消掉对状态变量稍作处理，得：
29、
30、v0：车辆前部分的速度；
31、γ：铰接处的角度；
32、铰接处的角速度；
33、铰接处的角加速度；
34、对方程采用标准的lqr或mpc进行求解，得到控制量
35、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：为了解决铰车转向车辆前后部分运动轨迹与规划曲线一致符合的问题，同时也不希望控制模型中引入额外的约束从而降低后续求解的难度。充分考虑铰车转向车辆的结构特点，提出了一种新的控制模型。该控制模型也是以车辆前轮中点为参考中心，但在误差模型中，除了横向位置偏差、横摆角度偏差等，还创造性地提出了曲率偏差的概念，该曲率偏差能够准确描述铰接车辆前后部分运动轨迹与规划曲线符合准确度的问题，从而通过较少的状态变量就可完整描述铰接车辆的控制误差模型，充分利用了“单中心”简单以及“双中心”能够解决车辆前后部分运动轨迹与规划曲线一致符合的优点。
36、本专利技术的工作原理：车体通过安装gnss天线或其他定位数据测量装置，以及检测车辆实时铰接角度的角度传感器，或者通过安装于车身的惯性测量单元估算出铰接处的实时角度及角速度，从而代入模型公式，解决在曲线行驶过程中，车辆前后部分运动轨迹与路径符合的问题。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种新的铰接车辆控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种新的铰接车辆控制方法，其特征在于，所述的步骤S100中，
3.根据权利要求1所述的一种新的铰接车辆控制方法，其特征在于，所述的步骤S200中，
4.根据权利要求1所述的一种新的铰接车辆控制方法，其特征在于，所述的步骤S300中，
【技术特征摘要】
1.一种新的铰接车辆控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种新的铰接车辆控制方法，其特征在于，所述的步骤s100中，
3.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：万福平，李晓宇，王锐，具大源，
申请(专利权)人：上海联适导航技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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