无人驾驶车辆实时跟踪行驶轨迹的计算方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102632891102632891B(45)授权公告日2014.09.17(21)申请号201210097765.2US2001041953A1,2001.11.15,(22)申请日2012.04.06审查员陈东海(73)专利权人中国人民解放军军事交通学院地址300361天津市河东区东局子1号(72)发明人李明喜贾鹏徐友春袁一(74)专利代理机构天津市三利专利商标代理有限公司12107代理人杨红(51)Int.Cl.B60W40/10(2012.01)(56)对比文件CN101542297A,2009.09.23,CN102167039A,2011.08.31,CN1158804A,1997.09.10,JP2000112523A,2000.04.21,JPH11231939A,1999.08.27,权权利要求书2页利要求书2页说明书8页说明书8页附图4页附图4页(54)发明名称无人驾驶车辆实时跟踪行驶轨迹的计算方法(57)摘要本发明涉及一种无人驾驶车辆实时跟踪行驶轨迹的计算方法，具体步骤如下：将无人驾驶车辆的非驱动桥左右车轮中心上安装旋转编码器机构，所述旋转编码器机构与计算机的解码器无线连接；标定：保持车辆以10公里/小时的速度匀速直线行驶50米，读取左右编码器脉冲读数CL、CR，计算得车轮在直线行驶时的滚动半径。有益效果：测量出左右车轮角位移，通过车轮滚动半径，可以计算得到左右车轮向前滚动的曲线距离，由于车辆在曲线行驶和直线行驶时，左右车轮滚动距离不同，可以计算获得车辆的航向角和车辆的具体坐标位置。准确地实时测量并计算车辆位置姿态数据。CN102632891BCN1026389BCN102632891B权利要求书1/2页1.一种无人驾驶车辆实时跟踪行驶轨迹的计算方法，具体步骤如下：(1)安装旋转编码器机构，将无人驾驶车辆的非驱动桥左右车轮中心上安装旋转编码器机构，所述旋转编码器机构与计算机的解码器无线连接；(2)标定保持车辆以10公里/小时的速度匀速直线行驶50米，读取左右编码器脉冲读数CL、CR,计算得车轮在直线行驶时的滚动半径r’rL、r’rR(单位：米)；(3)修正:车辆在弯道行驶时，侧向加速度会造成左右两侧车轮垂向载荷转移，引起车轮滚动半径发生变化，需要对采集到的数据进行修正，在滚动半径计算公式(1)中增加修正参数因子δ以补偿左右两侧车轮垂向载荷转移对车轮滚动半径的影响,修正因子δ的估算公式(2)：δ＝sign(a)×|a|1/3×sc(2)式中sc为无量纲修正因子，可通过弯道试验标定得到；实验过程：修正前左右编码器读数分别为CLbv、CRbv；保持车辆以20公里/小时的速度沿半径为50米的圆周逆时针匀速行驶一周，左右编码器读数分别为CLev、CRev；则读取左右编码器脉冲变化读数CLv＝CLev-CLbv＝、CRv＝CRev-CRbv,无量纲修正因子sc可由下式：式中a：a的第一部分反应车辆方向盘转角的影响因素，第二部分反应行驶车速的影响因素；式中Ein为第n个采样时刻编码器读数，下标i为L或R，分别代表左轮、右轮,因此,车轮滚动半径用公式(3)估算修正：rrL＝r′rL(1+δ)rrR＝r′rR(1-δ)(3)(4)车辆位置及航向角计算方法在第n个采样周期内，左右车轮分别滚动的曲线距离，即弧长由公式(4)计算：2CN102632891B权利要求书2/2页在第n个采样周期内，车辆航向角的变化αn由公式(5)计算：在第n个采样周期内，左右车轮分别滚动的曲线弦长Ln、Rn由公式(6)计算则车辆航向角和车辆左右两侧后轮位置由公式(7)计算得2.根据权利要求1所述的无人驾驶车辆实时跟踪行驶轨迹的计算方法，其特征是：所述旋转编码器机构包括U型支架、固定块、编码器支架、编码器、联轴器和延伸轴，所述固定块固接在车体上，所述固定块纵向设有互为平行的圆孔，所述U型支架与固定块圆孔滑动连接，所述U型支架上固接有编码器固定支架，所述编码器固定支架的竖直侧面上固接有编码器，所述编码器的输出轴通过挠性联轴器与延伸轴连接，所述延伸轴与车轴末端同轴固定连接。3.根据权利要求2所述的无人驾驶车辆实时跟踪行驶轨迹的计算方法，其特征是：所述U型支架之间通过轴承连接有旋转销，所述旋转销与延伸轴垂直呈水平安装位置。3CN102632891B说明书1/8页无人驾驶车辆实时跟踪行驶轨迹的计算方法技术领域[0001]本发明属于智能车辆工程，尤其涉及一种无人驾驶车辆实时跟踪行驶轨迹的计算方法。背景技术[0002]无人驾驶汽车集自动控制、体系结构、人工智能、视觉计算等众多技术于一体，是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的产物。目前，在智能交通技术、车辆工程研