[发明专利]一种改进的用于地面车辆路径跟踪的纯追踪控制方法

摘要

本发明公开了一种改进的用于地面车辆路径跟踪的纯追踪控制方法，涉及地面车辆导航控制领域，该方法根据车辆导航系统提供的导航参数，判断车辆航向偏差与理想直线校正航向角之间的关系，并结合横向偏差的正负选择采用小圆弧路径跟踪算法还是大圆弧路径跟踪算法，可根据车辆实时运动状态对车辆前进方向进行动态调整，尤其能够解决前轮期望转角较大时过度调节的情况，能够实现稳定性好、精度高的路径跟踪控制。

主权项

1.一种改进的用于地面车辆路径跟踪的纯追踪控制方法，其特征在于，该方法根据车辆导航系统提供的导航参数，判断车辆实时航向角与理想直线校正航向角之间的关系，并结合横向偏差的正负，选择采用小圆弧路径跟踪算法还是大圆弧路径跟踪算法：以田块任意垂直的两条边界为x和y轴，以两边界交点为原点o建立田块平面坐标系xoy，车辆当前位置为C(xc,yc)、期望位置为C’(xc’,yc’)、第一预瞄点为P(xp,yp)、第二预瞄点为P’(xp’,yp’)，C’P为规划路径，从C’指向P为规划路径正方向，当前位置C与期望位置C’的横坐标差值为横向偏差Δx，当前位置C相比于期望位置C’偏左时Δx为负值，车辆当前位置C相比于期望位置C’偏右时Δx为正值；线段CP为车辆轨迹的理想直线校正航向，正方向从C指向P，CP正方向与规划路径C’P正方向所成夹角为理想直线校正航向角，CP正方向相对于C’P正方向偏左时理想直线校正航向角为负值，偏右时理想直线校正航向角为正值；车辆实时航向为CE，正方向从C指向E，CE正方向与规划路径C’P正方向所成夹角为航向偏差Δθ，CE正方向相对于C’P正方向偏左时Δθ为负值，偏右时Δθ为正值；圆弧CP为弧线校正路径；在田块平面坐标系xoy中，车辆当前位置为C(xc,yc)、期望位置为C’(xc’,yc’)、预瞄点位置为P’(xp,yp)、横向偏差为Δx、航向偏差为Δθ、线段CP为车辆轨迹的理想直线校正航向、圆弧CP为弧线校正航向、线段CE为车辆实时航向；当车辆航向偏差Δθ大于理想直线校正航向角(即CE在CP右侧)且横向偏差Δx为正值时，采用小圆弧路径跟踪算法；当车辆航向偏差Δθ大于理想直线校正航向角(即CE在CP右侧)且横向偏差Δx为负值时，采用大圆弧路径跟踪算法；当车辆航向偏差Δθ小于理想直线校正航向角(即CE在CP左侧)且横向偏差Δx为负值时，采用小圆弧路径跟踪算法；当车辆航向偏差Δθ小于理想直线校正航向角(即CE在CP左侧)且横向偏差Δx为正值时，采用大圆弧路径跟踪算法；当车辆航向偏差Δθ等于理想直线校正航向角时，方向盘回正，按当前航向角行驶。