33、智能车辆路径跟踪与耳科钻头铣削故障识别技术

智能车辆路径跟踪与耳科钻头铣削故障识别技术

智能车辆自动泊车路径跟踪算法

在智能车辆领域，自动泊车路径跟踪是一个重要的研究方向。传统的路径跟踪方法，如几何路径规划法、螺旋法和滚动路径法等，更适用于室内移动机器人的控制，对于实际的智能车辆来说，存在一定的局限性。近年来，虽然提出了许多基于智能车辆的跟踪算法，但在有限空间和低速行驶环境下，这些方法仍有不足。

为了解决这些问题，研究人员提出了一种适用于自动泊车的前馈 - 反馈路径跟踪算法。该算法由前馈控制和反馈控制两部分组成。
- 车辆运动学模型 ：在泊车过程中，车辆以低速行驶，此时侧向力不会出现，车轮滚动时无侧向滑动。因此，车辆可简化为非完整模型，即车辆运动学模型。如图 1 所示，δ 为前轮转角，L 为轴距，θ 为航向角，R 为转弯半径。
- 左右前轮转角不同，假设平均前轮转角为：$\delta = \frac{\delta_1 + \delta_2}{2}$
- 车辆转向时，转向半径与前轮转角的关系为：$\tan\delta = \frac{L}{R}$

• 前馈 - 反馈跟踪算法
  • 反馈控制 ：车辆在跟踪某一段路径时，会存在航向偏差 ψ（实际航向与期望航向的偏差）和距离偏差 d（后轴中心与路径段的距离）。为了消除这两方面的偏差，首先使用反馈控制。其输入为航向偏差 ψ 和距离偏差 d，反馈输出为前轮转角 $\delta_1$，计算公式为：$\delta_1 = \arctan\frac{kd}{v} + \psi$，其中 k 为比例系数，v 为车辆速度