[發明專利]一種基于視覺導引的輪胎吊自動糾偏控制模型確定方法

有效

• 申請號: 201911204269.0
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN111025900B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 張伯川;唐波;劉燕欣;高仕博;肖利平;張聰;閆威;徐安盛;許敏;閆濤;常城;張藝佳;蘇曉靜;熊寸平;魏小丹;司文杰
• 申請（專利權）人: 北京航天自動控制研究所
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.一種基于視覺導引的輪胎吊自動糾偏控制模型確定方法，其特征在于通過下述方式實現：

根據給定的輪胎吊的位置偏差確定輪胎吊自動糾偏策略；所述的策略采用差速控制方法改變位置偏差，即先加速單側輪組，再反向加速另側輪組使退出差速糾偏的時刻的位置偏差和角度偏差為0；

根據輪胎吊行駛時縱向動力學數學模型，推導出輪胎吊差速控制期間加速度及轉向角速度；

根據上述差速控制期間加速度及轉向角速度結合給定的位置偏差、角度偏差，推導出輪胎吊差速控制期間輪胎吊運動軌跡的解析表達式；并根據所述的運動軌跡的解析表達式，推導出輪胎吊差速控制期間輪胎吊差速糾偏最大位置偏差表達式；所述的輪胎吊差速控制期間輪胎吊運動軌跡的解析表達式如下：

其中，t₀為時間起點，T′為時間終點；Δd(t₀)為t₀時刻輪胎吊位置偏差，S_y為t₀+T′時刻輪胎吊位置偏差，S_x為t₀至t₀+T′期間輪胎吊在行進線方向行駛距離，Δα(t)為t時刻的角度偏差，w(t)為t時刻的轉向角速度、V(t)為t時刻的輪胎吊的速度。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的輪胎吊自動糾偏策略具體為：

當位置偏差Δd＞0時，先左側輪組加速，加速時長T1；右側輪組速度不變，利用正差速糾偏，直到位置偏差滿足預設條件，該階段時長T2；左右側輪組差速為零；再右側輪組加速，結束時刻記t₁,左側輪組速度不變，利用負差速糾偏，使位置偏差和角度偏差同時滿足要求；

當位置偏差Δd＜0時，先右側輪組加速，加速時長T1；左側輪組速度不變，利用正差速糾偏，直到位置偏差滿足預設條件，該階段時長T2；左右側輪組差速為零；再左側輪組加速，結束時刻記t₁,右側輪組速度不變，利用負差速糾偏，使位置偏差和角度偏差同時滿足要求。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：正差速為Δv＝(0.05～0.5)V₀，V₀為加速輪組未糾偏前的速度；

負差速Δv(t₁)根據負差速開始加速時刻t₀的位置偏差Δd(t₀)和角度偏差Δα(t₀)計算，計算公式如下：

其中，

V”(t₁)＝V₀+0.5×abs(Δv”(t₁))；

L為輪胎吊左右輪組之間的間距；

Δd(t₁)、Δα(t₁)為負差速由0變為Δv”(t₁)時的位置偏差和角度偏差。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：輪胎吊差速控制期間加速度及轉向角速度推導過程中假設加速期間為勻加速運動，同時轉向角速度w(t)由0變為w(t)勻速變化；其中，L為輪胎吊左右輪組之間的間距，Δv(t)為控制期間的差速。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

采用數值逼近的方法來求解加速T1期間解析表達式的近似解析解；

將T1加速結束時刻記為t₀，以t₀為時間起點，通過積分確定t₀+T₂時刻所述解析表達式的解析解；

利用兩部分解析解確定輪胎吊差速控制期間輪胎吊差速糾偏最大位置偏差S_ymax表達式以及確定T2。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：所述的近似解析解表達方式如下：

其中，T為采樣周期，Δc(t₀)為輪胎吊輪組在t₀時刻前進方向的位置。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：所述解析解的表達方式如下：