本發(fā)明涉及車輛轉(zhuǎn)向控制技術(shù)，尤其涉及對集裝箱自動引導(dǎo)小車進行轉(zhuǎn)向控制的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著自動化碼頭技術(shù)的發(fā)展，水平運輸系統(tǒng)的自動化開始發(fā)展，對應(yīng)的集裝箱自動引導(dǎo)小車等產(chǎn)品也應(yīng)運而生。這種集裝箱引導(dǎo)小車，底盤形式有多種，有常規(guī)卡車車橋形式，也有獨立轉(zhuǎn)向形式的。這種小車平時主要以自動化運行為主，但是在某些特殊情況下也要便于人工操作。在這樣的背景下，需要在對自動引導(dǎo)小車程序設(shè)計時需要統(tǒng)籌考慮，既能滿足自動化操作需求，還有便捷的手動操作方式；既要能融合多種底盤形式，又要統(tǒng)一手動和自動操作習(xí)慣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構(gòu)想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認出所有方面的關(guān)鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個或多個方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細的描述之序。

本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問題，提供了一種集裝箱自動引導(dǎo)小車的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和方法，手動、自動接口統(tǒng)一，切換方便，移植性強；手動模式操作便捷，符合實際習(xí)慣；分層設(shè)計和模型化設(shè)計使得系統(tǒng)的適應(yīng)性強，能夠接受多種底盤模式。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：本發(fā)明揭示了一種集裝箱自動引導(dǎo)小車的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，系統(tǒng)包括：

導(dǎo)航控制器，在自動操控模式下將系統(tǒng)指令分解為具體的動作指令，實現(xiàn)對車輛的自動操控；

遙控手柄，在手動操控模式下實現(xiàn)操作人員對車輛的手動操控；

轉(zhuǎn)向編碼器，檢測小車的車輪的實際轉(zhuǎn)角并作為反饋數(shù)據(jù)形成閉環(huán)；

車用控制器，通過對自動操控模式和操控控制模式的識別以及計算確定轉(zhuǎn)向角度并據(jù)此操控小車的車橋轉(zhuǎn)向和車輪轉(zhuǎn)向；

控制總線網(wǎng)路，轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的各個組件借助控制總線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)相互之間的數(shù)據(jù)通信。

根據(jù)本發(fā)明的集裝箱自動引導(dǎo)小車的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的一實施例，轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)還包括：

液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包含液壓油泵驅(qū)動電機、油泵、電磁閥、比例閥，為車輛提供行車制動、駐車制動以及轉(zhuǎn)向的功能。

根據(jù)本發(fā)明的集裝箱自動引導(dǎo)小車的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的一實施例，轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)還包括：

電機驅(qū)動系統(tǒng)，包含電機驅(qū)動器、電機、電機編碼器。

根據(jù)本發(fā)明的集裝箱自動引導(dǎo)小車的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的一實施例，車用控制器包括：

模式識別模塊，識別當(dāng)前處于自動操控模式還是手動操控模式；

轉(zhuǎn)向編碼反饋模塊，根據(jù)檢測到的小車車輪的實際轉(zhuǎn)角處理為車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)的數(shù)值；

通用轉(zhuǎn)向控制模塊，根據(jù)自動操控模式下的導(dǎo)航控制器提供的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)或者手動操控模式下的遙控手柄提供的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)以及車輪轉(zhuǎn)向參數(shù)；

實際轉(zhuǎn)向控制模塊，一方面將小車的車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)作為控制給定，結(jié)合轉(zhuǎn)向編碼反饋模塊的對應(yīng)的數(shù)值，計算車橋轉(zhuǎn)向的操控參數(shù)，另一方面基于小車的車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)、車輪轉(zhuǎn)向參數(shù)、小車底盤形式和轉(zhuǎn)向編碼反饋模塊的對應(yīng)的數(shù)值，計算出車輪轉(zhuǎn)向的操控參數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的集裝箱自動引導(dǎo)小車的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的一實施例，集裝箱自動引導(dǎo)小車的底盤是阿克曼轉(zhuǎn)向車橋的架構(gòu)。

本發(fā)明還揭示了一種集裝箱自動引導(dǎo)小車的轉(zhuǎn)向控制方法，方法包括：

識別當(dāng)前處于自動操控模式還是手動操控模式；

根據(jù)自動操控模式下的導(dǎo)航控制器提供的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)或者手動操控模式下的遙控手柄提供的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)，基于通用轉(zhuǎn)向控制模型轉(zhuǎn)化為車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)以及車輪轉(zhuǎn)向參數(shù)；

