CN117724406A - 一种四轮驱动移动平台横纵向控制标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四轮驱动移动平台横纵向控制标定方法，所述方法包括移动平台纵向控制标定步骤和移动平台横向控制标定步骤，所述移动平台纵向控制标定步骤包括匀速模式下电机驱动扭矩标定以及加速、减速模式下电机驱动扭矩标定，所述移动平台横向控制标定步骤通过标定移动平台在不同的角速度下左侧两轮电机与右侧两轮电机的扭矩差值来实现。本发明对移动平台在不同车速、加速度以及不同的角速度等情况下进行标定和策略处理，移动平台的横向及纵向位移控制精度能够达到比较高的精度。本发明提供的方法能够移植到其他不同车速及构型的移动平台的横纵向控制算法开发中，从而实现移动平台准确、迅速响应上层控制器的横向及纵向位移需求和速度需求。

Description

一种四轮驱动移动平台横纵向控制标定方法

技术领域

本发明属于智能网联场地测试移动平台控制技术领域，具体来说，涉及一种四轮驱动移动平台横纵向控制标定方法。

背景技术

随着汽车智能网联技术的发展，行业对智能网联场地测试装备的需求越发急迫。智能网联场地测试移动平台是智能网联场地测试装备的重要组成部分，通过智能网联场地测试移动平台可以控制场地测试所需的目标物按照既定的路线、速度和时刻等运动。

智能网联场地测试移动平台通常采用四轮电机驱动，驱动扭矩由四个电机提供。为提高智能网联场地测试移动平台的横向及纵向位移控制精度需要对智能网联场地测试移动平台进行标定。

发明内容

针对上述背景技术中指出的技术问题，本发明的目的是提供一种四轮驱动移动平台横纵向控制标定方法，从而对智能网联场地测试移动平台进行标定。

为实现本发明的目的，本发明提供的技术方案如下：

一种四轮驱动移动平台横纵向控制标定方法，所述方法包括移动平台纵向控制标定步骤和移动平台横向控制标定步骤，所述移动平台纵向控制标定步骤包括匀速模式下电机驱动扭矩标定，具体如下：

步骤1：设置需求车速的初始值；

步骤2：设置匀速模式下需求扭矩的初始值为0；

步骤3：根据第一预设规则，调整匀速模式下需求扭矩，并按照调整后的匀速模式下需求扭矩使移动平台进行移动，同时采集实际车速；

步骤4：选择实际车速中最接近需求车速所对应的匀速模式下需求扭矩，作为移动平台的匀速模式下基础扭矩；

步骤5：将匀速模式下基础扭矩对应的实际车速和需求车速的差值乘以系数K1后，再与所述匀速模式下基础扭矩相加的结果作为匀速模式下电机驱动扭矩，使移动平台按照匀速模式下电机驱动扭矩移动；

步骤6：根据第二预设规则，调整系数K1的值，以更新匀速模式下电机驱动扭矩，跳到步骤5中，直到实际车速收敛于需求车速，保存此时对应的匀速模式下电机驱动扭矩；

步骤7：根据第三预设规则，调整需求车速，重复执行步骤2-6。

其中，所述第一预设规则为：将匀速模式下需求扭矩从0到最大驱动能力之间按照最大驱动能力的10%为间隔逐次增加，直到达到最大驱动能力。

其中，所述第二预设规则为：增大系数K1，若需求车速与实际车速的差值继续减小，就继续增大系数K1值；若需求车速与实际车速的差值不再减小，实际车速开始震荡，就减小系数K1值，直到系数K1值满足实际车速收敛于需求车速；

所述第三预设规则为：需求车速每次循环增加1，直到达到移动平台允许的最大车速。

其中，所述移动平台纵向控制标定步骤还包括加速模式下电机驱动扭矩标定；所述加速模式下电机驱动扭矩标定，具体如下：

步骤11：设置需求加速度的初始值；

步骤12：设置加速模式下需求扭矩的初始值为0；

步骤13：根据第四预设规则，调整加速模式下需求扭矩，并按照调整后的加速模式下需求扭矩使移动平台进行移动，同时采集实际加速度；

步骤14：选择实际加速度中最接近所述需求加速度所对应的加速模式下需求扭矩，作为移动平台的加速模式下基础扭矩；

步骤15：将加速模式下基础扭矩对应的实际加速度和需求加速度的差值乘以系数K2后，再与所述加速模式下基础扭矩相加的结果作为加速模式下电机驱动扭矩，使移动平台按照加速模式下电机驱动扭矩移动；

