【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于自动控制类，尤其涉及一种新的基于“折线”路径的车辆控制方法。
技术介绍
1、割草机、仓储物流车、农机等的自主控制需要回答3个基础问题：我在哪？我去哪？怎么去？而对车辆的横/纵向控制属于第3个问题的范畴。针对不同的场景，需要提供不同的横/纵向控制方法。其中，有一类“折线”路径场景对应的横/纵向控制，其应用范围广泛。该场景对应的横/纵向控制，当前有两个极端：第一个极端是横向控制做得比较细致，但对纵向控制考虑的不够全面。与只考虑横向控制的自动驾驶(或辅助驾驶)相比，这种横/纵向控制的无人驾驶，纵向控制的优劣既会对整体控制性能产生重要影响，也会影响到车辆的使用寿命；第二个极端是，参考乘用车的横/纵向控制方法，但乘用车面对的是完全非结构化场景，其控制的侧重点也不同，控制器的性能差异也很大。因此，针对“折线”路径场景，选择合适的横/纵向控制方法尤为重要。
2、与乘用车无人驾驶的控制侧重点不同，在这种结构化或半结构化下的“折线”路径场景下，控制精度往往是个非常重要的指标，乘用车30公分左右的误差是不能满足使用要求的。而对于“折线”路径而言，如果不对作精细化纵向控制，是很难保证在“折点”附近的精度要求，且考虑避障等要求，这些“折点”往往精度要求更高。
3、因此，在“折线”路径的车辆控制过程中，如何提高纵向控制和“折点”控制的精度，是目前行业研究的热点和痛点。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，针对“折线”路径场景下的车辆控制，本方提出了一种新的基于“折线
2、本专利技术提供如下技术方案：
3、一种新的基于“折线”路径的车辆控制方法，包括以下步骤：
4、s100：获取车辆的实时位姿信息；
5、s200：基于通过点集计算路径段的行驶方向；
6、s300：基于通过点集计算路径段的纵向线速度；
7、s400：计算“折点”处的角速度；
8、s500：计算路径段的角速度。
9、优选的，通过所述路径段的纵向线速度、所述路径段的角速度和所述“折点”处的角速度进行车辆的实时控制。
10、优选的，所述的步骤s100中，通过车辆上安装gnss天线，获取车辆的实时位姿信息。
11、优选的，所述的步骤s200中，
12、规划车辆的通过点集为si(xi,yi),i＝1,2,...,n，xi,yi分别为车辆坐标系原点在世界坐标系下的x坐标分量与y坐标分量；
13、则该点集共包含n-1条路径段，对于第i条路径段，其路径倾角θi为θi＝atan2(δyi,δxi)＝atan2(yi+1-yi,xi+1-xi)，i＝1,2,...,n-1；
14、令δθi＝θi-θi-1，i＝2,3，...,n-1，则
15、
16、基于第1条路径段的行驶方向，可递推确定各路径段的行驶方向di，
17、
18、优选的，所述的步骤s300中，
19、规划车辆的通过点集为si(xi,yi),i＝1,2,...,n，xi,yi分别为车辆坐标系原点在世界坐标系下的x坐标分量与y坐标分量，
20、则该点集共包含n-1条路径段，对于第i条路径段，其路径倾角θi为θi＝atan2(δyi,δxi)＝atan2(yi+1-yi,xi+1-xi)，i＝1,2,...,n-1；
21、以si(xi,yi),i＝1,2,...,n-1为原点，以si(xi,yi)指向si+1(xi+1,yi+1)为x轴正，符合右手法则确定y正，建立路径坐标系fi，根据车辆的当前点的位姿为p0(x0,y0,θ0)，根据平面坐标转换公式：
22、
23、可得车辆在路径坐标系fi下的x坐标为x0i，y坐标为y0i，姿态为θ0i；
24、x0i表明车辆自起始点si(xi,yi)驶向目标点si+1(xi+1,yi+1)的过程中当前点的位姿p0(x0,y0,θ0)与起始点si(xi,yi)的距离在路径段sisi+1上的投影，
25、xx0i表明车辆自起始点si(xi,yi)驶向目标点si+1(xi+1,yi+1)的过程中当前点的位姿p0(x0,y0,θ0)与目标点si+1(xi+1,yi+1)的距离在路径段sisi+1上的投影，
26、令xx0i＝||sisi+1||-x0i，则
27、
28、其中，当前点的位姿p0：x0-世界坐标系中的x坐标值，y0-世界坐标系中的y坐标值；θ0-车辆坐标系(以车辆几何中心为原点，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；