一方面將小車的車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)作為控制給定，通過實際轉(zhuǎn)向控制模型計算車橋轉(zhuǎn)向的操控參數(shù)，另一方面基于小車的車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)、車輪轉(zhuǎn)向參數(shù)、小車底盤形式，通過實際轉(zhuǎn)向控制模型計算出車輪轉(zhuǎn)向的操控參數(shù)，其中將檢測到的小車車輪的實際轉(zhuǎn)角處理為小車的車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)的數(shù)值作為實際轉(zhuǎn)向控制模型的反饋閉環(huán)。

根據(jù)本發(fā)明的集裝箱自動引導(dǎo)小車的轉(zhuǎn)向控制方法的一實施例，集裝箱自動引導(dǎo)小車的底盤是阿克曼轉(zhuǎn)向車橋的架構(gòu)。

本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果：本發(fā)明的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)通過建立一個通用的轉(zhuǎn)向控制模塊，統(tǒng)一自動操作和手動操作的接口，進而根據(jù)集裝箱自動引導(dǎo)小車的實際結(jié)構(gòu)建立對應(yīng)的實際轉(zhuǎn)向控制模塊，與通用的轉(zhuǎn)向控制模塊匹配，還能安全可靠的控制轉(zhuǎn)向元件。此外，本發(fā)明將手動操作的各種習(xí)慣整理成對應(yīng)的模式，使其和轉(zhuǎn)向控制模塊的接口匹配。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明的集裝箱自動引導(dǎo)小車的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的實施例的系統(tǒng)配置圖。

圖2示出了本發(fā)明的對集裝箱自動引導(dǎo)小車實施轉(zhuǎn)向控制的流程圖。

圖3示出了集裝箱自動引導(dǎo)小車的車橋形式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4示出了建立實際轉(zhuǎn)向控制模型的示意圖。

圖5A至5H示出了手動模式的工況匯總的示意圖。

具體實施方式

在結(jié)合以下附圖閱讀本公開的實施例的詳細描述之后，能夠更好地理解本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點。在附圖中，各組件不一定是按比例繪制，并且具有類似的相關(guān)特性或特征的組件可能具有相同或相近的附圖標(biāo)記。

集裝箱自動引導(dǎo)小車中的車輛動力源主要為小車提供能量來源，一般為純電形式(電池)、純柴油形式和混動(柴油機與電池)三種形式。

集裝箱自動引導(dǎo)小車中的車輛底盤決定了車輛的車輪個數(shù)、位置以及操作模式，是建立實際控制模塊的基礎(chǔ)，例如圖3所示的車橋結(jié)構(gòu)，決定了小車前后擁有兩個車橋，每組車橋有兩個車輪組成，轉(zhuǎn)向時必須滿足車橋結(jié)構(gòu)(無法實現(xiàn)橫向移動、原地轉(zhuǎn)向等功能)，而且車橋擁有差動減速器，左右輪速可以自行調(diào)配，所以模型建立時只要換算到前后車橋中心角，輪速前后橋一致即可。如果換成獨立轉(zhuǎn)向形式的話，除了常規(guī)的轉(zhuǎn)向模式之外，還能實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向以及橫向模式，但是模型計算復(fù)雜，需要計算每個車輪的角度，還要控制轉(zhuǎn)向同步性，還要計算車輪轉(zhuǎn)速，需要注意原地轉(zhuǎn)向時有些車輪轉(zhuǎn)動方向的切換的問題。

一般來說，集裝箱自動引導(dǎo)小車的底盤采用阿克曼轉(zhuǎn)向車橋，如圖3所示，前后車橋是相向?qū)ΨQ安裝，前后車橋都能轉(zhuǎn)向，但是單一車橋的左右輪轉(zhuǎn)向受到車橋約束，轉(zhuǎn)向規(guī)律逼近阿克曼轉(zhuǎn)角規(guī)律。

圖1示出了本發(fā)明的集裝箱自動引導(dǎo)小車的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的實施例的系統(tǒng)配置。如圖1所示，本實施例的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)包括：導(dǎo)航控制器1、遙控手柄2、多個轉(zhuǎn)向編碼器(本實施例中為四個轉(zhuǎn)向編碼器31～34)、車用控制器4、以及控制總線網(wǎng)絡(luò)5。

導(dǎo)航控制器1在自動操控模式下將系統(tǒng)指令分解為具體的動作指令，實現(xiàn)對車輛的自動操控。遙控手柄2在手動操控模式下實現(xiàn)操作人員對車輛的手動操控。

車用控制器4通過對自動操控模式和操控控制模式的識別以及計算確定轉(zhuǎn)向角度并據(jù)此操控小車的車橋轉(zhuǎn)向和車輪轉(zhuǎn)向，并對各個車輛設(shè)備進行實施監(jiān)控診斷以保障車輛安全等功能。

