[发明专利]一种基于视觉导引的轮胎吊自动纠偏控制模型确定方法

权利要求书

1.一种基于视觉导引的轮胎吊自动纠偏控制模型确定方法，其特征在于通过下述方式实现：

根据给定的轮胎吊的位置偏差确定轮胎吊自动纠偏策略；所述的策略采用差速控制方法改变位置偏差，即先加速单侧轮组，再反向加速另侧轮组使退出差速纠偏的时刻的位置偏差和角度偏差为0；

根据轮胎吊行驶时纵向动力学数学模型，推导出轮胎吊差速控制期间加速度及转向角速度；

根据上述差速控制期间加速度及转向角速度结合给定的位置偏差、角度偏差，推导出轮胎吊差速控制期间轮胎吊运动轨迹的解析表达式；并根据所述的运动轨迹的解析表达式，推导出轮胎吊差速控制期间轮胎吊差速纠偏最大位置偏差表达式；所述的轮胎吊差速控制期间轮胎吊运动轨迹的解析表达式如下：

其中，t₀为时间起点，T′为时间终点；Δd(t₀)为t₀时刻轮胎吊位置偏差，S_y为t₀+T′时刻轮胎吊位置偏差，S_x为t₀至t₀+T′期间轮胎吊在行进线方向行驶距离，Δα(t)为t时刻的角度偏差，w(t)为t时刻的转向角速度、V(t)为t时刻的轮胎吊的速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的轮胎吊自动纠偏策略具体为：

当位置偏差Δd＞0时，先左侧轮组加速，加速时长T1；右侧轮组速度不变，利用正差速纠偏，直到位置偏差满足预设条件，该阶段时长T2；左右侧轮组差速为零；再右侧轮组加速，结束时刻记t₁,左侧轮组速度不变，利用负差速纠偏，使位置偏差和角度偏差同时满足要求；

当位置偏差Δd＜0时，先右侧轮组加速，加速时长T1；左侧轮组速度不变，利用正差速纠偏，直到位置偏差满足预设条件，该阶段时长T2；左右侧轮组差速为零；再左侧轮组加速，结束时刻记t₁,右侧轮组速度不变，利用负差速纠偏，使位置偏差和角度偏差同时满足要求。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：正差速为Δv＝(0.05～0.5)V₀，V₀为加速轮组未纠偏前的速度；

负差速Δv(t₁)根据负差速开始加速时刻t₀的位置偏差Δd(t₀)和角度偏差Δα(t₀)计算，计算公式如下：

其中，

V”(t₁)＝V₀+0.5×abs(Δv”(t₁))；

L为轮胎吊左右轮组之间的间距；

Δd(t₁)、Δα(t₁)为负差速由0变为Δv”(t₁)时的位置偏差和角度偏差。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：轮胎吊差速控制期间加速度及转向角速度推导过程中假设加速期间为匀加速运动，同时转向角速度w(t)由0变为w(t)匀速变化；其中，L为轮胎吊左右轮组之间的间距，Δv(t)为控制期间的差速。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

采用数值逼近的方法来求解加速T1期间解析表达式的近似解析解；

将T1加速结束时刻记为t₀，以t₀为时间起点，通过积分确定t₀+T₂时刻所述解析表达式的解析解；

利用两部分解析解确定轮胎吊差速控制期间轮胎吊差速纠偏最大位置偏差S_ymax表达式以及确定T2。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的近似解析解表达方式如下：

其中，T为采样周期，Δc(t₀)为轮胎吊轮组在t₀时刻前进方向的位置。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述解析解的表达方式如下：