CN115453858B - 一种双车联动控制捕获跟踪系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双车联动控制捕获跟踪系统，包括主车光机系统和从车光机系统。主车光机系统包括主车控制单元、二维转台、信标激光发射组件和反馈激光接收组件；从车光机系统包括激光测距仪、从车控制单元、反馈激光发射组件、信标激光接收组件。激光测距仪安装于从车前端，并与从车控制单元相连。该种光电捕获跟踪系统通过对信标激光的快速捕获和稳定跟踪，实现车辆的横向控制；依靠激光测距仪实时测量的主、从车距离数据，实现两车的纵向控制。光电探测属于非接触式连接，避免了两车直接机械刚性连接而导致的使用灵活性受限问题。针对传统射频通信的数据丢包和延时现象，本发明所提出的光电捕获跟踪系统能够保证双车联动控制的可靠性。

Description

一种双车联动控制捕获跟踪系统及其运行方法

技术领域

本发明属于智能运输设备控制系统技术领域，具体涉及双车联动控制的光电捕获跟踪系统。

背景技术

在当今信息化时代，仓储系统也由传统的人工操控向数字化、无人化方向发展。近年来，搬运机器人逐渐成为研究热点，并广泛用于智慧工厂，极大提高了货物转运效率，节约了大量的人力成本，在此背景下AGV车应运而生。

AGV车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，指装备有电磁或光学等导航定位装置，能够沿着设定的路径自动行驶，具有安全保护和移动载荷功能的运输车。但是，在机械重工领域，所需搬运货物的体积和重量一般较大，市场上成熟的AGV运载能力有限，依靠单车无法完成转运任务，所以，需要采用双车协同工作模式，来转运大尺寸、大质量物体。

双车联动控制是实现双车协同工作的关键技术。目前常用的联动控制策略主要为射频通信或机械刚性连接，二者在实际应用中存在以下技术问题：

1.射频通信采用无线电磁信号，该信号的传输不可避免会出现数据丢包、延时等问题，这通常会导致前后两车运动不一致，无法应用于对控制精度要求较高的场合。虽然可以采取一些改进措施，例如在环境中部署多种类型的传感器，以此来辅助车辆校准自身位姿，但这种方式在某种程度上也限制了双车的使用场景。特别是对于不可人为改变周围环境的特殊应用场景，该方法将失效。所以基于射频通信的双车联动控制方法本质上属于开环控制技术，随着误差的积累，最终很可能导致两车失控，无法顺利完成货物的转运工作。

2.如果直接使用刚性连接件将两车连为一个整体，尽管可以完成重型货物的转运任务，但是当厂区内的转运任务较多，并且某些车辆出现故障时，就需要将双车的连接件拆卸，再与其他的车辆组成双车系统，继续执行搬运任务。这个过程比较繁琐，严重降低了单个车辆的使用灵活性，不便于使用维护。

因此亟需设计一种可靠性强，联控精度高，应用场景广，且使用方便的双车联动控制系统。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提出可以利用光电捕获与跟踪技术，实现对双车系统的联动控制。

