[发明专利]一种导向轮的转向效率标定方法及装置

说明书

本发明提供一种导向轮的转向效率标定方法及装置，属于农机无人驾驶技术领域，所述方法包括：获取目标路径曲率和行驶路径的平均曲率；根据所述目标路径曲率和所述平均曲率，对导向轮的当前转向效率进行标定以获取目标转向效率。本发明利用行驶路径的平均曲率与目标路径曲率，对无人驾驶作业机械的导向轮的转向效率进行标定，从方法上实现导向轮偏转向效率标定的自动化，减小因农机重心位置变化、土壤条件变化等引起的导向轮转向效率变化导致的对路径跟踪精度的影响，提高路径跟踪精度。还可以简化标定步骤，提高无人驾驶标定效率，提高标定精度。

技术领域

本发明涉及农机无人驾驶技术领域，尤其涉及一种导向轮的转向效率标定方法及装置。

背景技术

自动转向操控技术是实现农业作业机械无人驾驶的关键技术之一，也是农机无人驾驶的基础。导向轮作转向为一种重要的转向方式，其转向效率严重影响农机无人系统的路径跟踪精度。农机作业过程中，农机重心会随着作业机具升降、粮仓、种肥药箱等农资料位变化而变化，导致轮胎和路面所产生的附着力变化，离心力和驱动力的改变也会引起合力的改变。当合力大于附着力时，轮胎就会沿着合力的方向滑动。如果这个轮胎位于前导向轮，就会出现转向不足；如果这个轮胎位于后导向轮，就会出现转向过度。

农机无人驾驶系统中，路径跟踪模型或控制算法一般未考虑导向轮转向效率变化，将导向轮转向效率作为一个常量进行考虑，从而在作业农机重心、地况等影响导向轮转向效率的因素发生变化时，无人驾驶系统的路径跟踪精度会变差，严重影响作业质量。其次，在无人驾驶农机人工标定时，仅在农机特定工况和特定路面条件下进行，将导向轮转向效率作为常量进行标定，无法满足不同工况下的无人驾驶系统路径跟踪精度。另外，农机无人驾驶系统人工标定存在步骤繁琐，效率低，精度不高等问题。

发明内容

本发明提供一种导向轮的转向效率标定方法，用以解决现有技术中的缺陷，提高导向轮的转向效率的标定效率和精度。

第一方面，本发明提供一种导向轮的转向效率标定方法，包括：获取目标路径曲率和行驶路径的平均曲率；根据所述目标路径曲率和所述平均曲率，对导向轮的当前转向效率进行标定以获取目标转向效率。

根据本发明提供的一种导向轮的转向效率标定方法，获取所述行驶路径的平均曲率，包括：在所述目标路径曲率大于等于目标路径曲率阈值，并且作业机械的行进速度大于速度阈值的情况下，获取作业机械在行驶过程中的多个位置处的行驶轨迹曲率；根据所述行驶轨迹曲率，确定所述行驶路径的平均曲率。

根据本发明提供的一种导向轮的转向效率标定方法，所述根据所述行驶轨迹曲率，确定所述行驶路径的平均曲率，其具体的计算公式为：

其中，为平均曲率，K_ri表示第i个位置处的行驶轨迹曲率，n表示位置的总个数。

根据本发明提供的一种导向轮的转向效率标定方法，根据所述目标路径曲率和所述平均曲率，对导向轮的当前转向效率进行标定以获取目标转向效率，其具体公式为：

其中，η_new表示目标转向效率，η表示当前转向效率，K_t为目标路径曲率，为平均曲率。

根据本发明提供的一种导向轮的转向效率标定方法，所述目标路径曲率的计算公式为：

其中，K_t为目标路径曲率，R表示目标路径的半径。

根据本发明提供的一种导向轮的转向效率标定方法，所述行驶路径的长度大于等于距离阈值。

第二方面，本发明还提供一种导向轮的转向效率标定装置，包括：

获取模块，用于获取目标路径曲率和行驶路径的平均曲率；