[發明專利]用于移動載具的路徑跟蹤方法

在審

• 申請號: 201810556921.4
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108646743A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 陳勇;龔建飛;陳鳳梧;張哲;朱海微;楊養文;湯馮煒;管國祥
• 申請（專利權）人: 浙江亞特電器有限公司;無錫卡爾曼導航技術有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 項軍

本發明提供了用于移動載具的路徑跟蹤方法，屬于導航領域，包括獲取移動載具的當前位置和行駛方向，基于當前位置和行駛方向確定移動載具行駛至目的地的行駛路徑；將移動載具簡化為差速模型，建立差速模型在行駛路徑中的前進目標函數，獲取前進目標函數的最優解；將得到的最優解作為最優差速控制量對差速模型對應的移動載具進行速度控制，直至移動載具行駛至目的地。通過將移動載具的運動學模型簡化為2輪差速模型，以便尋求最優路徑跟蹤，采用最小均方誤差進行割草機的自動作業。本發明提供的路徑跟蹤方法計算簡單，且算法本身具有天然穩定性，同時與組合導航相結合，保證跟蹤的穩定性和可靠性。

技術領域

本發明屬于導航領域，特別涉及用于移動載具的路徑跟蹤方法。

背景技術

包括智能割草機等一系列移動載具在移動過程中，往往由于地形起伏變化或者移動部件誤差等原因，經常無法按原計劃路線行進，因此如何對移動載具的行駛路徑進行跟蹤，已經成為亟待解決的問題。

發明內容

為了解決現有技術中存在的缺點和不足，本發明提供了用于提高行駛路徑準確性的用于移動載具的路徑跟蹤方法。

為了達到上述技術目的，本發明提供了用于移動載具的路徑跟蹤方法，所述路徑跟蹤方法，包括：

獲取移動載具的當前位置和行駛方向，基于當前位置和行駛方向確定移動載具行駛至目的地的行駛路徑；

將移動載具簡化為差速模型，建立差速模型在行駛路徑中的前進目標函數，獲取前進目標函數的最優解；

將得到的最優解作為最優差速控制量對差速模型對應的移動載具進行速度控制，直至移動載具行駛至目的地。

可選的，所述將移動載具簡化為差速模型，包括：

獲取移動載具驅動輪的速度值；

根據移動載具的當前位置、行駛方向、驅動輪的速度值，計算移動載具下一時刻所處的位置以及行駛方向；

根據移動載具的當前位置以及下一時刻所處的位置，計算得到移動載具在下一時刻的橫向偏差、航向偏差。

可選的，所述建立差速模型在行駛路徑中的前進目標函數，獲取前進目標函數的最優解，包括：

定義目標函數：

h_m＝(k·p_em)²+(θ_em)²

其中，k為加權系數；

計算所有m＝1,2,…n所對應的h_m，找到h_m取最小值時對應的m＝m_min，則為所要尋求的最優控制量。

可選的，所述將得到的最優解作為最優差速控制量對差速模型對應的移動載具進行控制，包括：

獲取到的最優差速控制量計算車輛驅動輪的轉速，控制車輛的行走與轉向；

根據運動學模型：

v_lk＝v-δv/2

v_rk＝v+δv/2

則左右輪的轉速ω_l、ω_r分別為

ω_l＝v_l*k_redu/π/D

ω_r＝v_r*k_redu/π/D

其中，k_redu為電機減速比，D為車輪直徑。