一种线控履带底盘直线行驶控制方法及装置与流程

本发明涉及一种线控履带底盘直线行驶控制方法，属于工程机械。

背景技术：

1、线控履带底盘是履带车辆自动驾驶的基础，直线行驶是线控底盘行驶过程中基础运动形式，对车辆自身行驶的稳定性以及后续自动驾驶的实现具有较大的影响作用。双侧独立驱动履带线控底盘，其左右侧驱动、传动系统相互独立，没有机械连接和约束，履带行驶环境恶劣，路况复杂，路面负载具有很强的不确定性和不均一性，会导致两侧驱动轮负载变化剧烈且不相同，两侧驱动轮速度控制难以保持同步。在行驶过程中由于车况或路况等因素，底盘无法始终保持直线的行驶，因此需要实时的纠偏控制。

2、现有的双侧独立驱动履带线控底盘在直线行驶时，由于车况或路况等因素，左右侧驱动系统的控制和运动难以保持同步而引起跑偏问题，导致履带车辆不同环境下的适用性以及运动平稳性较差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种线控履带底盘直线行驶控制方法及装置，解决现有的双侧独立驱动履带线控底盘在直线行驶时，由于车况或路况等因素，左右侧驱动系统的控制和运动难以保持同步而引起跑偏的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提供了一种线控履带底盘直线行驶控制方法，包括以下步骤：

4、步骤a：控制左侧履带驱动轮转速和右侧履带驱动轮转速均为初始值，持续采集左侧履带驱动轮实际转速和右侧履带驱动轮实际转速，并计算当前时刻的累计位移差；

5、步骤b：判断当前时刻的累计位移差的绝对值是否大于第一位移差阈值，若否，则不进行纠偏控制，并重复步骤a和b；若是，则将当前时刻的累计位移差的绝对值与第二位移差阈值、第三位移差阈值进行比较，根据比较结果获取直驶纠偏转速控制系数；

6、步骤c：根据所述直驶纠偏转速控制系数计算直驶纠偏转速，根据左侧履带驱动轮转速和所述直驶纠偏转速，计算左侧履带纠偏转速，根据右侧履带驱动轮转速和所述直驶纠偏转速，计算右侧履带纠偏转速；

7、步骤d：根据所述左侧履带纠偏转速、所述右侧履带纠偏转速和当前时刻的累计位移差，计算下一时刻的累计位移差，判断下一时刻的累计位移差的绝对值是否大于第一位移差阈值；若否，工作完成，将左侧履带纠偏转速和右侧履带纠偏转速重置为初始值；若是，则用下一时刻的累计位移差替换当前时刻的累计位移差，并重复步骤c和d。

8、进一步的，所述计算当前时刻的累计位移差，具体包括：

9、根据左侧履带驱动轮实际转速，计算当前时刻的左侧履带累计行驶距离；

10、根据右侧履带驱动轮实际转速，计算当前时刻的右侧履带累计行驶距离；

11、根据当前时刻的左侧履带累计行驶距离和当前时刻的右侧履带累计行驶距离，计算当前时刻的累计位移差。

12、进一步的，所述计算当前时刻的左侧履带累计行驶距离，具体包括：

13、当前时刻的表达式如下：

14、

15、式中：t为当前时刻；为时间周期，从车辆静止开始，每经过，进行一次采样；k为系数，且k为正整数；

16、当前时刻的左侧履带累计行驶距离的表达式如下：

17、= =1+2+…+k-1+k

18、式中：为当前时刻的左侧履带累计行驶距离；表示一定时间间隔内左侧履带行驶距离；1表示车辆由静止到第一次采样时间间隔内左侧履带行驶距离、2表示第一次采样到第二次采样时间间隔内左侧履带行驶距离、…、k表示第k-1次采样到第k次采样时间间隔内左侧履带行驶距离；

19、所述计算当前时刻的右侧履带累计行驶距离表达式如下：

20、= =1+2+…+k-1+k

21、式中：为当前时刻的左侧履带累计行驶距离；表示一定时间间隔内右侧履带行驶距离；1表示车辆由静止到第一次采样时间间隔内右侧履带行驶距离、2表示第一次采样到第二次采样时间间隔内右侧履带行驶距离、…、k表示第k-1次采样到第k次采样时间间隔内右侧履带行驶距离。

22、进一步的，所述k的表达式如下：

23、

24、式中：r为左侧履带驱动轮和右侧履带驱动轮的有效半径；为第k-1次采样到第k次采样时间间隔内采集的左侧履带驱动轮实际转速的平均值。

25、进一步的，所述根据当前时刻的左侧履带累计行驶距离和当前时刻的右侧履带累计行驶距离，计算当前时刻的累计位移差，具体包括：

26、当前时刻的累计位移差表达式如下：

27、=△s1+△s2+…+△sk=++…+

28、式中：为当前时刻的累计位移差，△s1为车辆由静止到第一次采样时间间隔内左侧履带行驶距离和车辆由静止到第一次采样时间间隔内右侧履带行驶距离的位移差、△s2为第一次采样到第二次采样时间间隔内左侧履带行驶距离和第一次采样到第二次采样时间间隔内右侧履带行驶距离的位移差、…、表示第k-1次采样到第k次采样时间间隔内左侧履带行驶距离和第k-1次采样到第k次采样时间间隔内右侧履带行驶距离的位移差；为第k-1次采样到第k次采样时间间隔内采集的右侧履带驱动轮实际转速的平均值；

