[发明专利]一种支持ros系统的高精度底盘控制系统

权利要求书

1.一种支持ros系统的高精度底盘控制系统，其特征在于，包括数据获取模块、车载通讯模块、底盘控制模块、电机监测模块和电机分析模块；

所述数据获取模块用于获取路侧感知设备采集的路侧数据并将获取的路侧数据上传至车载终端；所述路侧感知设备包括激光雷达、摄像头以及气象监测装置，所述路侧感知设备通过光纤与数据获取模块相连接，将采集到的路侧数据通过光纤传输到数据获取模块；

所述车载通讯模块用于实现底盘控制模块与车载终端、路侧感知设备间的数据通讯，并将采集到的车载感知数据和底盘实时运行数据发送至车载终端；所述车载感知数据为车载摄像头、激光雷达实时采集到的外部道路环境信息；所述底盘实时运行数据为底盘各执行机构的实时工作数据，所述实时工作数据包括悬架阻尼、驱动电机功率转速、制动器温度以及电池SOH参数；

所述车载终端用于计算获取底盘控制策略，并对接收到的路侧数据、车载感知数据和底盘实时运行数据进行数据融合处理，完成路径规划决策，并将得到的路径规划决策发送给底盘控制模块；其中，所述底盘控制策略具体为：

根据车载终端收集到的数据，利用多目标粒子群算法、多目标遗传算法、蚁群算法、模拟退火算法或神经网络算法，对底盘指标进行计算，并对优化目标函数进行求解，得到此时底盘控制模块控制量的优化范围，并利用随机数在优化范围内选取一组具体控制量作为实际控制量，车载终端对实际控制量进行编译后以控制命令形式发送至底盘控制模块；所述底盘控制模块接收到控制命令后用于车辆不同运动方向控制，并进行速度及角度大小调控；

所述底盘指标包括平顺性指标、经济性指标以及节能性指标；控制量包括驱动电机电流、转向电机电流以及制动电机电流；

所述底盘控制模块的具体控制过程为：在ROS中接收控制命令，将接收到的线速度和角速度转换成电机转速发布给电机，并接收电机实时转速反馈，转换成线速度和角速度，计算底盘的里程计；

所述电机监测模块用于通过安装在电机上的监测传感器组实时采集时序数据并将时序数据传输至电机分析模块；所述时序数据为电机运行过程中的状态参数值；状态参数值包括电机在运行过程中的噪音分贝值、转速、温度以及流经电机的实时电流以及实时电压；所述监测传感器组包括电压互感器、电流互感器、转速传感器、声音传感器和温度传感器；

所述电机分析模块用于接收时序数据并进行预警分析，判断电机运行是否异常；具体分析步骤为：

当电机分析模块接收到时序数据后，获取时序数据中的电机温度，并标记为DT1；获取时序数据中噪音分贝值、转速、实时电流以及实时电压，并依次标记为Z1、R1、L1、Y1；利用公式YX=Z1×b1+R1×b2+L1×b3+Y1×b4计算得到电机的运行值YX，其中b1、b2、b3、b4均为系数因子；

建立第一分析数组，第一分析数组包括同一时刻获取的电机的运行值YX和实时温度DT1；以运行值YX为自变量，以实时温度DT1为因变量建立电机运行曲线；对电机运行曲线进行求导获取电机运行导数曲线；

将电机运行导数曲线中导数为0的点标记为驻点；将相邻两个驻点对应的运行值的采集时刻进行时间差计算得到运驻时长ZT；

若ZT≥时长阈值，且此时的实时温度DT1满足(RT-μ)≤DT1≤(RT+μ)，则判定此时电机运行正常；其中RT为电机对应的温度阈值；μ为补偿因子；否则，判定电机运行异常，生成预警信号；

所述电机分析模块用于将预警信号传输至车载终端；所述车载终端接收预警信号后驱动控制报警模块发出警报，并根据车速和路况智能执行安全熄火指令，靠边停车。