29、||sisi+1||：起始点si与目标点si+1之间的距离；
30、
31、其中，vstart：启动速度，|δθi|≤θmin，vstart＝vis；|δθi|>θmin，vstart为设定值；
32、θmin为设定的同向路径段的角度差，理论为0，实际为1个较小值；
33、da：加速距离，当‖sisi+1‖≤da+dd，da＝0.5||sisi+1||；||sisi+1||＞da+dd，da为设定值；
34、vis：第i条路径段上的设定速度；
35、
36、其中，vtmp：中间变量；|δθi+1|≤θmin，vtmp＝vi+1,s；|δθi+1|＞θmin，vtmp为设定值；
37、dd：减速距离，当||sisi+1||≤da+dd，dd＝0.5||sisi+1||；||sisi+1||＞da+dd，dd为设定值；
38、dmin：路径段之间切换的纵向距离阀值，理论值为0，实际设为较小的值；
39、纵向线速度的绝对值
40、纵向线速度vi＝vi′di。
41、优选的，所述的步骤s400中，
42、
43、令角度差δθv0＝θvi-θ0，则
44、不加限定的角速度
45、其中，kb：大角度差旋转系数，为设定值；
46、θb：大角度误差阀值，为设定值；
47、ks：小角度差旋转系数，为设定值；
48、θs：小角度误差阀值，为设定值；
49、
50、其中，ωmin：最小的旋转角速度，为设定值；
51、ωmax：最大的旋转角速度，为设定值。
52、优选的，所述的步骤s500中，根据所述s200中的y0i和θ0i，y0i为此时的横向位置偏差，θ0i为此时横摆角度偏差；结合横向控制算法，得到路径段的角速度ωmi。
53、优选的，所述的横向控制算法为纯跟踪、前轴反馈、后轴反馈、lqr与mpc中的任意一种。
54、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：可以实现“折线本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新的基于“折线”路径的车辆控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种新的基于“折线”路径的车辆控制方法，其特征在于，通过所述路径段的纵向线速度、所述路径段的角速度和所述“折点”处的角速度进行车辆的实时控制。
3.根据权利要求1所述的一种新的基于“折线”路径的车辆控制方法，其特征在于，所述的步骤S100中，通过车辆上安装GNSS天线，获取车辆的实时位姿信息。
4.根据权利要求1所述的一种新的基于“折线”路径的车辆控制方法，其特征在于，所述的步骤S200中，
5.根据权利要求1所述的一种新的基于“折线”路径的车辆控制方法，其特征在于，所述的步骤S300中，
6.根据权利要求1所述的一种新的基于“折线”路径的车辆控制方法，其特征在于，所述的步骤S400中，
7.根据权利要求1所述的一种新的基于“折线”路径的车辆控制方法，其特征在于，所述的步骤S500中，根据所述S200中的y0i和θ0i，y0i为此时的横向位置偏差，θ0i为此时横摆角度偏差；结合横向控制算法，得到路径段的角速度ωmi
8.根据权利要求7所述的一种新的基于“折线”路径的车辆控制方法，其特征在于，所述的横向控制算法为纯跟踪、前轴反馈、后轴反馈、LQR与MPC中的任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种新的基于“折线”路径的车辆控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种新的基于“折线”路径的车辆控制方法，其特征在于，通过所述路径段的纵向线速度、所述路径段的角速度和所述“折点”处的角速度进行车辆的实时控制。
3.根据权利要求1所述的一种新的基于“折线”路径的车辆控制方法，其特征在于，所述的步骤s100中，通过车辆上安装gnss天线，获取车辆的实时位姿信息。
4.根据权利要求1所述的一种新的基于“折线”路径的车辆控制方法，其特征在于，所述的步骤s200中，
5.根据权利要求1所述的一种新的基于“折线...
【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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