29、的表达式如下：

30、△sk=k-k =

31、式中：k为第k-1次采样到第k次采样时间间隔内右侧履带行驶距离。

32、进一步的，所述根据所述直驶纠偏转速控制系数计算直驶纠偏转速，具体包括：

33、所述计算直驶纠偏转速的表达式如下：

34、

35、式中：为直驶纠偏转速；f为直驶纠偏转速控制系数；

36、所述根据比较结果获取直驶纠偏转速控制系数，具体包括：

37、若当前时刻的累计位移差的绝对值大于第一位移差阈值且不大于第二位移差阈值，则f=f1；若当前时刻的累计位移差的绝对值大于第二位移差阈值且不大于第三位移差阈值，则f=f2；若当前时刻的累计位移差的绝对值大于第三位移差阈值，则f=f3；f1、f2和f3均为预设数值，且f3＞f2＞f1＞0。

38、进一步的，所述计算左侧履带纠偏转速的表达式如下：

39、

40、式中：为左侧履带纠偏转速；为左侧履带驱动轮转速的初始值；

41、所述计算右侧履带纠偏转速的表达式如下：

42、

43、式中：为右侧履带纠偏转速；为右侧履带驱动轮转速的初始值。

44、进一步的，所述步骤d还包括：计算下一时刻的累计位移差后，依次判断累计位移差的变化趋势和累计位移差的变化速率是否满足要求；

45、所述判断累计位移差的变化趋势是否满足要求，具体包括：

46、若下一时刻的累计位移差的绝对值不小于当前时刻的累计位移差的绝对值，则判断不满足要求，将直驶纠偏转速控制系数增加第一预设值，获取直驶纠偏转速控制系数第一修改值，用直驶纠偏转速控制系数第一修改值替换直驶纠偏转速控制系数，并重复步骤c和d；

47、若下一时刻的累计位移差的绝对值小于当前时刻的累计位移差的绝对值，则判断满足要求，而后判断累计位移差的变化速率是否满足要求。

48、进一步的，所述判断累计位移差的变化速率是否满足要求，具体包括：

49、所述累计位移差的变化速率的表达式如下：

50、

51、式中：为下一时刻的累计位移差；

52、将累计位移差的变化速率与第一预设阈值和第二预设阈值进行比较，若累计位移差的变化速率不小于第二预设阈值，则判断不满足要求，将直驶纠偏转速控制系数减小第二预设值，获取直驶纠偏转速控制系数第二修改值，用直驶纠偏转速控制系数第二修改值替换直驶纠偏转速控制系数，并重复步骤c和d；

53、若累计位移差的变化速率不大于第一预设阈值，则判断不满足要求，将直驶纠偏转速控制系数增加第二预设值，获取直驶纠偏转速控制系数第三修改值，用直驶纠偏转速控制系数第三修改值替换直驶纠偏转速控制系数，并重复步骤c和d；

54、若累计位移差的变化速率大于第一预设阈值且小于第二预设阈值，则判断满足要求，而后判断下一时刻的累计位移差的绝对值是否大于第一位移差阈值。

55、第二方面，本发明提供了一种线控履带底盘直线行驶控制装置，包括：

56、采集模块：控制左侧履带驱动轮转速和右侧履带驱动轮转速均为初始值，持续采集左侧履带驱动轮实际转速和右侧履带驱动轮实际转速，并计算当前时刻的累计位移差；

57、第一计算模块：判断当前时刻的累计位移差的绝对值是否大于第一位移差阈值，若否，则不进行纠偏控制，并重复采集模块和第一计算模块；若是，则将当前时刻的累计位移差的绝对值与第二位移差阈值、第三位移差阈值进行比较，根据比较结果和当前时刻的所述累计位移差，计算直驶纠偏转速；

58、第二计算模块：根据左侧履带驱动轮转速和所述直驶纠偏转速，计算左侧履带纠偏转速，根据右侧履带驱动轮转速和所述直驶纠偏转速，计算右侧履带纠偏转速；

59、调节模块：根据所述左侧履带纠偏转速、所述右侧履带纠偏转速和当前时刻的累计位移差，计算下一时刻的累计位移差，判断下一时刻的累计位移差的绝对值是否大于第一位移差阈值；若否，工作完成，将左侧履带纠偏转速和右侧履带纠偏转速重置为初始值；若是，则用下一时刻的累计位移差替换当前时刻的累计位移差，并重复步骤第二计算模块和调节模块。

60、第三方面，本发明提供了一种终端，包括处理器及存储介质；

61、所述存储介质用于存储指令；

62、所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面所述方法的步骤。

63、第四方面，本发明提供了计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述方法的步骤。

64、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

65、1、该线控履带底盘直线行驶控制方法，根据左右侧履带行驶累计位移差值，调节左右侧驱动轮速度以消除位移差，提高在不同环境下的适用性和控制过程中运动平稳性，解决由于车况和路况，履带底盘左右侧驱动系统的控制和运动难以保持同步而引起的跑偏问题；

66、2、本发明根据两侧履带行驶距离情况，动态匹配合适的控制系数；本发明在修正后，根据两侧履带行驶距离的变化趋势与变化速率，自动调节控制系数，提高不同工况下的适用性和系统鲁棒性。