[发明专利]一种基于电子差速底盘的航向控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于电子差速底盘的航向控制方法及装置，步骤一：上位机根据相关接口接收当前航向和目标航向数据；步骤二：上位机经过数据处理和导航决策计算得出航向偏差值；步骤三：将航向偏差值经RS232通讯模块传输至底盘控制器；本发明涉及车辆控制系统技术领域。该基于电子差速底盘的航向控制方法及装置，通过检测车辆当前实际的航向与目标航向数据进行对比分析，通过相应的计算，可持续输出航向偏差值进行纠偏，而通过底盘控制器控制对应的电机转动，即可实现对车辆行经路线的实时纠偏，保证车辆按照目标航向正常移动，可避免因道路不平或颠簸等原因引起的车辆行驶方向出现偏差，适合无人控制等特殊车辆的运行。

技术领域

本发明涉及车辆控制系统技术领域，具体为一种基于电子差速底盘的航 向控制方法及装置。

背景技术

自动驾驶汽车又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车、或轮式移动机器人， 是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。在20世纪已有数十年的历史， 21世纪初呈现出接近实用化的趋势。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、 雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动 的操作下，自动安全地操作机动车辆。

现有的无人驾驶车辆，其一般是通过输入指定的行驶路线，由计算机控 制车辆按设定的路线行进，但若在野外或山路等道路不平的情况下，由于颠 簸和重力偏差等因素，会使车身在车轮行进方向不变的情况下发生整体偏移， 进而偏离路线，而其无法自动纠偏，只能依靠人工远程控制，使用具有局限 性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于电子差速底盘的航向控制 方法及装置，解决了现有的无人驾驶车辆，只是按照设定的路线运行，在野 外或山路等道路不平的情况下，由于颠簸和重力偏差等因素，会使车身在车 轮行进方向不变的情况下发生整体偏移，进而偏离路线，而其无法自动纠偏， 只能依靠人工远程控制，使用具有局限性的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于电子差 速底盘的航向控制方法，包括如下步骤：

步骤一：上位机根据相关接口接收当前航向和目标航向数据；

步骤二：上位机经过数据处理和导航决策计算得出航向偏差值；

步骤三：将航向偏差值经RS232通讯模块传输至底盘控制器；

步骤四：底盘控制器接收到偏差值之后根据PID算法不断进行航向纠偏 计算，通过计算得出的左右两轮不同的PWM控制量，间接控制底盘行驶中的 角速度，最终寻求当前航向与目标航向偏差值变为零，直到到达目标点，实 现底盘的航向控制。

优选的，所述步骤一中，上位机通过通讯接口读取IMU的数据，解析提 取出航向角度值。

优选的，所述步骤二中，将步骤一中得出的航向角度值经过坐标系 变换和磁偏角矫正计算得出计算所用值，并与相关导航接口所得目标航向值 做差值计算，得到航向角偏差。

优选的，所述步骤四中，将步骤二中所得航向角偏差值通过算法计算后控制两轮底盘按照目标航向角前进。

优选的，当求得的航向偏差角度的值大于180度或小于-180度时，从反 方向进行转向；获取需要偏转的角度后，不断调整底盘的前进方向，寻求航 向与目标航向角一致地行进。

优选的，所述步骤四中，底盘控制器接收到航向偏差角之后首先通过外 环PD算法进行角度控制，然后通过两轮底盘运动学解算出基于角速度控制的 内环PID算法分别对两轮进行速度控制，从而实现航向角偏差趋于零的控制。