一种四轮转向协调控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种四轮转向协调控制方法及系统，涉及车辆技术领域，包括：根据路径跟踪需求，确定车辆转向时的具体转角方案；依据具体的转角方案选择转向控制方式，形成转向信号；向轮组转向驱动装置传递转向信号，进行满足路径跟踪需求的车辆转向

【技术实现步骤摘要】
一种四轮转向协调控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及车辆
，具体为一种四轮转向协调控制方法及系统
。

技术介绍

[0002]在现有的车辆转向控制技术中，主要采用的是前轮转向或者四轮协调转向的方式
。
然而，这些传统的转向控制方式在某些情况下可能无法满足需求
。
在狭窄的空间中，前轮转向可能无法实现车辆的快速转向；而在高速行驶中，四轮协调转向可能会导致车辆的稳定性降低
。
此外，这些传统的转向控制方式通常需要驾驶员具有较高的驾驶技术，对于无人驾驶车辆或者驾驶技术较差的驾驶员来说，可能无法实现安全
、
准确的转向控制
。
因此，现有的转向控制技术仍有改进的空间
。

技术实现思路

[0003]在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分
、
说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围
。
[0004]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术
。
[0005]因此，本专利技术解决的技术问题是：如何根据不同驾驶环境，提高车辆操控性和安全性的四轮转向协调控制方法
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种四轮转向协调控制方法，其包括如下步骤，根据路径跟踪需求，确定车辆转向时的具体转角方案；依据具体的转角方案选择转向控制方式，形成转向信号；向轮组转向驱动装置传递转向信号，进行满足路径跟踪需求的车辆转向
。
[0007]作为本专利技术所述的一种四轮转向协调控制方法的一种优选方案，其中：车辆无人驾驶系统向转向控制系统传递路径跟踪需求，根据路径的需求，确定转角控制方案，适配相应的转向控制模式；所述转向控制模式包括对称式转向形式
、
非对称式转向形式以及蟹形形式
。
[0008]作为本专利技术所述的一种四轮转向协调控制方法的一种优选方案，其中：所述对称式转向形式包括前轮与后轮作对称的转向，前轮转向角
α1与后轮转向角
α2大小相等，方向相反；
[0009]所述非对称式转向形式包括前轮与后轮作非对称的转向，前轮与后轮的转向角方向相反，大小不同
。
[0010]作为本专利技术所述的一种四轮转向协调控制方法的一种优选方案，其中：所述蟹形形式包括前轮与后轮作相同的转向，前轮转角和后轮转角方向与大小均相同，前面两轮与后面两轮各自平行
。
[0011]作为本专利技术所述的一种四轮转向协调控制方法的一种优选方案，其中：所述根据路径需求，确定转角控制方案是根据前桥中心
、
后桥中心以及目标路径的横向偏差值大小，
通过转角控制方案采取相应的转向控制模式以及给出相应模式下各个车轮的转角；车辆配备四个独立的转向驱动车轮，每个车轮具有独立的回转构件，连接车轮与车架，每个车轮可绕各自的回转构件进行旋转，所述车轮回转构件安装有一个由电机齿轮组成的转向执行模块，四个车轮有各自独立的回转装置，按照控制系统给出的指令进行旋转；每个车轮可向左与向右两侧转向，其转向控制范围为左右各
45
°
；当车辆行驶轨迹与预计轨迹重合时，前桥横向偏差
L1
与后桥横向偏差
L2
之和为0，前轮转角与后轮转角小于阈值，采用对称式转向形式；当车轮行驶轨迹偏离预计轨迹且与预计轨迹相交时，前桥横向偏差与后桥横向偏差之和不为0且两偏差不相等，
L1+L2
不等于0且
L1
不等于
L2
，根据前桥中心
、
后桥中心与目标路径的横向偏差值大小，判断车辆的车轮转角，使车辆驶入预计轨迹之中，采用非对称式转向形式；当车轮行驶轨迹偏离预计轨迹且与预计轨迹平行时，前桥横向偏差与后桥横向偏差之和不为0且两偏差相等，
L1+L2
不等于0且
L1
＝
L2
，车辆向预计轨迹平移行驶，前轮与后轮转角大小
、
方向相同，采用蟹形形式进行行驶
。
[0012]作为本专利技术所述的一种四轮转向协调控制方法的一种优选方案，其中：所述判断车辆的车轮转角包括，当前桥横向偏差大于后桥横向偏差，
L1>L2
时，车辆加大前轮转角，减小后轮转角；
[0013]当前桥横向偏差小于后桥横向偏差，
L1<L2
时，车辆减小前轮转角，加大后轮转角
。
