[發(fā)明專利]一種無人車的自主平滑轉(zhuǎn)彎控制系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010401569.4
• 申請(qǐng)日: 2020-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN111483455B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張繼孝;王飛;曾龍;林勁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽鳩茲航空智能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): B60W30/045
• 分類號(hào): B60W30/045;B60W60/00;B60L15/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種無人車的自主平滑轉(zhuǎn)彎控制系統(tǒng)，其特征在于：包括RTK定位模塊、慣性測量模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、ECU控制器、VCU控制器，ECU控制器獲取RTK定位模塊、慣性測量模塊與VCU控制器的數(shù)據(jù)，結(jié)合路徑路線，通過融合算法計(jì)算無人車的位置、航向、速度數(shù)據(jù)，從而控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，使無人車在自主模式下沿路線進(jìn)行運(yùn)行；自主模式是指，地面站完成路線規(guī)劃后，將路徑路線通過數(shù)據(jù)鏈路傳輸?shù)綗o人車，無人車按規(guī)劃的路線自動(dòng)運(yùn)行，在轉(zhuǎn)彎時(shí)所有運(yùn)行動(dòng)作均由無人車自主完成，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、平滑的轉(zhuǎn)彎動(dòng)作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人車控制系統(tǒng)，是一種無人車的自主平滑轉(zhuǎn)彎控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

無人車的平穩(wěn)轉(zhuǎn)彎控制是無人車領(lǐng)域的一個(gè)難點(diǎn)，尤其是銳角的拐點(diǎn)。一般的無人車轉(zhuǎn)彎控制通過L1路徑控制方法。這種方法的問題有：

1、由于位置誤差的原因，拐彎時(shí)動(dòng)作猛烈

2、拐彎完成后，在航線上左右擺動(dòng)。

3、劇烈擺動(dòng)，對(duì)差速輪物理結(jié)構(gòu)有損傷。

目前無人車自主轉(zhuǎn)彎主流方案是采用L1控制器，通過位置計(jì)算無人車需要移動(dòng)的橫向量，它可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，但是由于其算法的限制，轉(zhuǎn)彎時(shí)就會(huì)導(dǎo)致車輛擺動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)方案的不足，為實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、平滑、精確的轉(zhuǎn)彎，提供了一種無人車的自主平滑轉(zhuǎn)彎控制系統(tǒng)及其控制方法的技術(shù)方案。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種無人車的自主平滑轉(zhuǎn)彎控制系統(tǒng)，包括RTK定位模塊、慣性測量模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、ECU控制器、VCU控制器，

RTK定位模塊通過UART接口與ECU控制器電連接，慣性測量模塊通過SPI接口與ECU控制器電連接，VCU控制器通過CAN接口與ECU控制器電連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過PWM接口與ECU控制器電連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)力輸出軸與無人車的車輪機(jī)械連接，ECU控制器獲取RTK定位模塊、慣性測量模塊與VCU控制器的數(shù)據(jù)，結(jié)合路徑路線，通過融合算法計(jì)算無人車的位置、航向、速度數(shù)據(jù)，從而控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，使無人車在自主模式下沿路線進(jìn)行運(yùn)行；

自主模式是指，地面站完成路線規(guī)劃后，將路徑路線通過數(shù)據(jù)鏈路傳輸?shù)綗o人車，無人車按規(guī)劃的路線自動(dòng)運(yùn)行，在轉(zhuǎn)彎時(shí)所有運(yùn)行動(dòng)作均由無人車自主完成，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、平滑的轉(zhuǎn)彎動(dòng)作。

一種無人車的自主平滑轉(zhuǎn)彎控制方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1，初始化，無人車各個(gè)模塊連接正常；

步驟2，通過測繪獲得運(yùn)行區(qū)域坐標(biāo)后，地面站根據(jù)坐標(biāo)數(shù)據(jù)規(guī)劃無人車路線，將路徑路線通過數(shù)據(jù)鏈路上傳到無人車；

步驟3，無人車解鎖后由操作人員通過遙控切換到自主模式，無人車將按照路線自動(dòng)運(yùn)行；

步驟4，ECU控制器讀取RTK定位模塊與慣性測量單元數(shù)據(jù)，通過融合算法獲得無人車的位置和航向信息；

步驟5，通過平滑轉(zhuǎn)彎控制算法計(jì)算系統(tǒng)輸出；

步驟6，根據(jù)步驟5得到的系統(tǒng)輸出u(t)產(chǎn)生控制量傳入差速控制處理單元控制車輪旋轉(zhuǎn)：

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的有益效果體現(xiàn)在：

1、本發(fā)明在各種拐點(diǎn)情況，實(shí)現(xiàn)最佳的轉(zhuǎn)彎效果

2、本發(fā)明通過RTK航向與慣導(dǎo)數(shù)據(jù)融合，實(shí)現(xiàn)獲取穩(wěn)定準(zhǔn)確的位置和航向。

3、本發(fā)明通過根據(jù)速度與位置實(shí)時(shí)計(jì)算航向控制數(shù)據(jù)算法，實(shí)現(xiàn)航線過程中航向平穩(wěn)，航跡精度更高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；