[发明专利]一种自动驾驶机器人控制系统和方法

权利要求书

1.一种自动驾驶机器人控制方法，其特征在于，应用于配置于车辆上的自动驾驶机器人控制系统，所述系统包括：上位机、感知模块、决策控制器、运动控制器和多个机器人，所述多个机器人包括急停机器人、转向机器人、刹车机器人、油门机器人和换挡机器人；

所述方法包括：

所述上位机接收用户输入的纵向速度信息和轨迹信息，并传输至决策控制器；

所述决策控制器从所述感知模块获取车辆的行驶数据，并根据所述行驶数据、纵向速度信息和轨迹信息向所述运动控制器发送控制指令，所述控制指令包括期望的位置、期望横/纵向速度、期望纵向/转向力矩、期望方向盘角度、期望档位和期望踏板位移；

所述运动控制器根据所述控制指令分别控制对应的机器人执行动作；

所述运动控制器根据所述控制指令分别控制对应的机器人执行动作，包括：

所述运动控制器检测车辆的位置、纵向速度、转向电机位置、纵向力矩和踏板位移；

所述运动控制器根据期望的位置、期望纵向速度、油门机器人和刹车机器人中转向电机的绝对编码器数值、期望纵向力矩、期望踏板位移对所述油门机器人和刹车机器人进行五环控制；

所述运动控制器根据期望的位置、期望纵向速度、转向电机的绝对编码器数值、期望纵向力矩、期望踏板位移对所述油门机器人和刹车机器人进行五环控制，包括：

如果(s-s1)0且(u²-u1²)0且运动控制器根据期望纵向力矩和期望踏板位移对所述油门机器人进行控制；油门机器人控制下的车辆加速度a1为：

油门控制比例为：

c1＝k₄a+k₅(k₄a-θ)+k₆(k₄a-θ)²

如果(s-s1)0且(u²-u1²)0且运动控制器根据期望纵向力矩、期望踏板位移对所述刹车机器人进行控制；刹车机器人控制下的车辆减速度为

刹车控制比例

c＝k₇a+k₈(k₇a-θ)+k₉(k₇a-θ)²

其中，m为决策周期数代表采集次数，其值≥3；s为期望位置，s1为车辆的位置；a为加速度，c为踏板控制比例；u为期望的纵向速度，u1为车辆的纵向速度；k0、k1、k2、k3为加速度/减速度的控制参数，k4、k5和k6为油门机器人的踏板调节参数，k7、k8和k9为刹车机器人的踏板调节参数，θ为油门/刹车机器人的绝对编码器电机数值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运动控制器根据所述控制指令分别控制对应的机器人执行动作，包括：

所述运动控制器检测车辆的位置、横向速度、转向电机位置、转向力矩和方向盘角度；

所述运动控制器根据期望的位置、期望横向速度、转向机器人中转向电机的绝对编码器数值、期望转向力矩、期望方向盘角度对所述转向机器人进行五环控制。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上位机接收用户输入的纵向速度信息和轨迹信息之前，还包括：

所述上位机接收设置参数，并将所述设置参数传输至所述决策控制器；所述设置参数包括车辆最大速度、最小速度、最大加速度、最大转向角度、转向速度、最大踩刹车速度、最大刹车踏板位移、最大踩油门速度和最大油门踏板位移以及多自由度机械档位移动位置；

所述决策控制器从所述感知模块获取车辆的行驶数据，并根据所述行驶数据、纵向速度信息和轨迹信息向所述运动控制器发送控制指令，包括：

所述决策控制器从所述上位机接收所述设置参数，从所述感知模块获取车辆的行驶数据，并根据所述设置参数、行驶数据、纵向速度信息和轨迹信息向所述运动控制器发送控制指令。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统包括示教器；

所述方法包括：所述示教器对所述急停机器人、转向机器人、刹车机器人、油门机器人和换挡机器人进行示教和零点标定。