[发明专利]基于动态双三角形原理的自走式平地机智能控制方法

权利要求书

1.基于动态双三角形原理的自走式平地机智能控制方法，包括以下步骤：

S1、系统以平地机为作业机械测试平台，通过在平地机上安装受步进电机控制的激光接收靶，并完成采集两固定顶点处用来跟踪的激光束，经由无线电询问两路激光发射器的发射角度来实现车体当前坐标与速度、加速度等数据的解算；

S2、平地机作业时双三角形自动定位坐标算法和作业机械转向控制的硬件系统；

S3、分析激光光斑在接收靶上的着靶特性，采用变维卡尔曼滤波算法对生成的激光光斑进行去噪处理，后采用重心曲线拟合法实现对运动激光光斑中心的准确预估位置与可靠性分析，完成对机械运动过程中的激光光斑中心的准确估计；

S4、采用基于RBF神经网络的PID算法，运用动态双三角形原理，实现三角形两固定点处的激光源对安装在作业平地机上的运动激光接收靶标的实时跟踪。

2.根据权利要求1所述的基于动态双三角形原理的自走式平地机智能控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，具体包括以下步骤：

S101、在双三角形其中一条公共边上利于坐标定位和计算的适当位置A和B两个定位顶点处，每个点安装1个低价位的激光发射器和1个激光雷达测距传感器；

S102、利用步进电机实现对安装在作业平地机械上的双三角形各自的第三个顶点处的激光接收靶的跟踪，并实时记录当前的角度值；

S103、同时在机械的前部C处和后部D处各自安装一个超声波接收器，实时接收A和B处激光雷达测距传感器发出的超声波信号，实现双三角形各自的另两边AC和BC、AD和BD的距离测量，并可实时计算出平地机械当前的角度值，进而通过无线数据传输模块传输当前的角度值；

S104、安装在平地机械上动态移动的激光接收靶，在主机的控制下接收来自三角形两固定点处的激光，并解算当前作业平地机械的坐标，同时采用基于PID快速修正的变维卡尔曼滤波算法，计算移动目标的速度和加速度。

3.根据权利要求1所述的基于动态双三角形原理的自走式平地机智能控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，具体包括以下步骤：

S201、设动态双三角形的一条公共边AB＝l_ab(表示基线距离长度)平行于Y轴，A(x_a,y_a)、B(x_b,y_b)均位于工作区域左侧，平地机械作业时自动行走路径上任意点坐标为S(x_i,y_i,θ_i)，θ是行走机械的方位角，图中C和D是位于车身中心对称位置上的点，任取行走路径上一点C(x_ci,y_ci,θ_ci)和D(x_di,y_di,θ_di)，由激光测距传感器测量所得距离AC＝l_aci，BC＝l_bci，则在三角形ABC中可得AB和AC的夹角为：

故而可得点C(x_ci,y_ci,θ_ci)坐标为：

同理在三角形ABD中，测量得到AD＝l_adi，BD＝l_bdi，则可求出AD和AB夹角为：

所以可以得出D(x_di,y_di,θ_di)坐标为：

由此得出行走路径上任意点的平地机位姿角(方向角)为：

S202、选用了模糊免疫PID控制器去对车辆的转向系统进行控制，提高控制系统的鲁棒性和快速响应性。