四個轉(zhuǎn)向編碼器31～34檢測小車的車輪的實際轉(zhuǎn)角，以車用控制器4為主控元件，液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6各類電磁閥和油缸為控制元件，轉(zhuǎn)向編碼器31～34為反饋元件，組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)各類模型，轉(zhuǎn)角編碼器31～34反饋的實際數(shù)據(jù)還能和模型計算數(shù)據(jù)進行校驗，提升系統(tǒng)安全性，還能根據(jù)實際轉(zhuǎn)向角度，對獨立轉(zhuǎn)向形式的車輛進行各個車輪車速的計算。

控制總線網(wǎng)路5的功能是轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的各個組件借助控制總線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)相互之間的數(shù)據(jù)通信。

此外，配合轉(zhuǎn)向還需要液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6和電機驅(qū)動系統(tǒng)7。其中液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6包含液壓油泵驅(qū)動電機、油泵、電磁閥、比例閥，為車輛提供行車制動、駐車制動以及轉(zhuǎn)向的功能。電機驅(qū)動系統(tǒng)7包含電機驅(qū)動器、電機、電機編碼器。

車用控制器4進一步包括：模式識別模塊41、轉(zhuǎn)向編碼反饋模塊42、通用轉(zhuǎn)向控制模塊43、實際轉(zhuǎn)向控制模塊44。

模式識別模塊41，識別當(dāng)前處于自動操控模式還是手動操控模式。

轉(zhuǎn)向編碼反饋模塊42，根據(jù)檢測到的小車車輪的實際轉(zhuǎn)角處理為車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)的數(shù)值。具體而言，是對檢測到的模擬信號進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，將模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的角度數(shù)據(jù)，再進一步處理成車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)(前后橋中心轉(zhuǎn)角的數(shù)值)。

通用轉(zhuǎn)向控制模塊43，根據(jù)自動操控模式下的導(dǎo)航專用控制器提供的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)或者手動操控模式下的遙控手柄提供的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)以及車輪轉(zhuǎn)向參數(shù)。

對于自動操控模式，是根據(jù)自動化軌跡通過阿克曼轉(zhuǎn)向理論轉(zhuǎn)化成前后橋中心轉(zhuǎn)角的角度以及車輛車速數(shù)據(jù)。

對于手動操控模式，是直接將遙控手柄提供的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為前后橋中心轉(zhuǎn)角的角度以及車輛車速數(shù)據(jù)。手動操控模式的難點在于AGV的設(shè)計其實沒有頭尾區(qū)分，所以手動操作時都是以司機的操作習(xí)慣來定的，一般都是司機尾隨著AGV行駛方向行進，所以如何做好司機操作坐標(biāo)和單車坐標(biāo)系的統(tǒng)一，是司機操作時感到自然、順手，是設(shè)計這個工況的初衷，在程序接口設(shè)計上要滿足手柄輸入信號的標(biāo)準(zhǔn)化，在輸出接口上希望能和導(dǎo)航接口類型一致。

圖5A至5H示出了手動模式的工況匯總示意，分為向前行駛的八種工況和向后行駛的八種工況。

1)如圖5A所示，操作員面向車頭站在車輛一側(cè)時，僅使用前橋轉(zhuǎn)向，后橋不參與轉(zhuǎn)向。

2)如圖5B所示，操作員面向車頭站在車輛一側(cè)時，僅使用后橋轉(zhuǎn)向，前橋不參與轉(zhuǎn)向。

3)如圖5C所示，操作員面向車頭站在車輛一側(cè)時，前后橋都參與轉(zhuǎn)向(前后橋轉(zhuǎn)向方向相反)，使得車輛獲取最小轉(zhuǎn)彎半徑。

4)如圖5D所示，操作員面向車頭站在車輛一側(cè)時，前后橋都參與轉(zhuǎn)向(前后橋轉(zhuǎn)向方向相同)，使得車輛能夠?qū)崿F(xiàn)斜行(也叫蟹行模式)。

5)如圖5E所示，操作員面向車尾站在車輛一側(cè)時，僅使用前橋轉(zhuǎn)向，后橋不參與轉(zhuǎn)向。

6)如圖5F所示，操作員面向車尾站在車輛一側(cè)時，僅使用后橋轉(zhuǎn)向，前橋不參與轉(zhuǎn)向。

7)如圖5G所示，操作員面向車尾站在車輛一側(cè)時，前后橋都參與轉(zhuǎn)向(前后橋轉(zhuǎn)向方向相反)，使得車輛獲取最小轉(zhuǎn)彎半徑。