本发明的技术方案为一种双车联动控制捕获跟踪系统，包括：主车光机系统和从车光机系统；

所述主车光机系统包括主车控制单元、二维转台，信标激光发射组件和反馈激光接收组件；

所述二维转台设于主车上，所述二维转台与主车控制单元电性连接，所述信标激光发射组件和反馈激光接收组件平行安装在二维转台上；

所述信标激光发射组件包括信标激光发射器和信标激光整形组件，所述信标激光整形组件使得信标激光以近极限衍射角发射，所述信标激光发射器与主车控制单元电性连接；

所述反馈激光接收组件包括第一滤光组件和第一相机，所述第一相机内包括第一相机镜头和第一图像传感器，所述第一图像传感器与主控单元电性连接；

所述从车光机系统包括激光测距仪、从车控制单元、反馈激光发射组件、信标激光接收组件；

所述激光测距仪安装于从车前端，并与从车控制单元电性连接，用于实时测量主车和从车之间的距离，然后将测量的距离数据传输至从车控制单元，便于数据处理；

所述反馈激光发射组件包括反馈激光发射器和反馈激光整形组件，所述反馈激光整形组件使得反馈激光以近极限衍射角发射，所述反馈激光发射器与从车控制单元电性连接；

所述信标激光接收组件包括第二滤光组件和和第二相机，所述第二相机包括第二相机镜头和第二图像传感器，所述第二图像传感器与从车控制单元连接；

所述从车控制单元的输出控制信号加载至舵轮驱动器，各舵轮作为执行机构将运动合成至车辆底盘，从而调整从车的位姿。

优选的，所述第一滤光组件和第二滤光组件安装顺序相同，按激光进路依次为聚焦镜头和窄带滤光片。

优选的，所述信标激光整形组件和反馈激光整形组件均为准直镜。

优选的，所述信标激光发射器为532nm波长激光器，所述反馈激光发射器为660nm波长激光器。

所述双车联动控制捕获跟踪系统的运行方法：

1)、主车与从车设备开机，参数初始化

2)、主车寻找从车

主车的信标激光发射器发出信标激光，主控单元控制二维转台进行方位、俯仰方向扫描，用以主动探测从车位置；

若从车的信标激光接收组件接收到主车的信标激光，则进入步骤3)；

若从车的信标激光接收组件未接收到主车的信标激光，则主车调整位置，直至从车的信标激光接收组件接收到主车的信标激光；

3)、反馈、定位

从车的反馈激光发射组件立即向主车方向发射成功捕获的反馈信号激光，主车二维转台停止扫描动作，并开始归零；从车信标激光接收组件中的第二相机镜头自动减少曝光时间，以便获得暗背景，即在从车的整个相机视场区域内，只接受主车发出的一个信标激光光斑；从车在主车信标激光的引导下，调整自身位姿，使得主车端的信标激光在从车图像传感器上所呈现的光斑位于其窗口的中心位置，此时两车同轴；

4)两车对位

当主车和从车对位后，立即启动光斑跟踪程序，并开启从车端的激光测距仪，根据预设的车距数据调整从车纵向位置；然后两车联动行驶，完成特定应用场景下的转运任务。

优选的，所述步骤2)中探测从车的具体位置为：计算从车上相机视场所探测到的每帧图像灰度均值，来判断是否捕获主车发射的信标激光，具体为：

从车的图像传感器使用全帧采集模式，将光学信号转换为数字信号进行成像，并将每帧图像数据传输至从车控制单元；由于相机曝光量为接收光功率与曝光时间T的乘积，而像元(x,y)所得到的灰度值h(x,y)与曝光量成线性关系，即有

h(x,y)＝m·p(x,y)·T (1)

其中，m为转换系数，表示光能转换为像元灰度值的效率因子；p(x,y)为像元的接收光功率，图像传感器的靶面面积为S，则平均灰度值为：

从车控制单元中的图像处理算法计算每帧图像的平均灰度值，并动态存储前一时刻的图像灰度均值数据；如果某一帧图像的平均灰度值远大于前一帧图像，即认为从车相机视场成功捕获主车发射的信标光，然后从车激光器立即向主车发送已捕获的反馈激光信号。

优选的，所述步骤3)相机窗口中心位置坐标为(0,0)。

优选的，所述步骤4)中采用图像重心跟踪方法来自动跟踪信标光斑，即

其中，x、y分别表示相机跟踪窗口中像素点的横纵坐标；h_p(x,y)是像素平面(x,y)处的像素灰度值；m、n分别表示窗口x和y坐标轴的像素个数，为加速计算，对窗口区域内的图像进行二值化处理，即

式中，h_t为预设图像灰度阈值，当外界强扰动导致从车相机窗口发生光斑失锁情况时，根据两车实际偏移量而采取应急措施；在第k时刻，从车相对于主车信标激光的实际偏移量为

其中，W_d为工作距离；f为相机镜头焦距；r[k]为感光平面上光斑重心在第k时刻的像素偏移量；z为图像传感器的像元尺寸。

优选的，所述步骤4)联动行驶状态中，PID控制器将偏差信号的比例(P)、积分(I)和微分(D)通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制，控制算法为：

其中，e(t)为t时刻的误差；T_i和T_d分别为积分时间、微分时间；k_p、k_i和k_d分别为比例、积分和微分参数，将其离散化，通过计算机程序，可以更方便地实现PID控制算法，即

其中，e[k]为第k时刻的误差；T_s表示传感器采样时间。

优选的，所述步骤4)联动行驶状态中，跟踪程序的性能指标为超调量和稳态误差，并为其分配权重系数，便于后续数据分析和系统优化，则性能评价函数为

H＝ω₁δ[k]+ω₂·φ (8)

