[发明专利]前后双轴转向车辆的循迹控制方法

说明书

本发明公开了一种前后双轴转向车辆的循迹控制方法。所述方法包括如下步骤：简化前后双轴转向车辆为二自由度动力学模型；建立前后双轴转向车辆与目标轨迹间的相对运动关系；基于最优控制理论设计前后双轴转向车辆循迹控制器；使用设计的前后双轴转向车辆循迹控制器，输出车辆前后轴转向角命令。所述方法具有计算量小，精度高，成本低等优点。

技术领域

本发明涉及汽车控制方法技术领域，尤其涉及一种前后双轴转向车辆的循迹控制方法。

背景技术

随着智能网联和自动驾驶技术的长足进步，汽车底盘开始沿线控化、智能化和电动化趋势发展。前后双轴转向车辆具有转弯半径小，转向模式多的优势，在未来会广泛应用于乘用车和特种运输车领域。循迹控制是自动驾驶技术中的一项重要技术，车辆循迹行驶的精度直接关系到无人车的安全性，当前有关车辆循迹控制的方法仅能应用于前轴转向车辆，且计算量较大，成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种计算量小，精度高，成本低的前后双轴转向车辆的循迹控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种前后双轴转向车辆的循迹控制方法，其特征在于包括如下步骤：

简化前后双轴转向车辆为二自由度动力学模型；

建立前后双轴转向车辆与目标轨迹间的相对运动关系；

基于最优控制理论设计前后双轴转向车辆循迹控制器；

使用设计的前后双轴转向车辆循迹控制器，输出车辆前后轴转向角命令。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：相比于应用于前轴转向车辆的循迹控制方法，本发明方法针对轮式底盘车辆具有较广泛的应用性，可应用于前后双轴转向车辆，实现蟹行、后轮随动、前轴转向和后轴转向四种转向模式的循迹控制，也可兼容应用于前轴转向车辆的循迹控制。

相比于其他以车辆位置与目标轨迹偏差作为控制效果期望的循迹方法，本发明方法融合了车辆横摆角速度和三种车辆位置与目标轨迹间的偏差作为控制效果期望，通过设定期望的车辆质心与轨迹目标点处的侧向偏差，保证车辆循迹时行驶轨迹与目标轨迹的贴合度，通过设定期望的车辆质心与目标轨迹预瞄点处的侧向偏差，避免车辆转向滞后，通过设定期望的横摆角速度既能配合设定的期望航向角偏差，实现循迹时车辆航向角控制，又能避免循迹行驶过程中车身横摆抖动现象，兼顾车身横摆稳定控制，保证乘员乘坐舒适性。

相比于基于高自由度模型和复杂控制理论的循迹控制方法，本发明方法可在保证循迹精度的情况下，具有计算量较小的优势，便于向实车控制器部署。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例中二自由度前后双轴转向车辆动力学模型图；

图2是本发明实施例中车辆与目标轨迹间的相对运动关系图；

图3a是本发明实施例中前后双轴转向车辆的蟹行转向模式图；

图3b是本发明实施例中前后双轴转向车辆的后轮随动转向模式图；

图3c是本发明实施例中前后双轴转向车辆的前轮转向模式图；

图3d是本发明实施例中前后双轴转向车辆的后轮转向模式图；

图4是本发明实施例所述方法的控制流程图；

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。