[发明专利]一种用于小范围GPS信号死区的无人驾驶设备控制方法

权利要求书

1.一种适用于小范围GPS信号死区的无人驾驶碾压机控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、GPS信号丢失的诊断：根据过去n个时间步长内记录的GPS坐标、航向角信息，与当前获取的信息对比，若在过去n个时间步长内未产生GPS信号更新，则认为信号丢失；

步骤二、在GPS信号丢失情况下，坐标计算和管理方法：

采用姿态传感器获取航向角和x、y轴的加速度，采用速度控制电机的转动角度反馈值，计算当前的速度，最终计算得到当前的坐标信息，用于其他控制模块的使用；并进行GPS信号更新判读，在GPS收到信号后，及时更新当前的位置，并由GPS接替；具体步骤为：

步骤201，在信号丢失的情况下，根据保存的数据，读取最后一次收到的准确的数据，即连续n个时间步长的不变的坐标，即为最后一次获取到的准确坐标；

步骤202，从保存的数组里边提取过去n个时间步长的速度、加速度、航向信息；

步骤203，根据过去n个时间步长内的速度值和加速度值，计算GPS信号丢失后的第一坐标值，即2s时坐标值，以最后一次获取到的准确坐标加上1-2s内的姿态计算得到，并恢复当前坐标信息，计算公式如下：

其中，x是当前的x轴坐标信息，y是当前y轴坐标信息，x₀是最后一次获取到的x轴准确坐标，y₀是最后一次获取到的y轴准确坐标，v_i是第i个时间步长内获得到的速度，Δt是时间步长，a_x，i是第i个时间步长内获得到的x方向的加速度，a_y，i是第i个时间步长内获得到的y方向的加速度，θ_i是第i个时间步长内获得到的航向角；

步骤204，根据姿态传感器获取的x和y轴的速度、加速度，计算2.1s，2.2s，2.3s......的坐标，即2s以后的坐标值，以0.1s前的坐标和这0.1s内姿态信息计算得到，并对得到的坐标值进行实时更新，计算公式如下：

x＝x′₀+v_c*Δt*cosθ_c+0.5*a_x.c*Δt²

y＝y′₀+v_c*Δt*sinθ_c+0.5*a_y.c*Δt²

其中，x是当前的x轴坐标信息，y是当前y轴坐标信息，x′₀是上一时间步长计算得到的x轴坐标，y′₀是上一时间步长计算得到的y轴坐标，

v_c 是当前的车辆行驶速度，Δ t 是时间步长

，θ_c是当前时刻的航向角，a_x.c是当前时刻x轴的加速度，a_y.c是当前时刻y轴的加速度信息；

步骤205，输出计算得到的坐标信息，用于其他控制模块的使用；

步骤206，GPS信号更新诊断及处理：检测GPS信号是否更新；若更新了，则将GPS系统收到的坐标信息直接输出，供给其他控制模块使用；若未能更新，则判断GPS信号是否已经10s没有更新了，若不是，则继续由姿态传感器和电机反馈的电机转角计算当前的坐标位置，若是GPS已经有10s没有更新，则停车等待GPS信号恢复；在停车等待GPS信号中，判断GPS信号是否更新，若出现更新，则将GPS系统收到的坐标信息直接输出，供给其他控制模块使用，若没有更新，则判断GPS信号是否10min未更新，若是，则结束判断并停车；若不是，则继续等待GPS信号更新。

2.根据权利要求1所述的适用于小范围GPS信号死区的无人驾驶碾压机控制方法，其特征在于，步骤一的具体步骤为：

步骤101，整车控制器获取GPS的原始输出信息，并根据通讯协议，将其转换成标准的float或double数据类型；

步骤102，用若干个数组记录获取到的数据，数组长度与预设判断信号丢失时间阈值和采样频率有关，同一个变量用同一个数组记录；按照获取变量的时间顺序，每个时间步长内更新并记录数据，并在新的数据得到的时候，丢弃最早的数据；

步骤103，假设数组长度为(n+1)，将每个时间步长内更新获取到的最新数据依次和数组内的其他n个数据对比，并记录和最新数据相同的数据个数为m；

步骤104，比较n与m大小，即与最新数据相同的数据量和总的记录数据量比较；m不等于n的时候，即数组中存在和最新的数据不同的数据，认为GPS仍然在更新数据，接收GPS信息正常；m等于n的时候，即数组内保存的数据和最新的数据均相等，则认为过去的一段时间的GPS信号未更新，认为是信号丢失。