[發(fā)明專利]通過速度系數(shù)優(yōu)化自動駕駛儀控制效果的實現(xiàn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010117592.0
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111208832A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設計）人: 崔紅杰;鄭地師
• 申請（專利權）人: 深圳冰河導航科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 深圳市恒和大知識產(chǎn)權代理有限公司 44479
• 代理人: 何園園

本發(fā)明提供了一種通過速度系數(shù)優(yōu)化自動駕駛儀控制效果的實現(xiàn)方法，涉及農(nóng)機自動駕駛領域。該方法包括：步驟S1、檢測機車的當前行駛速度；步驟S2、選擇當前行駛速度對應的速度系數(shù)；以及步驟S3、用選擇的速度系數(shù)對行進方向控制系統(tǒng)中的PID環(huán)的輸出值修正。通過引進速度系數(shù)，在拖拉機做自動駕駛作業(yè)的過程中，就可以不用刻意的控制機車行駛速度和行駛方向，即使是在變速作業(yè)的情況下，也可以正常的控制拖拉機行駛的方向，這樣就拓寬了自動駕駛行駛速度的適用范圍，減輕了拖拉機駕駛員作業(yè)的工作強度，提高了拖拉機工作效率。而且具有簡單，易于實施的特點。

技術領域

本發(fā)明涉及農(nóng)機自動駕駛領域，具體是一種通過速度系數(shù)優(yōu)化自動駕駛儀控制效果的實現(xiàn)方法。

背景技術

隨著時代的發(fā)展，農(nóng)機自動駕駛技術在農(nóng)田作業(yè)中的使用越來越普及。農(nóng)機自動駕駛過程中，由于負重或地形因素影響，需要調整轉向，因此自動駕駛儀具有行進方向控制系統(tǒng)，目前，自動駕駛儀是以一個多層嵌套的PID(Proportion Integral Derivative，比例-積分-微分)控制對機車的行進方向進行控制。在實際應用中存在以下缺陷：適用的速度區(qū)間較小，轉向控制不理想，不能滿足機車實際作業(yè)時行駛速度的變化要求。具體表現(xiàn)為，當機車的速度過大時轉向控制發(fā)散，車身可能大幅搖擺產(chǎn)生危險，當機車的速度過小時轉向遲緩。

鑒于此，發(fā)明人提出了本發(fā)明創(chuàng)造。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種通過速度系數(shù)優(yōu)化自動駕駛儀控制效果的實現(xiàn)方法，以解決現(xiàn)有技術存在的適用的速度區(qū)間較小、轉向控制不理想的技術缺陷。

為達上述目的，發(fā)明人進行了深入研究。附圖1中示出了拖拉機轉向時各物理量的關系，附圖1中，各物理量的定義如下，v：拖拉機行駛速度，L：拖拉機軸距，α：外轉向輪的轉向角，β：內(nèi)轉向輪的轉向角，R：車輛的轉彎半徑，ω：車輛的轉向角速度，a：車輛的橫向加速度，O：車輛的轉向中心。由阿克曼轉向原理可知，車輛在轉彎過程中，所有車輪軸線的延長線都相交于一點，即，轉向中心O。

由此得出：

車輛的轉彎半徑R＝L/sinα

車輛的轉向角速度ω＝v/R＝v*sinα/L

車輛的橫向加速度a＝v*ω＝v²*sinα/L

由上述公式可以看出，當轉向角α和軸距L確定的時候，車輛的橫向加速度a和行駛速度v的平方成正比，車輛的轉向角速度ω和行駛速度v成正比。

在上述研究的基礎上，發(fā)明人提出了以下發(fā)明構思：引入速度系數(shù)，在做PID環(huán)上增加速度系數(shù)，這樣就保證了在不同的行駛速度下，車輛的轉向角速度保持恒定，從而提高了自動駕駛儀能適用的速度區(qū)間，使得轉向控制更理想，亦可在倒車的時候也能做正確的方向控制。

本發(fā)明具體的技術方案如下：

一種通過速度系數(shù)優(yōu)化自動駕駛儀控制效果的實現(xiàn)方法，其包括以下步驟：

步驟S1、檢測機車的當前行駛速度；

步驟S2、選擇當前行駛速度對應的速度系數(shù)；以及

步驟S3、用選擇的速度系數(shù)對行進方向控制系統(tǒng)中的PID環(huán)的輸出值修正。

在上述的通過速度系數(shù)優(yōu)化自動駕駛儀控制效果的實現(xiàn)方法中，優(yōu)選地，所述速度系數(shù)包括數(shù)值和符號，當機車的當前行駛速度為正時，對應的速度系數(shù)的符號為正；當機車的當前行駛速度為負時，對應的速度系數(shù)的符號為負。這樣，使得在倒車的時候也能做正確的方向控制。

當所述機車為大中型拖拉機，作業(yè)場景為農(nóng)田作業(yè)時，優(yōu)選地，所述速度系數(shù)包括以下兩種：

機車的當前行駛速度小于1米/秒時，速度系數(shù)為1；