[發明專利]一種無人駕駛電動賽車算法開發平臺

在審

• 申請號: 202110059255.5
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112904826A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 李剛;閆豐雨;李寧;金鴻耀;白鴻飛;趙德陽;郝亮;王昌碩
• 申請（專利權）人: 遼寧工業大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 劉小嬌

1.一種無人駕駛電動賽車算法開發平臺，其特征在于，包括：

控制算法庫模塊，其內部存儲有整車控制算法；

仿真庫模塊，其用于驗證所述整車控制算法模型的控制效果；

應用層接口驅動模塊，其與所述控制算法庫模塊電聯，用于實現所述算法開發平臺的通信功能、數據采集功能、輸入輸出功能以及中斷功能；

整車控制器，其與所述應用層接口驅動模塊電聯，用于根據所述整車控制算法對賽車進行控制；

用戶操作界面，其與所述算法控制模塊和所述仿真庫模塊電聯，用于輸入用戶需求，調用所述整車控制算法模塊或所述仿真庫模塊。

2.根據權利要求1所述的無人駕駛電動賽車算法開發平臺，其特征在于，所述整車控制算法，包括：

按照采樣周期，獲取當前賽車的車速、縱向加速度、質心偏角、賽道寬度、賽道附著條件以及賽車位置信息；

根據所述賽車位置信息判斷賽車是否偏離參考軌跡；

其中，當判斷賽車偏離參考軌跡時，根據當前賽車的車速、橫向加速度、縱向加速度、質心偏角、賽道寬度和賽道附著條件，對賽車的前輪轉角和車速進行調節；直到判斷賽車不再偏離所述參考軌跡。

3.根據權利要求2所述的無人駕駛電動賽車算法開發平臺，其特征在于，基于BP神經網絡對賽車的前輪轉角和車速進行調節，包括如下步驟：

步驟1、按照采樣周期，采集賽車的車速v、橫向加速度a_x、縱向加速度a_y、質心偏角β、賽道寬度W和賽道附著系數μ；

步驟2、將參數進行規格化，確定三層BP神經網絡的輸入層向量x＝{x₁,x₂,x₃,x₄,x₅,x₆}；其中，x₁為車速系數、x₂為橫向加速度系數、x₃為縱向加速度系數、x₄為質心偏角系數、x₅為賽道寬度系數、x₆為賽道附著系數的規格化系數；

步驟3、所述輸入層向量映射到中間層，所述中間層向量x＝{y₁,x₂,…,y_m}；m為中間層節點個數；

步驟4、得到輸出層向量o＝{o₁,o₂,o₃}；o₁為賽車前輪轉角調節系數、o₂為車速調節系數、o₃為緊急停機信號；

步驟5、控制前輪轉角和車速，使

其中，分別為第i個采樣周期輸出層向量前2個參數，δ_max、v_max分別為設定的最大前輪轉角和最大車速，δ_i+1、v_i+1分別為第i+1個采樣周期時的設定前輪轉角和車速。

4.根據權利要求3所述的無人駕駛電動賽車算法開發平臺，其特征在于，其特征在于，在所述步驟5之后還包括：根據第i個采樣周期中的賽車的車速v、橫向加速度a_x、縱向加速度a_y、質心偏角β、賽道寬度W和賽道附著系數μ，判定第i+1個采樣周期時算法開發平臺系統的運行狀態，當輸出信號o₃ⁱ＝0時，進行驟停。

5.根據權利要求3或4所述的無人駕駛電動賽車算法開發平臺，其特征在于，根據所述賽車位姿信息判斷賽車是否偏離參考軌跡，包括如下步驟：

步驟a、計算賽車偏離校正系數η；

步驟b、計算賽車的校正偏離距離；

S＝η·S₀；

其中，當賽車的較正偏移距離S≥S′時，判斷賽車偏離參考軌跡；

式中，v為車速，v_max為最大車速，k為設定的比例系數，k取值范圍為0.75～0.85，W表示賽道寬度，L_max表示賽車的最大輪距，μ表示賽道的附著系數；S₀表示賽車質心偏離賽車參考軌跡的實際距離，S′表示偏離距離閾值。