[发明专利]一种无人车控制方法及无人割草车

说明书

本发明涉及无人车及其控制方法设计，特别涉及一种无人车控制方法及无人割草车。无人车控制方法包括如下步骤：获取无人车当前时刻的位置信息和姿态信息；计算当前时刻所述无人车的位置和航向与规划路径之间是距离偏差和角度偏差；在距离偏差不小于距离偏差阈值以及大于距离偏差阈值时，分别获取无人车转向机构的转向角度；将获得的所述无人车转向机构的转向角度以控制指令形式发送至无人车。本发明的无人车控制方法及无人割草车，能够获得无人割草车精确位置和姿态信息，结合规划路径计算得到的位置偏差和角度偏差更加精确有效；另外，可以根据不同情形采取不同修正转向策略，能够确保更加迅速的回到正确轨迹上。

技术领域

本发明涉及无人车及其控制方法设计，特别涉及一种无人车控制方法及无人割草车。

背景技术

随着科学技术的快速发展，无人车发展越来越受到关注，国内外各大汽车厂商和科技公司都投入大量精力到无人车研发中。无人车是一个集环境感知、路径规划和决策控制等多种功能于一体的综合机器人系统。

其中，决策控制相当于无人车的大脑，其主要功能是依据感知系统获得的信息来进行决策判断，进而对下一步的行为进行决策，控制车辆如何行进。因此，决策控制技术是无人车系统中的关键性技术。决策控制系统的行为分为反应式、反射式和综合式。其中，反应式控制是一个反馈控制的过程，是根据车辆当前位置与期望路径的偏差，不断调节方向盘转角和车速，直到到达目的地。但是，仅仅简单通过位置偏差获得轨迹跟踪控制还无法顺畅控制无人车。

为了解决上述问题，目前的一些无人车，是通过高清摄像机、激光扫描仪和雷达传感器等来观察周边道路和障碍物信息，从而建立轨迹跟踪控制算法，但此类方法算法复杂，实现难度大，且不是适合在野外场合使用。

另外，无人割草车是无人车技术在特定场合的应用实例，其主要应用在大型机场草坪修整作业中。无人割草车通过GPS卫星导航仪采集作业地图边界信息，并规划最优行进路径在区域内进行遍历割草作业。因此，如何控制无人割草车按照规划的路径行进实现区域内全覆盖遍历割草作业的轨迹跟踪控制方法成为重中之重。

发明内容

本发明的目的是提供了一种无人车控制方法及无人割草车，以解决现有无人车及无人割草车控制方法存在的至少一个问题。

本发明的技术方案是：

一种无人车控制方法，包括如下步骤：

步骤一、获取无人车当前时刻的位置信息和姿态信息；

步骤二、计算当前时刻所述无人车的位置和航向与规划路径之间是距离偏差和角度偏差；

步骤三、通过将所述距离偏差与设置的距离偏差阈值进行比较，并结合所述角度偏差，获取所述无人车转向机构的转向角度，具体包括：

当所述距离偏差不小于距离偏差阈值时，通过如下公式(1)获得转向角度θ：

其中，a₁、b₁为系数，θ_max为无人车转向机构的最大转向角度，d_t为所述距离偏差阈值，d无车中点与规划路径之间的垂直距离，α为当前时刻无人车与规划路径之间的角度偏差；

当所述距离偏差大于距离偏差阈值时，通过如下关系式(2)获得转向角度θ：

其中，θ为正值表示左转向，为负值表示右转向；

步骤四、将获得的所述无人车转向机构的转向角度以控制指令形式发送至无人车的转向电机。

可选的，在所述步骤三之后且在所述步骤四之前还包括如下步骤：

通过如下阶梯函数(3)对获得的转向角度进行修正：