步骤16：根据第五预设规则，调整系数K2的值，以更新加速模式下电机驱动扭矩，跳到步骤15中，直到实际加速度收敛于需求加速度，保存此时对应的加速模式下电机驱动扭矩；

步骤17：根据第六预设规则，调整需求加速度，重复执行步骤12-16。

其中，所述第四预设规则为：将加速模式下需求扭矩从0到最大驱动能力之间按照最大驱动能力的10%为间隔逐次增加，直到达到最大驱动能力。

其中，所述第五预设规则为：增大系数K2，若需求加速度与实际加速度的差值继续减小，就继续增大系数K2值；若差值不再减小，实际加速度开始震荡，就减小系数K2值，直到系数K2值满足实际加速度收敛于需求加速度。

其中，所述第六预设规则为：需求加速度每次循环增加1，直到达到移动平台允许的最大加速度。

其中，所述移动平台横向控制标定步骤通过标定移动平台在不同的角速度下左侧两轮电机与右侧两轮电机的扭矩差值来实现，具体如下：

步骤21：设置需求角速度的初始值；

步骤22：设置需求扭矩差值的初始值，需求扭矩差值的初始值为0；

步骤23：将需求扭矩差值以最大驱动能力百分之十的间隔进行调整，需求扭矩差值最大值为移动平台允许的最大扭矩差值的正值，最小值为移动平台允许的最大扭矩差值的负值；调整需求扭矩差值，并按照调整后的需求扭矩差值使移动平台进行移动，同时采集实际角速度；

步骤24：选择实际角速度中最接近需求角速度所对应的需求扭矩差值，作为移动平台的基础扭矩差值；

步骤25：将基础扭矩差值对应的实际角速度和需求角速度的差值乘以系数K3后，再与所述基础扭矩差值相加的结果作为左侧两轮电机与右侧两轮电机的扭矩差值，使移动平台按照左侧两轮电机与右侧两轮电机的扭矩差值移动；

步骤26：按照调整规则调整系数K3，以更新左侧两轮电机与右侧两轮电机的扭矩差值，调整后跳到步骤25中，直到实际角速度收敛于需求角速度，保存此时对应的左侧两轮电机与右侧两轮电机的扭矩差值；调整规则如下：

增大系数K3，若需求角速度与实际角速度的差值继续减小，就继续增大系数K3值；若需求角速度与实际角速度的差值不再减小，实际角速度开始震荡，就减小系数K3值；直到系数K3值满足实际角速度收敛于需求角速度；

步骤27：需求角速度每次循环增加预设增量，直到达到移动平台允许的最大角速度，重复执行步骤22-26。

其中，所述移动平台横向控制标定步骤为在不同车速下进行标定的步骤，车速以一公里每小时的间隔进行调整，车速最小值为1，最大值为移动平台允许的最大车速，以得到不同车速下的角速度与左侧两轮电机与右侧两轮电机的扭矩差值的对应关系。

其中，移动平台遵循如下控制规则：移动平台通过自带的遥控器进行标定操作，通过控制遥杆的拨动方向和拨动时间，进行移动平台停车模式、加速模式、减速模式、匀速模式之间的变换。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明对移动平台在不同车速、加速度以及不同的角速度等情况下进行标定和策略处理，移动平台的横向及纵向位移控制精度能够达到比较高的精度。本发明提供的标定控制方法能够移植到其他不同车速及构型的移动平台的横纵向控制算法开发中，从而实现移动平台准确、迅速响应上层控制器的横向及纵向位移需求和速度需求。

