[發明專利]一種基于避障系統的多轉向模式控制方法

有效

• 申請號: 202011122335.2
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112193243B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 董硯;黃安震;雷兆明;劉斌;楊富荃;劉學奧;張宏偉
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B60W30/09
• 分類號: B60W30/09
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

1.一種基于避障系統的多轉向模式控制方法，其特征為該方法包括以下步驟：

第一步，在觸摸屏中按下啟動按鈕，激光雷達開始掃描周圍環境，最后將像素數據傳到可編程邏輯控制器；

第二步，可編程邏輯控制器根據像素數據計算得到距離信息，然后根據障礙物的距離信息選擇不同的運動模式；最后車輛根據周圍環境的變化選擇不同的避障模式；

第三步，在觸摸屏中設置障礙物的有效距離和碰撞距離，最后可編程邏輯控制器以此為基準進行判斷；

第四步，當障礙物距離無法檢測即超過有效距離時，車輛保持原有狀態繼續行駛；障礙物距離等于或小于碰撞距離時，可編程邏輯控制器進入制動模式，四個伺服電機通過轉向架轉過的角度為同時四個驅動模塊的輪轂電機處于制動狀態；當障礙物距離大于碰撞距離且小于有效距離時，可編程邏輯控制器根據障礙物的不同方位執行不同的模式；

其中，包括以下四種情況之一：

情況一，當兩側存在障礙時；可編程邏輯控制器進入前后運動模式，四個伺服電機不動作，處于默認零點位置即δ₁＝δ₂＝δ₃＝δ₄＝0，最后四個輪轂電機以相同的轉速正轉或反轉；

情況二，當前后方存在障礙時；可編程邏輯控制器進入斜向平移模式，四個伺服電機運動，帶動轉向架轉過相同的角度δ(該角度范圍為0～90°)，最后四個輪轂電機以相同的轉速正轉或反轉；

情況三，當前方側方存在障礙時，可編程邏輯控制器進入零半徑轉向模式，四個伺服電機運動，帶動轉向架轉過的角度為最后四個輪轂電機轉速為v₁＝-v₂＝-v₃＝v₄；

情況四，當轉向側存在障礙時，若車輛處于低速運行，可編程邏輯控制器進入前后輪反向轉向模式，四個伺服電機運動，帶動轉向架轉過的角度為最后四個輪轂電機轉速為若車輛處于高速運行，可編程邏輯控制器進入前后輪同向轉向模式，四個伺服電機運動，帶動轉向架轉過的角度為最后四個輪轂電機轉速為

以上公式中，W為車輛輪距；L為車輛軸距；v₁、v₂、v₃、v₄分別為四個車輪的速度；δ₁、δ₂、δ₃、δ₄分別為四個車輪的轉向角；c為轉向半徑；d為轉向中心到后軸的距離；

第四步：用戶在觸摸屏上將速度與車輪轉向設置為零，可編程邏輯控制器接受信號后，將指令傳遞到伺服電機和輪轂電機，最后車輛進入停止狀態。

2.如權利要求1所述的基于避障系統的多轉向模式控制方法，其特征為該方法是在基于激光雷達避障的多轉向模式車輛上進行的，該車輛的結構包括驅動電機模塊、轉向架、轉向電機模塊、激光雷達系統、底盤、中央控制器和充電電池；

所述的底盤的前后的兩側安裝有轉向電機模塊，轉向電機模塊通過轉向架與驅動電機模塊相連；充電電池、中央控制器和激光雷達系統安裝在底盤上，其中，激光雷達系統放置在底盤前上端；

所述的驅動電機模塊包括輪轂電機、車輪、驅動器和編碼器；

所述的轉向電機模塊包括伺服電機；

所述中央控制器包括觸摸屏與可編程邏輯控制器；

所述的可編程邏輯控制器分別與觸摸屏、激光雷達系統、驅動器相連；其中，觸摸屏、激光雷達系統分別與可編程邏輯控制器相連；可編程邏輯控制器還與驅動器相連，驅動器分別和輪轂電機相連。