其中，ω₁、ω₂为权重系数；δ[k]为第k时刻的超调量；φ为稳态误差，即

其中，σ[m]为第m时刻采样计算的跟踪误差；由于实际场景下会对从车的跟踪稳定性提出要求，所以通常设置

max{δ[k]}≤5％且φ≤1％。 (10)

本发明的有益效果：(1)采用光电捕获跟踪与系统实现两车领航跟随工作模式，主车和从车之间基于光学信号反馈相对位置，进而调整位姿。无需依赖射频通信传输数据，从而避免了数据丢包、延时等问题。因此稳定性更好，可应用于各种复杂的环境下。

(2)代替传统刚性连接件，当某一辆车出现故障时无法使用时，可重新匹配另一辆车，保证车辆的使用灵活性。

(3)根据实际应用场景，无需半球形大空域扫描，采用了一级捕获跟踪机构，所以光机系统更为简洁，具有轻小型优点，便于快速部署。

本发明的双车联动控制捕获跟踪系统，通过对信标激光的快速捕获和稳定跟踪，实现车辆的横向控制；依靠激光测距仪实时测量的主、从车距离数据，实现两车的纵向控制，光电探测属于非接触式连接，代替了传统的射频通信和接触式的机械刚性连接件，保证车辆使用的可靠性和灵活性。

附图说明

图1为光电捕获跟踪系统设计方案图；

图2为双车联动控制系统框图；

图3为双车联控下光电捕获跟踪系统工作流程图；

图4为从车跟踪偏移量计算示意图；

图5为相机视场光斑跟踪窗口示意图。

具体实施方式

下面将结合相关附图对本发明的技术方案进行详细、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。

参见图1，本实施例提供一种双车联动控制捕获跟踪系统，包括：主车光机系统和从车光机系统。

主车光机系统包括主车控制单元、二维转台，信标激光发射组件以及反馈激光接收组件。本实施例中主车控制单元为STM32单片机，二维转台是常用的零部件，具体结构和安装方式不再赘述，二维转台可在方位和俯仰向进行扫描。

二维转台安装于主车后端，二维转台与主车控制单元电性连接，信标激光发射组件和反馈激光接收组件平行安装在二维转台上。

信标激光发射组件包括532nm波长的激光器和准直镜，本实施例中激光器型号为LSR532NL，品牌为宁波远明激光，光束直径小于2mm，且光束发散角小于1.5mrad。信标激光在准直镜的作用下，以近极限衍射角发射，因此，光能量非常集中，便于从车的图像传感器视场捕获。532nm波长的激光器与主车控制单元电性连接。

反馈激光接收组件包括第一滤光组件和第一相机，第一相机内包括第一相机镜头和第一图像传感器，第一相机采用CMOS工业相机，本实施例中相机为海康威视的MV-CA060-11GM，分辨率为3072×2048，最大帧率为17fps，镜头型号为海康威视MVL-HF5028M-6MPE，焦距为50mm。第一滤光组件按激光进路依次为聚焦镜头和窄带滤光片，窄带滤光片用于滤除背景光，第一图像传感器与主车控制单元电性连接。

从车光机系统包括激光测距仪、从车控制单元、反馈激光发射组件、信标激光接收组件，本实施例中，从车控制单元为车载计算机，PID控制器使用计算机程序实现。

激光测距仪安装于从车前端，用于实时测量主车和从车之间的距离，激光测距仪与从车控制单元电性连接，本实施例中激光测距仪型号为星瑞达LDMS-80，标准测量精度为±2mm，测程为0.2m～80m，置信度为95.4％。

反馈激光发射组件包括660nm波长的激光器和准直镜，本实施例中激光器型号为LSR660NL，品牌为宁波远明激光，光束直径小于6mm，光束发散角小于3mrad。准直镜使得反馈激光以近极限衍射角发射，具体作用与结构不再赘述，该激光器与从车控制单元电性连接。

信标激光接收组件包括第二滤光组件和第二相机，第二相机包括第二相机镜头和第二图像传感器，第二相机采用CMOS工业相机，本实施例中同样采用海康威视的MV-CA060-11GM，镜头型号为海康威视MVL-HF5028M-6MPE。第二滤光组件按激光进路依次为聚焦镜头和窄带滤光片，第二图像传感器与从车控制单元电性连接。

