[发明专利]牵引车自动跟随控制系统、方法及装置

权利要求书

1.一种牵引车自动跟随控制方法，其特征在于，应用于牵引车自动跟随控制系统的控制器中，所述牵引车自动跟随控制系统包括控制器，以及与所述控制器通信连接的轮毂电机、驱动器、速度传感器、姿态传感器、力传感器和角度传感器，其中：

所述力传感器和所述角度传感器布置于人员和牵引车之间，所述力传感器用于采集所述人员对所述牵引车的牵引力，得到牵引力数据，所述角度传感器用于采集所述人员与所述牵引车之间的相对转角，得到角度数据；

所述姿态传感器安装于所述牵引车的底盘上，用于采集所述牵引车的相对姿态，得到姿态数据，所述姿态数据包括所述牵引车相对于地面的俯仰角和航向角；

所述速度传感器用于采集所述轮毂电机的转速，得到转速数据；

所述控制器获取各个传感器采集到的数据并进行处理，将处理后的数据输入至人员运动意图识别模型中，得到人员运动意图，使得当人员运动意图改变时，牵引车能随之改变控制模式，根据所述人员运动意图对应的控制模式，控制所述驱动器对所述轮毂电机进行力矩调节；所述方法包括：

获取各个传感器采集到的数据，对所述数据进行预处理；

将预处理后的数据输入至预先建立的人员运动意图识别模型中，得到所述人员运动意图识别模型输出的人员运动意图；

构建所述人员运动意图识别模型训练需要的数据集，所述数据集是对人员带动牵引车过程中传感器采集到的牵引力数据、角度数据、速度数据以及姿态数据进行特征提取后得到的；

将人员带动牵引车过程中的人员运动模式变化作为所述数据集的标签；

根据所述数据集作为所述人员运动意图识别模型的输入，将所述标签作为所述人员运动意图识别模型的输出，对所述人员运动意图识别模型进行训练，得到训练后的人员运动意图识别模型；

根据所述人员运动意图对应的控制模式，控制所述驱动器对轮毂电机进行力矩调节；

所述根据所述人员运动意图对应的控制模式，控制所述驱动器对轮毂电机进行力矩调节，包括：

获取所述人员运动意图对应的控制模式；

计算初始力数据F₀与所述力传感器实际采集到的力数据F的差值，得到牵引力的相应误差e_f，所述初始力数据F₀是所述牵引车放好负载后人员保持直立状态时所述力传感器的测量值；

计算初始角度数据w₀与所述角度传感器采集到的角度数据w的差值，得到角度误差e_w，所述初始角度数据w₀是所述牵引车放好负载后人员保持直立状态的时所述角度传感器的测量值；

将所述角度误差e_w进行差速变换，将得到的变换值e_v输入至差速扭矩控制模型中，得到e′_f；

结合所述牵引力的相应误差e_f、所述e′_f以及所述人员运动意图，确定需要向所述驱动器输出的扭矩值u；

向所述驱动器输出与所述控制模式对应的扭矩值u，所述驱动器向所述牵引车输出与所述扭矩值u对应的动力矩T。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述数据进行预处理，包括：

对所述数据进行数字变送和卡尔曼滤波；

对数字变送和滤波后的数据进行特征提取和数据归一化，得到预处理后的数据。