[發(fā)明專利]路徑跟蹤的控制方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011462764.4
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112612268B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬麗莉;秦嶺;陳為真;滕璇璇;曹麗
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢輕工大學(xué)
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 深圳市世紀(jì)恒程知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44287
• 代理人: 張志江

1.一種路徑跟蹤的控制方法，其特征在于，所述路徑跟蹤的控制方法包括以下步驟：

獲取水面無人艇的當(dāng)前位置信息和預(yù)設(shè)路徑信息，根據(jù)所述當(dāng)前位置信息和所述預(yù)設(shè)路徑信息，獲得路徑跟蹤誤差；

獲取自適應(yīng)率，根據(jù)所述自適應(yīng)率，獲得預(yù)設(shè)數(shù)量的自適應(yīng)變量；

根據(jù)所述預(yù)設(shè)數(shù)量的自適應(yīng)變量對自適應(yīng)積分LOS導(dǎo)引律進(jìn)行融合，獲得目標(biāo)自適應(yīng)積分LOS導(dǎo)引律；

根據(jù)所述目標(biāo)自適應(yīng)積分LOS導(dǎo)引律對所述路徑跟蹤誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對路徑跟蹤的控制；

所述根據(jù)所述預(yù)設(shè)數(shù)量的自適應(yīng)變量對自適應(yīng)積分LOS導(dǎo)引律進(jìn)行融合，獲得目標(biāo)自適應(yīng)積分LOS導(dǎo)引律，包括：

獲取預(yù)設(shè)虛擬控制輸入?yún)?shù)和自適應(yīng)積分LOS導(dǎo)引律設(shè)計(jì)策略；

根據(jù)所述自適應(yīng)積分LOS導(dǎo)引律設(shè)計(jì)策略對所述預(yù)設(shè)虛擬控制輸入?yún)?shù)進(jìn)行引入，獲得引入后的自適應(yīng)積分LOS導(dǎo)引律；

根據(jù)所述預(yù)設(shè)數(shù)量的自適應(yīng)變量和所述引入后的自適應(yīng)積分LOS導(dǎo)引律進(jìn)行融合，獲得目標(biāo)自適應(yīng)積分LOS導(dǎo)引律；

所述目標(biāo)自適應(yīng)積分LOS導(dǎo)引律為：

其中，為目標(biāo)自適應(yīng)積分LOS導(dǎo)引律，γ_pp為Serret-Frenet坐標(biāo)系相對于大地坐標(biāo)系順時針旋轉(zhuǎn)的角度，為自適應(yīng)變量，α_I為預(yù)設(shè)虛擬控制輸入?yún)?shù)，Δ_I為前視距離，y_e為縱軸路徑跟蹤誤差；

所述自適應(yīng)積分LOS導(dǎo)引律設(shè)計(jì)策略的自適應(yīng)變量的自適應(yīng)更新率為：

其中，以及均為自適應(yīng)變量的自適應(yīng)更新率，κ_β、κ_x以及κ_y均為大于1的自適應(yīng)控制器參數(shù)，和為自適應(yīng)變量，x_e為橫向路徑跟蹤誤差，y_e為縱向路徑跟蹤誤差，u_r為在隨船坐標(biāo)系中海流的前向相對速度，α_I為預(yù)設(shè)虛擬控制輸入?yún)?shù)；

所述自適應(yīng)積分LOS導(dǎo)引律設(shè)計(jì)策略的設(shè)計(jì)路徑變量θ的自適應(yīng)更新率為：

其中，為設(shè)計(jì)路徑變量θ的自適應(yīng)更新率，θ為設(shè)計(jì)路徑變量，為實(shí)際航向角，κ_θ為大于零的自適應(yīng)控制器參數(shù)，u_r為在隨船坐標(biāo)系中海流的前向相對速度，γ_p為期望路徑在目標(biāo)點(diǎn)處的切線與垂直方向的夾角，x'_p(θ)為目標(biāo)路徑點(diǎn)轉(zhuǎn)換橫坐標(biāo)、y'_p(θ)目標(biāo)路徑點(diǎn)轉(zhuǎn)換縱坐標(biāo)。

2.如權(quán)利要求1所述的路徑跟蹤的控制方法，其特征在于，所述獲取水面無人艇的當(dāng)前位置信息和預(yù)設(shè)路徑信息，根據(jù)所述當(dāng)前位置信息和所述預(yù)設(shè)路徑信息，獲得路徑跟蹤誤差，包括：

獲取水面無人艇的當(dāng)前位置信息和預(yù)設(shè)路徑信息；

對所述當(dāng)前位置信息與所述預(yù)設(shè)路徑信息進(jìn)行坐標(biāo)變換，獲得路徑跟蹤誤差。

3.如權(quán)利要求2所述的路徑跟蹤的控制方法，其特征在于，所述對所述當(dāng)前位置信息與所述預(yù)設(shè)路徑信息進(jìn)行坐標(biāo)變換，獲得路徑跟蹤誤差，包括：

對所述當(dāng)前位置信息進(jìn)行提取，獲得目標(biāo)位置信息，并將所述目標(biāo)位置信息在隨船坐標(biāo)系上進(jìn)行標(biāo)識，獲得標(biāo)識后的隨船坐標(biāo)系；

對所述預(yù)設(shè)路徑信息進(jìn)行選取，獲得選取后的坐標(biāo)點(diǎn)，并根據(jù)所述選取后的坐標(biāo)點(diǎn)建立Serret-Frenet坐標(biāo)系；

根據(jù)所述Serret-Frenet坐標(biāo)系和慣性坐標(biāo)系，獲得目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角度；

根據(jù)所述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角度和所述標(biāo)識后的隨船坐標(biāo)系，獲得路徑跟蹤誤差。

4.如權(quán)利要求1所述的路徑跟蹤的控制方法，其特征在于，所述獲取自適應(yīng)率，根據(jù)所述自適應(yīng)率，獲得預(yù)設(shè)數(shù)量的自適應(yīng)變量之前，還包括：

根據(jù)所述路徑跟蹤誤差，對所述自適應(yīng)率進(jìn)行在線更新，獲得更新后的自適應(yīng)率；

獲取自適應(yīng)率，根據(jù)所述自適應(yīng)率，獲得預(yù)設(shè)數(shù)量的自適應(yīng)變量，包括：

獲取更新后的自適應(yīng)率，根據(jù)所述更新后的自適應(yīng)率，獲得預(yù)設(shè)數(shù)量的自適應(yīng)變量。