从车控制单元输出的控制信号加载到每个舵轮驱动器上，驱动器能够驱动舵轮转向与行进。将各个执行机构的运动合成至从车底盘，进而实现从车行驶姿态的自动调整。本实施例中执行机构为从车舵轮。

参见图3，本实施例中设备的运行方法：

1)主车和从车设备开机，参数初始化。

2)主车寻找从车，信标激光发射器往从车方向发出信标激光，主控单元控制二维转台在方位、俯仰向做复合转动，使得信标激光能够以螺旋光栅的方式在不确定区域内进行扫描。

从车相机以全帧模式采集视场图像，并将数据传输至从车控制单元。根据图像平均灰度计算方法，计算机实时计算每帧图像的平均灰度值，并存储上一时刻的灰度数据。如果从车控制单元计算出的某一帧图像平均灰度值相较于上一帧图像出现数值突变，表示信标激光接收组件成功捕获主车发射的信标激光，则进入步骤3；若信标激光接收组件未接收到主车发射的信标激光，则主车调整位置，继续扫描不确定区域，直至接收组件接收到信标激光。

3)主车与从车定位，从车端的反馈激光发射组件立即向主车方向发射成功捕获的反馈信号激光，主车相机接收到该反馈信号光后，控制单元立即让二维转台停止扫描动作，并开始归零。从车的相机镜头开始自动减少曝光时间，以便获得暗背景，即在从车的整个相机视场区域内，只可以看见一个信标激光光斑。从车在主车信标激光的引导下，调整自身位姿，使得主车端的信标激光在从车图像传感器上所呈现的光斑位于窗口的中心位置，即两车同轴。

4)当主车和从车同轴后，立即启动光斑跟踪程序，并开启激光测距仪。光斑跟踪程序为现有技术，具体不再赘述。具体可参见2010年国防工业出版社出版的《空间激光通信技术与系统》。

本实施例中，从车控制单元实时计算从车相机采集的每帧图像灰度均值，并存储前一帧图像平均灰度值数据，然后通过比较是否有数值突变，来判断对主车所发射信标激光的捕获状态，具体为：

图像传感器通过将光学信号转换为数字信号进行成像，所以相机内部感光元件所产生的电流大小与接收到的光强成正比。曝光量为接收光功率与曝光时间T的乘积，而像元(x,y)所得到的灰度值h(x,y)与曝光量成线性关系，即有

h(x,y)＝m·p(x,y)·T

其中，m为转换系数，表示光能转换为像元灰度值的效率因子，本实例中，对于500～600nm波段激光，所选图像传感器的转换效率为90％以上；p(x,y)为像元的接收光功率，图像传感器的靶面面积为S，本实施例中感光面为1/1.8英寸，则平均灰度值为：

由于在没有捕获到主车的信标激光之前，从车位置不会改变，并且在室内应用场景下，周围环境基本不会发生变化，因而光照等外界因素对每帧图像灰度值的影响可以忽略，所以相机全帧采集的图像平均灰度值不会出现明显波动。当主车信标激光做螺旋光栅扫描，并进入从车相机视场区域时，图像传感器以17fps帧率采集成像，从车上搭载的计算机会立即计算该帧图像的平均灰度值，并与内存中已经存储的前一帧图像数据比较，若此时该帧图像平均灰度值明显变大，则即认为从车相机成功捕获主车发射的信标光，然后计算机立即开启从车端的激光器，向主车发送已捕获信标光的反馈激光信号。由于主车相机视场与信标激光器平行安装在二维转台上，所以其视场会立即捕获从车信号激光，并让二维转台停止扫描动作，准备执行归零操作。从车在主车信标激光归零动作引导下，调整自身位姿。在从车相机视场中，该调整操作直至光斑位于窗口中心位置，此时对应到两车实际位置下，即为同轴，然后立即启动图像跟踪程序，并开启从车上的激光测距仪，实现领航跟随模式下的横向与纵向控制。

参见图2、图4和图5，本实施例中，采用图像重心跟踪算法对信标光斑进行自动跟踪，图像重心坐标计算公式为：

其中，h_p(x,y)是像素平面(x,y)处的像素灰度值，即

式中，h_t为图像灰度阈值，根据实际需求设定，本实施例中设为200。

参见图4，当外界出现强扰动而导致从车相机跟踪窗口光斑失锁时，可根据两车的实际偏移量，采取应急措施。本实施例中，跟踪程序中偏移量计算的方法是在第k时刻，从车相对于主车信标激光的实际偏移量为

