[发明专利]基于同轴式轮腿结构的四轮转向轨迹跟踪控制方法

摘要

本发明基于同轴式轮腿结构的四轮转向轨迹跟踪控制方法,全地形搭载平台具有四个车轮，均采用同轴式轮腿结构，各车轮均设置有轮毂电机控制器；陀螺仪，GPS终端，轮毂电机编码器，控制单元；GPS终端持续将车辆当前位置传入控制单元，控制单元根据当前位置与预设轨迹，经三自由度运动学模型计算，得出横向误差与航向角偏差；若为低速，则利用反步法计算后轮转角与前轮转角；若为高速，则侧偏角估计器推断后轮侧偏角与前轮侧偏角，而后计算后轮转角与前轮转角；轮毂电机控制器，控制电机转动相应角度，车辆运动到达下一时刻位置，将此信号返回控制单元，继续比较与预设轨迹的横向误差与航向角偏差，如此反复。可解决复杂路面的轨迹跟踪精度问题。

主权项

1.一种基于同轴式轮腿结构的四轮转向轨迹跟踪控制方法，其特征在于，包括：全地形搭载平台具有四个车轮，均采用同轴式轮腿结构，各车轮均设置有轮毂电机控制器；车身设置有测量车状态参数的陀螺仪，GPS终端，轮毂电机编码器，还设置有控制单元；在全地形搭载平台运动的过程中，车载GPS终端持续将车辆当前位置传入控制单元，控制单元根据当前位置与预设轨迹，经三自由度运动学模型计算，得出横向误差y与航向角偏差θ；判断当前车速是否为高速，大于5m/s为高速；若为低速，则利用反步法计算后轮转角δR与前轮转角δF；若为高速，则侧偏角对转向的影响无法忽略，须经侧偏角估计器推断后轮侧偏角βR与前轮侧偏角βF，而后计算后轮转角δR与前轮转角δF；计算得到的后轮转角δR与前轮转角δF分别输入各自轮毂电机控制器，控制电机转动相应角度，车辆运动到达下一时刻位置，将此信号返回控制单元，继续比较与预设轨迹的横向误差与航向角偏差，如此反复。