[0014]作为本专利技术所述的一种四轮转向协调控制方法的一种优选方案，其中：根据获取的转向控制模式和路径需求，给出相应控制模式下的各个车轮的转角，并向各个轮组的驱动装置传递转向信号，各车轮根据传递的转向信号，同时通过转向驱动装置进行一定角度的转动，当车辆转向要求完成后，车辆无人驾驶系统向转向控制系统传递直线行驶信号，转向控制系统将各个车轮的转角赋值为0，并将转角赋值传递给各车轮驱动电机，各车轮驱动电机接收到信号后，立即控制各轮组转动，各车轮的转角恢复为0，进入直线行驶
。
[0015]本专利技术的另外一个目的是提供一种四轮转向协调控制系统，其能通过自动调整各轮的转向角度和转向方式，解决了现有转向控制系统在狭窄空间和高速行驶中操控性和稳定性不足的问题
。
[0016]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种四轮转向协调控制系统，包括：路径跟踪需求确定模块
、
转向控制方式选择模块
、
转向信号传递模块
、
车轮转向驱动模块
、
转向执行模块以及无人驾驶控制模块；所述路径跟踪需求确定模块是负责根据路径跟踪需求，确定车辆转向时的具体转角方案；所述转向控制方式选择模块是依据具体的转角方案选择转向控制方式，形成转向信号；所述转向信号传递模块是向轮组转向驱动装置传递转向信号，进行满足路径跟踪需求的车辆转向；所述车轮转向驱动模块是负责驱动车轮进行转向，每个车轮都配备有独立的回转构件，用于连接车轮与车架，每个车轮可绕各自的回转构件进行一定角度的旋转；所述转向执行模块是电机齿轮组成，安装在车轮回转构件上，负责根据控制系统给出的指令进行一定角度的旋转；所述无人驾驶控制模块是负责向转向控制系统传递路径跟踪需求，根据路径的需求，确定转角控制方案，适配相应的转向控制模式
。
[0017]一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述一种四轮转向协调控制方法的步骤
。
[0018]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序
被处理器执行时实现如上所述一种四轮转向协调控制方法的步骤
。
[0019]本专利技术的有益效果：本专利技术通过精细协调四轮的转向，提高了车辆在各种驾驶环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种四轮转向协调控制方法，其特征在于，包括：根据路径跟踪需求，确定车辆转向时的具体转角方案；依据具体的转角方案选择转向控制方式，形成转向信号；向轮组转向驱动装置传递转向信号，进行满足路径跟踪需求的车辆转向
。2.
如权利要求1所述的一种四轮转向协调控制方法，其特征在于：车辆无人驾驶系统向转向控制系统传递路径跟踪需求，根据路径的需求，确定转角控制方案，适配相应的转向控制模式；所述转向控制模式包括对称式转向形式
、
非对称式转向形式以及蟹形形式
。3.
如权利要求2所述的一种四轮转向协调控制方法，其特征在于：所述对称式转向形式包括前轮与后轮作对称的转向，前轮转向角
α1与后轮转向角
α2大小相等，方向相反；所述非对称式转向形式包括前轮与后轮作非对称的转向，前轮与后轮的转向角方向相反，大小不同
。4.
如权利要求3所述的一种四轮转向协调控制方法，其特征在于：所述蟹形形式包括前轮与后轮作相同的转向，前轮转角和后轮转角方向与大小均相同，前面两轮与后面两轮各自平行
。5.
如权利要求4所述的一种四轮转向协调控制方法，其特征在于：所述根据路径需求，确定转角控制方案是根据前桥中心
、
后桥中心以及目标路径的横向偏差值大小，通过转角控制方案采取相应的转向控制模式以及给出相应模式下各个车轮的转角；车辆配备四个独立的转向驱动车轮，每个车轮具有独立的回转构件，连接车轮与车架，每个车轮可绕各自的回转构件进行旋转，所述车轮回转构件安装有一个由电机齿轮组成的转向执行模块，四个车轮有各自独立的回转装置，按照控制系统给出的指令进行旋转；每个车轮可向左与向右两侧转向，其转向控制范围为左右各
45
°
；当车辆行驶轨迹与预计轨迹重合时，前桥横向偏差
L1
与后桥横向偏差
L2
之和为0，前轮转角与后轮转角小于阈值，采用对称式转向形式；当车轮行驶轨迹偏离预计轨迹且与预计轨迹相交时，前桥横向偏差与后桥横向偏差之和不为0且两偏差不相等，
L1+L2
不等于0且
L1
不等于
L2
，根据前桥中心
、
后桥中心与目标路径的横向偏差值大小，判断车辆的车轮转角，使车辆驶入预计轨迹之中，采用非对称式转向形式；当车轮行驶轨迹偏离预计轨迹且与预计轨迹平行时，前桥横向偏差与后桥横向偏差之和不为0且两偏差相等，
L1+L2
不等于0且
L1
＝

【专利技术属性】
技术研发人员：赵耀忠，杨珏，裴树伟，贾金龙，刘强，咸金龙，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：