[发明专利]两轮自平衡车主动避障轨迹规划与稳定跟踪控制方法

摘要

本发明涉及一种两轮自平衡车主动避障轨迹规划与稳定跟踪控制方法，包括基于圆弧和过渡曲线的避障轨迹规划方法与基于非奇异终端滑模和嵌套饱和算法的稳定跟踪控制方法。所述局部轨迹规划方法所规划的轨迹包括换道轨迹、超越轨迹和并道轨迹。所述非奇异终端滑模算法控制两轮自平衡车的全驱动转向子系统，所述嵌套饱和算法控制两轮自平衡车的欠驱动前向子系统。本发明所规划的避障轨迹，具有轨迹曲率变化平缓，便于欠驱动两轮自平衡车稳定跟踪的特点；所提出的稳定跟踪控制算法，能够使两轮自平衡车在较大车身倾角初值下，稳定跟踪所规划的避障轨迹，同时保持车身稳定，从而实现两轮自平衡车的主动避障。

主权项

两轮自平衡车主动避障轨迹规划与稳定跟踪控制方法，包括：基于圆弧和过渡曲线的避障轨迹规划方法、基于非奇异终端滑模和嵌套饱和算法的稳定跟踪控制方法；其特征在于，所述避障轨迹规划方法规划出的轨迹包括换道、超越和并道三部分；所述稳定跟踪控制方法，首先将两轮自平衡车实际位姿对于避障轨迹所确定的参考位姿的跟踪,在非完整约束的情况下，转化为实际前向速度和转向角速度对于期望前向速度和转向角速度的跟踪，然后将整个两轮自平衡车系统解耦为全驱动转向子系统和欠驱动前向子系统分别进行控制。