[发明专利]一种可拓熵权联合控制器控制方法

权利要求书

1.一种无人驾驶方程式赛车的可拓熵权联合控制器控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：

一、选取无人驾驶方程式赛车的赛车前轮转角δ_f及无人驾驶方程式赛车的赛车纵向速度u作为特征量，计算每个特征量在所述赛车行驶时的节域P、特征量的稳定域J、可拓域E；

节域P为

特征量的稳定域J为

可拓域E为

其中，δ_f表征所述赛车的转向控制特性；u表征所述赛车的制动控制特性；δ_f1为所述赛车的最大前轮转角，δ_f2为保证所述赛车正常行驶的最大前轮转角，u₁为所述赛车的最大纵向速度，u₂为保证所述赛车正常行驶的最大纵向速度；

二、定义D(δ_f,u)为某一时刻所述赛车的特征状态，并对特征量进行标准化处理，得到标准化之后的特征量D(δ′_f,u′)，标准化公式为：

D(δ′_f,u′)＝(D(δ_f,u)-D_min(δ_f,u))/(D_max(δ_f,u)-D_min(δ_f,u))

其中，D_min(δ_f,u)和D_max(δ_f,u)由节域P得到；

三、根据所述特征量计算实时信息熵E(δ_f,u)，所述实时信息熵E(δ_f,u)的计算方法包括以下步骤：

计算特征量和稳定域J之间的可拓距L(δ_f,u)：

根据可拓距L(δ_f,u)、标准化之后的特征量D(δ′_f,u′)计算信息熵E(δ_f,u)：

n为正整数；

四、根据信息熵E(δ_f,u)计算出各特征量的权值W(δ_f,u)：

K表示第K个特征量；

五、依据所述特征量的稳定域J计算出所述特征量与所述稳定域E之间的关联度K(D)；

六、根据关联度K(D)确定所述赛车的转角控制输出和制动控制输出：

当K(D)≥0时，所述赛车特征状态处于稳定域J内，所述纵向速度u较小，无需采用制动动作即可顺利过弯，转角控制输出为δ_f^*为理想前轮转角；

当-1≤K(D)≤0时，所述赛车特征状态处于可拓域E内，所述纵向速度u较大，通过转向控制和制动控制的联合控制，考虑所述特征量的权值W(δ_f,u)，转角控制输出为制动控制输出为Y(u)＝-W(u)K(D)u^*，u^*为理想的纵向速度；

当K(D)＜-1时，所述纵向速度u过快，大幅度降低车速后再基于上层指令进行转向操作，制动控制输出为Y(u)＝-W(u)K(D)u^*。

2.如权利要求1所述的无人驾驶方程式赛车的可拓熵权联合控制器控制方法，其特征在于：通过环境感知系统感知周边赛道并规划出所述赛车理想行驶轨迹，并基于轨迹跟踪算法根据所述赛车前轮转角δ_f及所述赛车纵向速度u计算出理想前轮转角δ_f^*和理想的纵向速度u^*。