附图说明

图1本发明实施例中匀速段的电机驱动扭矩标定流程示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本实施例中通过移动平台自带的遥控器进行标定。

遥控功能和遥控标定功能通过一个标定变量进行区分。

当此标定变量为0时，移动平台处于正常的遥控模式下，摇杆向上向下拨动，分别控制移动平台的前进和后退，摇杆向左向右拨动，分别控制移动平台向左和向右转向。

当此标定变量为1时，移动平台处于标定模式下，首先默认进入停车模式，此时向上拨动摇杆，并且拨动时间大于5个调度周期后，进入加速模式，移动平台按照设定的加速度进行加速，当摇杆回正为0后，移动平台停止加速，进入匀速模式，保持当前的车速进行匀速运动；若摇杆一直不回正，当移动平台加速到设定的车速后，移动平台也停止加速，进入匀速模式，保持设定的车速进行匀速运动；当移动平台在匀速状态下，向下拨动摇杆，并且拨动时间大于5个调度周期后，进入减速模式，移动平台按照设定的减速度进行减速，当车速降低到小于某一车速时，并持续大于10个调度周期后，则认为移动平台进入停车模式，之后可以进行下一轮标定测试。移动平台的加速度、车速、减速度都为可标定量。任何一个模式下的驱动基础扭矩均为可标定量。在任意模式下，摁下遥控器的急停按钮，移动平台停止移动。

本实施例中一种四轮驱动移动平台横纵向控制标定方法，包括移动平台纵向控制标定步骤和移动平台横向控制标定步骤。

当进行移动平台纵向控制标定时，首先标定匀速段的电机驱动扭矩。

匀速段的需求车速为可标定量，将需求车速以一公里每小时的间隔进行测试，需求车速最小值为1，最大值为移动平台允许的最大需求车速。如图1所示，停车模式时，移动平台的需求扭矩给为0，加速段和减速段，移动平台的需求扭矩设置一个固定值，设定好需求车速后，修改驱动基础扭矩，将基础扭矩以最大驱动能力百分之十的间隔进行试验，找到最能使移动平台接近需求车速的一个扭矩值，将此扭矩值作为移动平台的基础扭矩，之后，时刻计算需求车速与实际车速的差值，并将此差值乘以系数K1后与基础扭矩相加作为电机的驱动扭矩，此系数K1为标定量，修改此标定量，使得移动平台的实际车速收敛于设定的需求车速，记录此时的电机的驱动扭矩。

当进行加速段的驱动扭矩标定时，将匀速段的车速设定为移动平台允许的最大车速。加速段的加速度值为可标定量，将加速度值以1m/s2的间隔进行测试。设定好需求加速度后，修改加速基础扭矩，将加速基础扭矩以最大驱动能力百分之十的间隔进行试验，找到最能使移动平台接近需求加速度的一个扭矩值，将此扭矩值作为移动平台的基础扭矩，之后，时刻计算需求加速度与实际加速度的差值，并将此差值乘以系数K2后与基础扭矩相加作为加速段的电机的驱动扭矩，此系数K2为标定量，修改此标定量，使得移动平台的实际加速度收敛于设定的需求加速度，记录此次试验不同车速下对应的加速段的电机的驱动扭矩。之后减速段的驱动扭矩标定重复此过程。

横向控制标定时，通过标定移动平台在不同的角速度下左侧两轮与右侧两轮总的扭矩差值来进行实现。

当进行横向控制的标定时，时刻判断并记录移动平台的航向角。首先默认进入停车模式，当向上拨动摇杆，并且持续5个调度周期进入加速模式时，记录此时的航向角，并作为需求航向角的初始值。之后移动平台进入加速模式，并使能横向控制标定。在加速模式及匀速模式时，移动平台的需求航向角每一个调度周期都在记录的航向角基础上加一个角度值，这个角度值为车辆在此轮实验时的角速度乘0.01，通过改变此角度值即可对移动平台的角速度进行控制。横向标定完成后，向下拨动摇杆，并且持续5个调度周期后，平台进入减速模式，当车速降低到小于某一车速时，并持续大于10个调度周期后，则认为移动平台进入停车模式，之后可以进行下一轮标定测试。在任意模式下，摁下遥控器的急停按钮，移动平台停止移动。

