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专利号: 2019104941717
申请人: 浙江智莱科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-04-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于UWB定位的线控底盘轨迹跟踪控制系统,其特征在于,该系统包括UWB定位单元和轨迹跟踪控制单元;

UWB定位单元:基于UWB定位技术获取车辆实时定位数据,并采用高阶摄动滤波方法,将定位数据与参考轨迹相减,得到当前时刻的控制量,包括横向位置偏差和航向角偏差;

轨迹跟踪控制单元:该单元为一个闭环控制系统,基于反演法分解出两个子系统:横向位置偏差控制子系统、航向角偏差控制子系统,根据UWB定位单元输出的控制量,计算得到车轮转角与驱动力矩,驱动车辆向前运动,完成对参考轨迹的跟踪。

2.根据权利要求1所述的一种基于UWB定位的线控底盘轨迹跟踪控制系统,其特征在于,所述UWB定位单元包括与车载天线和至少三个定位基站;定位基站与车载天线分别供电,供电后系统进行自动组网,车载天线与基站同步实时输出定位数据,包括车辆当前位置坐标和车辆与各个定位基站之间的角度。

3.根据权利要求1所述的一种基于UWB定位的线控底盘轨迹跟踪控制系统,其特征在于,所述UWB定位单元采用的高阶摄动滤波方法的公式如下:式中a1-ak为采样频率为k时,当前时刻UWB定位技术采集的包含摄动量的定位数据,即原始采集数据;Fy为当前时刻的高阶输出值,当定位数据为车辆当前位置坐标时,将Fy与参考轨迹的横向位置Py作差,即可得到当前时刻的横向位置偏差y;当定位数据为车辆与各个定位基站之间的角度时,将Fy与参考航向角θ作差,即可得到当前时刻的航向角偏差

4.根据权利要求1所述的一种基于UWB定位的线控底盘轨迹跟踪控制系统,其特征在于,所述轨迹跟踪控制单元中由反演法推导得到控制律,实现过程如下:首先进行横向位置偏差控制子系统的横向位置偏差y的控制,具体如下:

根据车辆的运动学模型可知:

其中 为车辆横向速度,Vr为车辆纵向速度,为航向角偏差,δF为前轮转向角,βF为前轮侧偏角;

将横向位置偏差控制子系统的虚拟控制律 作为航向角偏差控制子系统的跟踪目标,进行航向角偏差控制子系统的航向角偏差 的控制,公式如下:其中 为 的角速度,L为车辆轴距,c(s)为道路曲率;

将航向角偏差控制子系统的虚拟控制率作为整个闭环控制系统的实际控制律,最终得到前轮转向角δF与横向位置偏差y和航向角偏差 的关系为:其中βR为后轮侧偏角,α为中间变量,α=1-c(s)y。

5.一种基于UWB定位的线控底盘轨迹跟踪控制方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:(1)基于UWB定位技术获取车辆实时定位数据,定位数据包括车辆当前位置坐标和车辆与各个定位基站之间的角度,然后采用高阶摄动滤波方法,将定位数据与参考轨迹相减,得到当前时刻的控制量,包括横向位置偏差和航向角偏差;

(2)基于反演法分解出两个子系统:横向位置偏差控制子系统、航向角偏差控制子系统,这两个子系统构成闭环控制系统,根据步骤(1)得到的当前时刻的控制量,计算得到车轮转角与驱动力矩,驱动车辆向前运动,完成对参考轨迹的跟踪。