其中，W_d为工作距离，本实施例中主、从车之间的距离约为6.5米；f为第二相机镜头焦距，根据实际镜头决定，本实施例中为50mm；r[k]为感光平面上光斑重心在第k时刻的像素偏移量；z为图像传感器的像元尺寸，本实施例中为2.4μm。

本实施例中，PID控制器将偏差信号的比例(P)、积分(I)和微分(D)通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制，控制算法为：

其中，e(t)为t时刻的误差；T_i和T_d分别为积分时间、微分时间；k_p、k_i和k_d分别为比例、积分和微分参数。将其离散化，通过计算机程序，可以更方便地实现PID控制算法，即

其中，e[k]为第k时刻的误差；T_s表示传感器采样时间，本实例中，从车图像传感器开窗采集时间和激光测距仪数据采集时间均设置为0.01s。两车纵向控制阈值设置为2cm，横向控制阈值设为为0.5像素。当采样时刻计算的误差大于预设阈值时，PID控制算法启动调节。反之，若低于该阈值，即为在控制误差允许范围内，可不做调节。

本实施例中，跟踪程序的性能指标为超调量和稳态误差，并为其分配权重系数，构建出的评价函数便于后续进行系统优化。该函数如下

H＝ω₁δ[k]+ω₂·φ

其中，ω₁、ω₂为性能指标的权重系数，ω₁+ω₂＝1，一般根据实际场景分配权重，本实例中分别取0.8和0.2；δ[k]为第k时刻的超调量；φ为稳态误差，即

其中，σ[m]为第m时刻采样计算的跟踪误差。考虑实际应用场景会对从车的跟踪稳定性提出相关要求，通常会对超调量和稳态误差添加约束，即

max{δ[k]}≤5％且φ≤1％。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明所公开的技术方案基础上，本领域的相关技术人员无需付出大量创造性劳动，就可以对其中的一些技术特征做出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双车联动控制捕获跟踪系统，其特征包括：主车光机系统和从车光机系统；