当进行横向控制的标定时，设定左侧电机与右侧电机的扭矩差值为标定量。停车模式时，移动平台的需求扭矩差值给为0，当使能横向控制标定后，修改基础扭矩差值，将基础扭矩差值以最大驱动能力百分之十的间隔进行试验，基础扭矩差值最大值为移动平台允许的最大扭矩差值正值，最小值为移动平台允许的最大扭矩差值的负值，找到最能使移动平台接近需求角速度的一个扭矩值，将此扭矩值作为移动平台的基础扭矩差值，之后，时刻计算需求角速度与实际角速度的差值，并将此差值乘以系数K3后与基础扭矩差值相加作为左侧电机与右侧电机的扭矩差值，此系数K3为标定量，修改此标定量，使得移动平台的实际角速度收敛于设定的需求角速度，记录此时的左侧电机与右侧电机的扭矩差值。之后可以进行下一轮标定测试。横向控制标定也需要测试不同车速下的角速度与左侧电机与右侧电机的扭矩差值的对应关系。将车速以一公里每小时的间隔进行测试，车速最小值为1，最大值为移动平台允许的最大车速。得到不同车速下的角速度与左侧电机与右侧电机的扭矩差值的对应关系。

最后应当说明的是：上述实施例只是用于对本发明的举例和说明，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明不局限于上述实施例，根据本发明教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种四轮驱动移动平台横纵向控制标定方法，其特征在于，所述方法包括移动平台纵向控制标定步骤和移动平台横向控制标定步骤，所述移动平台纵向控制标定步骤包括匀速模式下电机驱动扭矩标定，具体如下：

步骤1：设置需求车速的初始值；

步骤2：设置匀速模式下需求扭矩的初始值为0；

步骤3：根据第一预设规则，调整匀速模式下需求扭矩，并按照调整后的匀速模式下需求扭矩使移动平台进行移动，同时采集实际车速；

步骤4：选择实际车速中最接近需求车速所对应的匀速模式下需求扭矩，作为移动平台的匀速模式下基础扭矩；

步骤5：将匀速模式下基础扭矩对应的实际车速和需求车速的差值乘以系数K1后，再与所述匀速模式下基础扭矩相加的结果作为匀速模式下电机驱动扭矩，使移动平台按照匀速模式下电机驱动扭矩移动；

步骤6：根据第二预设规则，调整系数K1的值，以更新匀速模式下电机驱动扭矩，跳到步骤5中，直到实际车速收敛于需求车速，保存此时对应的匀速模式下电机驱动扭矩；

步骤7：根据第三预设规则，调整需求车速，重复执行步骤2-6。

2.根据权利要求1所述的一种四轮驱动移动平台横纵向控制标定方法，其特征在于，所述第一预设规则为：将匀速模式下需求扭矩从0到最大驱动能力之间按照最大驱动能力的10%为间隔逐次增加，直到达到最大驱动能力。

3.根据权利要求1所述的一种四轮驱动移动平台横纵向控制标定方法，其特征在于，所述第二预设规则为：增大系数K1，若需求车速与实际车速的差值继续减小，就继续增大系数K1值；若需求车速与实际车速的差值不再减小，实际车速开始震荡，就减小系数K1值，直到系数K1值满足实际车速收敛于需求车速；

所述第三预设规则为：需求车速每次循环增加1，直到达到移动平台允许的最大车速。

4.根据权利要求1所述的一种四轮驱动移动平台横纵向控制标定方法，其特征在于，所述移动平台纵向控制标定步骤还包括加速模式下电机驱动扭矩标定；所述加速模式下电机驱动扭矩标定，具体如下：

