[发明专利]智能小车转向控制方法和控制装置

说明书

本发明公开了一种智能小车转向控制方法和控制装置，所述方法包括：智能小车通过传感器测量出赛道的中心线位置偏差local_error；计算local_errorsupgt;3/supgt;，并根据local_error的一次项系数a，以及local_error的三次项系数b，确定所述智能小车的舵机转向输出PWM；根据计算出的PWM控制智能小车的舵机进行转向操作。应用本发明使得智能小车能适合各种赛道，且使得智能小车的调试过程更为简易、快速。

技术领域

本发明涉及自动控制领域，特别是指一种智能小车转向控制方法和控制装置。

背景技术

在车辆特别是智能小车舵机控制算法中，以往最常用和最有效的转向控制算法通常是PID(比例-积分-微分)算法。

对智能小车舵机转向控制进行调试的目的在于让小车在不同的赛道元素表现出不同特色，在不同的赛道元素都能给出合适的转角，使得小车在直道时尽可能避免震荡和摇摆，在弯道行驶的时候，应该能够准确地、顺畅地跟踪路径。通常智能小车舵机的转向采用了比例P调节，因此对参数KP进行必要的调整可以找到合适的KP：KP太小，小车在过弯道的时候表现了明显的转弯不足，通过连续的大S路段会出现冲出赛道的现象；KP太大，小车在过直道的时候容易出现舵机抖动。通过多次实验找到合适的KP，但是当加入KD参数以后KP参数还要继续做出相应的微调才能达到满意的效果，并且KD的加入需要考虑偏差变化量的大小，所以给参数的整定带来了困难。

本发明的发明人发现，智能小车舵机控制一般采用的是PD控制，因为加入I项后，积分环节的调节作用虽然会消除静态误差，但也会降低系统的响应速度，增加系统的超调量。Ti较小时，则积分的作用较强，这时系统过渡时间中有可能产生振荡，不过消除偏差所需的时间较短。所以必须根据实际控制的具体要求来确定Ti。然而单纯的PD控制不能很好的适用不同的跑道，所以对跑道进行了识别，而且对PD参数进行分段校正。这样方法虽然实用，但是调试需要消耗大量的时间。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种智能小车转向控制方法和控制装置，使得该控制方法下的智能小车能适合各种赛道，且使得智能小车的调试过程更为简易、快速。

基于上述目的本发明提供一种智能小车转向控制方法，包括：

智能小车通过传感器测量出赛道的中心线位置偏差local_error；

计算local_error³，并根据local_error的一次项系数a，以及local_error的三次项系数b，确定所述智能小车的舵机转向输出PWM；

根据计算出的PWM控制智能小车的舵机进行转向操作。

其中，所述根据local_error的一次项系数a，以及local_error的三次项系数b，确定所述智能小车的舵机转向输出PWM，具体包括：

根据如下公式一，计算PWM：

PWM＝MIDSTRING+a×local_error+b×local_error³  (公式一)

其中，MIDSTRING为所述舵机的转向中值。

本发明还提供一种智能小车控制装置，包括：

位置偏差测量模块，用于通过传感器测量出智能小车所在赛道的中心线位置偏差local_error；

舵机转向输出确定模块，用于计算local_error³，并根据local_error的一次项系数a，以及local_error的三次项系数b，确定所述智能小车的舵机转向输出PWM；

舵机控制模块，用于根据计算出的PWM控制智能小车的舵机进行转向操作。

进一步，所述装置还包括：