所述主车光机系统包括主车控制单元、二维转台，信标激光发射组件和反馈激光接收组件；

所述二维转台设于主车上，所述二维转台与主车控制单元电性连接，所述信标激光发射组件和反馈激光接收组件平行安装在二维转台上；

所述信标激光发射组件包括信标激光发射器和信标激光整形组件，所述信标激光整形组件使得信标激光以近极限衍射角发射，所述信标激光发射器与主车控制单元电性连接；

所述反馈激光接收组件包括第一滤光组件和第一相机，所述第一相机内包括第一相机镜头和第一图像传感器，所述第一图像传感器与主控单元电性连接；

所述从车光机系统包括激光测距仪、从车控制单元、反馈激光发射组件和信标激光接收组件；

所述激光测距仪安装于从车前端，并与从车控制单元电性连接，用于实时测量主车和从车之间的距离，然后将测量的距离数据传输至从车控制单元，便于数据处理；

所述反馈激光发射组件包括反馈激光发射器和反馈激光整形组件，所述反馈激光整形组件使得反馈激光以近极限衍射角发射，所述反馈激光发射器与从车控制单元电性连接；

所述信标激光接收组件包括第二滤光组件和和第二相机，所述第二相机包括第二相机镜头和第二图像传感器，所述第二图像传感器与从车控制单元连接；

所述从车控制单元的输出控制信号加载至舵轮驱动器，各舵轮作为执行机构将运动合成至车辆底盘，从而调整从车的位姿。

2.根据权利要求1所述的一种双车联动控制捕获跟踪系统，其特征是，所述第一滤光组件和第二滤光组件安装顺序相同，按激光进路依次为聚焦镜头和窄带滤光片。

3.根据权利要求1所述的一种双车联动控制捕获跟踪系统，其特征是，所述信标激光整形组件和反馈激光整形组件均为准直镜。

4.根据权利要求1所述的一种双车联动控制捕获跟踪系统，其特征是，所述信标激光发射器为532nm波长激光器，所述反馈激光发射器为660nm波长激光器。

5.一种权利要求1所述双车联动控制捕获跟踪系统的运行方法，其特征是，

1)、主车与从车设备开机，参数初始化

2)、主车寻找从车

主车的信标激光发射器发出信标激光，主控单元控制二维转台进行方位、俯仰方向扫描，用以主动探测从车位置；

若从车的信标激光接收组件接收到主车的信标激光，则进入步骤3)；

若从车的信标激光接收组件未接收到主车的信标激光，则主车调整位置，直至从车的信标激光接收组件接收到主车的信标激光；

3)、反馈、定位

从车的反馈激光发射组件立即向主车方向发射成功捕获的反馈信号激光，主车二维转台停止扫描动作，并开始归零；从车信标激光接收组件中的第二相机镜头自动减少曝光时间，以便获得暗背景，即在从车的整个相机视场区域内，只接受主车发出的一个信标激光光斑；从车在主车信标激光的引导下，调整自身位姿，使得主车端的信标激光在从车图像传感器上所呈现的光斑位于其窗口的中心位置，此时两车同轴；

4)两车对位

当主车和从车对位后，立即启动光斑跟踪程序，并开启从车端的激光测距仪，根据预设的车距数据调整从车纵向位置；然后两车联动行驶，完成特定应用场景下的转运任务。

6.根据权利要求5所述的一种双车联动控制捕获跟踪系统的运行方法，其特征是，所述步骤2)中探测从车的具体位置为：计算从车上相机视场所探测到的每帧图像灰度均值，来判断是否捕获主车发射的信标激光，具体为：

从车的图像传感器使用全帧采集模式，将光学信号转换为数字信号进行成像，并将每帧图像数据传输至从车控制单元；由于相机曝光量为接收光功率与曝光时间T的乘积，而像元(x,y)所得到的灰度值h(x,y)与曝光量成线性关系，即有

h(x,y)＝m·p(x,y)·T (1)

其中，m为转换系数，表示光能转换为像元灰度值的效率因子；p(x,y)为像元的接收光功率，图像传感器的靶面面积为S，则平均灰度值为：

从车控制单元中的图像处理算法计算每帧图像的平均灰度值，并动态存储前一时刻的图像灰度均值数据；如果某一帧图像的平均灰度值远大于前一帧图像，即认为从车相机视场成功捕获主车发射的信标光，然后从车激光器立即向主车发送已捕获的反馈激光信号。

7.根据权利要求5所述的一种双车联动控制捕获跟踪系统的运行方法，其特征是，所述步骤3)相机窗口中心位置坐标为(0,0)。

8.根据权利要求5所述的一种双车联动控制捕获跟踪系统的运行方法，其特征是，所述步骤4)中采用图像重心跟踪方法来自动跟踪信标光斑，即

其中，x、y分别表示相机跟踪窗口中像素点的横纵坐标；h_p(x,y)是像素平面(x,y)处的像素灰度值；m、n分别表示窗口x和y坐标轴的像素个数；为加速计算，对窗口区域内的图像进行二值化处理，即

式中，h_t为预设图像灰度阈值；当外界强扰动导致从车相机窗口发生光斑失锁情况时，根据两车实际偏移量而采取应急措施；在第k时刻，从车相对于主车信标激光的实际偏移量为

其中，W_d为工作距离；f为相机镜头焦距；r[k]为感光平面上光斑重心在第k时刻的像素偏移量；z为图像传感器的像元尺寸。

9.根据权利要求5所述的一种双车联动控制捕获跟踪系统的运行方法，其特征是，所述步骤4)联动行驶状态中，PID控制器将偏差信号的比例(P)、积分(I)和微分(D)通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制，控制算法为：

其中，e(t)为t时刻的误差；T_i和T_d分别为积分时间、微分时间；k_p、k_i和k_d分别为比例、积分和微分参数，将其离散化，通过计算机程序，可以更方便地实现PID控制算法，即

其中，e[k]为第k时刻的误差；T_s表示传感器采样时间。

10.根据权利要求5所述的一种双车联动控制捕获跟踪系统的运行方法，其特征是，所述步骤4)联动行驶状态中，跟踪程序的性能指标为超调量和稳态误差，并为其分配权重系数，便于后续数据分析和系统优化，则性能评价函数为

H＝ω₁δ[k]+ω₂·φ (8)

其中，ω₁、ω₂为权重系数；δ[k]为第k时刻的超调量；φ为稳态误差，即

其中，σ[m]为第m时刻采样计算的跟踪误差；由于实际场景下会对从车的跟踪稳定性提出要求，所以通常设置

max{δ[k]}≤5％且φ≤1％(10)。