步骤11：设置需求加速度的初始值；

步骤12：设置加速模式下需求扭矩的初始值为0；

步骤13：根据第四预设规则，调整加速模式下需求扭矩，并按照调整后的加速模式下需求扭矩使移动平台进行移动，同时采集实际加速度；

步骤14：选择实际加速度中最接近所述需求加速度所对应的加速模式下需求扭矩，作为移动平台的加速模式下基础扭矩；

步骤15：将加速模式下基础扭矩对应的实际加速度和需求加速度的差值乘以系数K2后，再与所述加速模式下基础扭矩相加的结果作为加速模式下电机驱动扭矩，使移动平台按照加速模式下电机驱动扭矩移动；

步骤16：根据第五预设规则，调整系数K2的值，以更新加速模式下电机驱动扭矩，跳到步骤15中，直到实际加速度收敛于需求加速度，保存此时对应的加速模式下电机驱动扭矩；

步骤17：根据第六预设规则，调整需求加速度，重复执行步骤12-16。

5.根据权利要求4所述的一种四轮驱动移动平台横纵向控制标定方法，其特征在于，所述第四预设规则为：将加速模式下需求扭矩从0到最大驱动能力之间按照最大驱动能力的10%为间隔逐次增加，直到达到最大驱动能力。

6.根据权利要求4所述的一种四轮驱动移动平台横纵向控制标定方法，其特征在于，所述第五预设规则为：增大系数K2，若需求加速度与实际加速度的差值继续减小，就继续增大系数K2值；若差值不再减小，实际加速度开始震荡，就减小系数K2值，直到系数K2值满足实际加速度收敛于需求加速度。

7.根据权利要求4所述的一种四轮驱动移动平台横纵向控制标定方法，其特征在于，所述第六预设规则为：需求加速度每次循环增加1，直到达到移动平台允许的最大加速度。

8.根据权利要求1所述的一种四轮驱动移动平台横纵向控制标定方法，其特征在于，所述移动平台横向控制标定步骤通过标定移动平台在不同的角速度下左侧两轮电机与右侧两轮电机的扭矩差值来实现，具体如下：

步骤21：设置需求角速度的初始值；

步骤22：设置需求扭矩差值的初始值，需求扭矩差值的初始值为0；

步骤23：将需求扭矩差值以最大驱动能力百分之十的间隔进行调整，需求扭矩差值最大值为移动平台允许的最大扭矩差值的正值，最小值为移动平台允许的最大扭矩差值的负值；调整需求扭矩差值，并按照调整后的需求扭矩差值使移动平台进行移动，同时采集实际角速度；

步骤24：选择实际角速度中最接近需求角速度所对应的需求扭矩差值，作为移动平台的基础扭矩差值；

步骤25：将基础扭矩差值对应的实际角速度和需求角速度的差值乘以系数K3后，再与所述基础扭矩差值相加的结果作为左侧两轮电机与右侧两轮电机的扭矩差值，使移动平台按照左侧两轮电机与右侧两轮电机的扭矩差值移动；

步骤26：按照调整规则调整系数K3，以更新左侧两轮电机与右侧两轮电机的扭矩差值，调整后跳到步骤25中，直到实际角速度收敛于需求角速度，保存此时对应的左侧两轮电机与右侧两轮电机的扭矩差值；调整规则如下：

增大系数K3，若需求角速度与实际角速度的差值继续减小，就继续增大系数K3值；若需求角速度与实际角速度的差值不再减小，实际角速度开始震荡，就减小系数K3值；直到系数K3值满足实际角速度收敛于需求角速度；

步骤27：需求角速度每次循环增加预设增量，直到达到移动平台允许的最大角速度，重复执行步骤22-26。

9.根据权利要求8所述的一种四轮驱动移动平台横纵向控制标定方法，其特征在于，所述移动平台横向控制标定步骤为在不同车速下进行标定的步骤，车速以一公里每小时的间隔进行调整，车速最小值为1，最大值为移动平台允许的最大车速，以得到不同车速下的角速度与左侧两轮电机与右侧两轮电机的扭矩差值的对应关系。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种四轮驱动移动平台横纵向控制标定方法，其特征在于，移动平台遵循如下控制规则：移动平台通过自带的遥控器进行标定操作，通过控制遥杆的拨动方向和拨动时间，进行移动平台停车模式、加速模式、减速模式、匀速模式之间的变换。