[發(fā)明專利]軌跡跟蹤控制方法、裝置、設備與計算機可讀存儲介質(zhì)

在審

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• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114721272A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設計）人: 吳光強;毛禮波;曾奇;鞠麗娟
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產(chǎn)權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

本發(fā)明涉及無人駕駛車輛技術領域，公開了一種軌跡跟蹤控制方法、裝置、設備和計算機可讀存儲介質(zhì)。本發(fā)明通過預先創(chuàng)建的響應延遲的狀態(tài)空間模型，確定對應的輸出量，并建立對應的預測模型，其中，響應延遲的狀態(tài)空間模型根據(jù)無人駕駛礦車的二自由度動力學模型創(chuàng)建；獲取無人駕駛礦車的當前狀態(tài)量、并根據(jù)當前狀態(tài)量和預測模型，確定對應的控制參數(shù)；根據(jù)控制參數(shù)，對無人駕駛礦車進行軌跡跟蹤控制，從而實現(xiàn)在延遲特性下，對無人駕駛礦車軌跡跟蹤進行精準控制。

技術領域

本發(fā)明涉及無人駕駛車輛技術領域，尤其涉及一種軌跡跟蹤控制方法、裝置、設備與計算機可讀存儲介質(zhì)。

背景技術

隨著人們對礦產(chǎn)資源的需求日益增長，為滿足人們對礦產(chǎn)資源的需求，開采力度正在不斷加大。礦企通過增加采礦設備數(shù)目提高產(chǎn)量，但礦山惡劣的作業(yè)環(huán)境使得人類駕駛員無法長時間作業(yè)。由此，無人駕駛技術是解決該問題的有力手段。

目前，以無人駕駛礦車完全代替人進行作業(yè)，便不再受到人類駕駛員的限制，運輸安全、效率均得到提升。然而，無人駕駛礦車由于自身原因，執(zhí)行器響應存在較大延遲，無法對無人駕駛礦車進行精準控制軌跡跟蹤。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提出一種軌跡跟蹤控制方法、裝置、設備與計算機可讀存儲介質(zhì)，旨在實現(xiàn)在延遲特性下，對無人駕駛礦車軌跡跟蹤進行精準控制。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種軌跡跟蹤控制方法，所述軌跡跟蹤控制方法包括如下步驟：

基于預先創(chuàng)建的響應延遲的狀態(tài)空間模型，確定對應的輸出量，并建立對應的預測模型，所述響應延遲的狀態(tài)空間模型基于無人駕駛礦車的二自由度動力學模型創(chuàng)建；

獲取所述無人駕駛礦車的當前狀態(tài)量、并基于所述預測模型，確定對應的控制參數(shù)；

基于所述控制參數(shù)，對所述無人駕駛礦車進行軌跡跟蹤控制。

優(yōu)選地，所述基于預先創(chuàng)建的響應延遲的狀態(tài)空間模型，確定對應的輸出量，并建立對應的預測模型，所述響應延遲的狀態(tài)空間模型基于無人駕駛礦車的二自由度動力學模型創(chuàng)建的步驟之前，所述軌跡跟蹤控制方法還包括：

獲取無人駕駛礦車的二自由度動力學模型、實時轉(zhuǎn)角反饋、以及轉(zhuǎn)向延遲；

根據(jù)所述二自由度動力學模型，建立對應的狀態(tài)空間模型；

根據(jù)所述狀態(tài)空間模型、所述實時轉(zhuǎn)角反饋、以及所述轉(zhuǎn)向延遲，確定對應的響應延遲的狀態(tài)空間模型。

優(yōu)選地，所述基于預先創(chuàng)建的響應延遲的狀態(tài)空間模型，確定對應的輸出量，并建立對應的預測模型的步驟包括：

對預先創(chuàng)建的響應延遲的狀態(tài)空間模型進行離散化處理，得到離散化后的狀態(tài)空間模型；

根據(jù)所述離散化后的狀態(tài)空間模型，確定對應的輸出量；

根據(jù)所述離散化后的狀態(tài)空間模型和所述輸出量，建立對應的被控對象模型；

根據(jù)所述被控對象模型，構建對應的預測模型。

優(yōu)選地，所述獲取所述無人駕駛礦車的當前狀態(tài)量，并基于所述預測模型，確定對應的控制參數(shù)的步驟包括：

獲取所述無人駕駛礦車的當前狀態(tài)量；

根據(jù)所述預測模型，建立對應的目標函數(shù)，并對所述目標函數(shù)進行轉(zhuǎn)換，得到對應的標準二次型的目標函數(shù)；

根據(jù)所述當前狀態(tài)量和所述標準二次型的目標函數(shù)，確定對應的控制參數(shù)。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述當前狀態(tài)量和所述標準二次型的目標函數(shù)，確定對應的控制參數(shù)的步驟包括：

獲取所述標準二次型的目標函數(shù)對應的約束條件；