华东交通大学曾德全获国家专利权
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龙图腾网获悉华东交通大学申请的专利一种兼顾横向误差和航向误差收敛的自动驾驶控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115826579B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211651332.7,技术领域涉及:G05D1/43;该发明授权一种兼顾横向误差和航向误差收敛的自动驾驶控制方法是由曾德全;胡一明设计研发完成,并于2022-12-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种兼顾横向误差和航向误差收敛的自动驾驶控制方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种兼顾横向误差和航向误差收敛的自动驾驶控制方法,包括如下步骤:轨迹预瞄器设计;误差融合器设计;线性延迟器设计;线性估计器;线性反馈控制器。本发明能有效解决模型参数不确定性等干扰,并通过李雅普诺夫函数设了误差融合器,验证了自动驾驶控制系统的稳定性,在模型参数不确定性存在不确定性的情况下,本方法具有较高的鲁棒性,通过加快前轮转角的响应,可以降低跟踪误差,使横向误差和航向误差同步收敛,跟踪的轨迹更加精准、可靠,提高自动驾驶车辆运行的平稳性与安全性。
本发明授权一种兼顾横向误差和航向误差收敛的自动驾驶控制方法在权利要求书中公布了:1.一种兼顾横向误差和航向误差收敛的自动驾驶控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 1轨迹预瞄器计算轨迹跟踪误差; 2误差融合器将轨迹跟踪误差融合为综合跟踪误差; 3根据综合跟踪误差,设计微分误差系统模型; 4由微分误差系统模型,设计线性估计器,估计出系统状态; 5线性延迟器计算期望的系统状态; 6根据估计的系统状态和期望的系统状态,计算系统误差; 7根据系统误差,线性反馈控制器计算期望控制量; 8结合估计的系统状态计算扩张状态控制量; 9将期望控制量和扩张状态控制量融合,得到最终的系统控制量; 所述步骤1中,轨迹预瞄器设计为其中,ye为车辆横向误差,vd为参考轨迹上被跟踪点的期望车速,为车辆航向误差,ls为预瞄点到车辆质心的距离,L为轴距,δ为车辆前轮转角,ye参数上的圆点为所述参数的一阶微分; 所述车辆航向误差的计算方法为其中,θ为参考轨迹上被跟踪点的航向,为参考车辆的实际航向; 所述步骤2中,误差融合器设计为其中,z为综合跟踪误差,tanh.为双曲正切函数,系统参数c00,c10,c20; 所述步骤3中,由误差融合器模型设计的微分误差系统模型为其中,为微分误差系统模型中的不确定部分,系数b0=-c2vdL,u为最终的系统控制量,z参数上的圆点为z的一阶微分,f.函数上的圆点为f.函数的一阶微分,v为车辆实际速度,w为系统扰动; 所述步骤4中,设计的线性估计器的状态空间模型如公式1所示, 其中,状态z1为z的估计值,状态z2为微分误差系统模型中的不确定部分,η为线性估计器的输出,z1参数上的圆点为z1的一阶微分,z2参数上的圆点为z2的一阶微分; 所述步骤4中,设计的线性估计器离散后如公式2所示, 其中,k为离散的时刻,T1为线性估计器的周期,wo0为线性估计器的增益,ezk为第k时刻,线性估计器离散后的误差;z1k为第k时刻,参数z1的值;zk为第k时刻,参数z的值;z1k+1为第k+1时刻,参数z1的值;z2k为第k时刻,参数z2的值;uk为第k时刻,最终系统控制量u的值;z2k+1为第k+1时刻,参数z2的值; 所述步骤5中,设计的线性延迟器为一阶; 所述线性延迟器的参考输入r恒为0,其输出v1也恒为0; 所述步骤6中,系统误差计算方法为e1=v1–z1; 所述步骤7中,线性反馈控制器设计为比例控制器; 比例控制器增益为wcb0,线性反馈控制器输出u0的计算方法为u0=-wcz1b0, 参数wc0为线性估计器的增益系数; 所述步骤8中,扩张状态控制量计算方法为u1=z2b0; 所述步骤9中,最终的系统控制量计算方法为u=u0+u1。
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