8)如圖5H所示，操作員面向車尾站在車輛一側(cè)時，前后橋都參與轉(zhuǎn)向(前后橋轉(zhuǎn)向方向相同)，使得車輛能夠?qū)崿F(xiàn)斜行(也叫蟹行模式)。

通用轉(zhuǎn)向控制模塊43使用了通用轉(zhuǎn)向控制模型，基于阿克曼轉(zhuǎn)向車橋的設(shè)計，將車的轉(zhuǎn)向形式分為了三個層級：整車轉(zhuǎn)向、車橋轉(zhuǎn)向(圖3所示的兩個輪子的中心角)、車輪轉(zhuǎn)向。有些車型沒有車橋，也就是車輪獨立轉(zhuǎn)向就可能不存在車橋轉(zhuǎn)向。統(tǒng)一的通用轉(zhuǎn)向控制模型就是將整車轉(zhuǎn)向參數(shù)分解為車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)或者車輪轉(zhuǎn)向參數(shù)，通過阿克曼轉(zhuǎn)向幾何，結(jié)合所需要的轉(zhuǎn)彎半徑，計算出每個轉(zhuǎn)向車橋中心交給定、或者再換算到每個車輪上，具體需求視車輛底盤組成而定。

實際轉(zhuǎn)向控制模塊44，一方面將小車的車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)作為控制給定，結(jié)合轉(zhuǎn)向編碼反饋模塊的對應(yīng)的數(shù)值，計算車橋轉(zhuǎn)向的操控參數(shù)，另一方面基于小車的車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)、車輪轉(zhuǎn)向參數(shù)、小車底盤形式和轉(zhuǎn)向編碼反饋模塊的對應(yīng)的數(shù)值，計算出車輪轉(zhuǎn)向的操控參數(shù)。

實際轉(zhuǎn)向控制模塊44也是基于阿克曼車橋的實際轉(zhuǎn)向控制模型來建立的，阿克曼梯形及坐標(biāo)系的定義如圖4所示，根據(jù)模型推薦得到下列兩個結(jié)論：

阿克曼轉(zhuǎn)向梯形特性一：中心角恒等于兩邊轉(zhuǎn)角和的一半，實際轉(zhuǎn)向控制模型以車橋中心為虛擬控制點時，該特性就是整個控制模型的核心。

阿克曼轉(zhuǎn)向梯形特性二：根據(jù)結(jié)構(gòu)能夠計算出左側(cè)轉(zhuǎn)角、中心轉(zhuǎn)角、右側(cè)轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，在得到三者相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式后，計算出各個角的數(shù)據(jù)。主要作用如下：

根據(jù)上述公式：1)可以知道左右輪關(guān)系，一起起到角度驗證作用提升安全性；2)可以根據(jù)上述公式計算出所有左側(cè)角度、右側(cè)角度、中心角度的關(guān)系，可以通過擬合數(shù)據(jù)的方式簡化上述模型校驗的計算；3)應(yīng)急時候可以通過計算實現(xiàn)編碼器冗余,即當(dāng)某一車橋的一側(cè)編碼器出現(xiàn)故障后,可以通過計算算得到中心角角度,以此來進行應(yīng)急處理。

在對車橋轉(zhuǎn)向的操控參數(shù)的計算過程中，以通用轉(zhuǎn)向控制模塊43的車橋中心轉(zhuǎn)角為控制給定，并通過實際轉(zhuǎn)向控制模型計算轉(zhuǎn)向編碼器的反饋，形成PID閉環(huán)(Proportion Integral Derivative,比例積分微分控制)需要的參數(shù)。再對前后和后橋按照各自的控制給定與反饋進行PID計算，最后根據(jù)PID計算值控制比例閥，使得油缸按照要求動作實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。

在對車輪轉(zhuǎn)向的操控參數(shù)的計算過程中，根據(jù)實際轉(zhuǎn)向控制模型和底盤形式，配合轉(zhuǎn)向需求計算每個驅(qū)動器應(yīng)該輸出的轉(zhuǎn)速(車橋形式主要保持前后一致即可，獨立轉(zhuǎn)向模式則需要計算每個輪子的速度關(guān)系)，根據(jù)速度給定驅(qū)動對應(yīng)的驅(qū)動器(配合轉(zhuǎn)向角度)。

此外，在上述的集裝箱自動引導(dǎo)小車的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還揭示了在這一系統(tǒng)上實現(xiàn)的有關(guān)集裝箱自動引導(dǎo)小車的轉(zhuǎn)向控制方法，如圖2所示，轉(zhuǎn)向控制方法的具體實現(xiàn)如下。

首先，識別當(dāng)前處于自動操控模式還是手動操控模式。

如果是自動操控模式，則根據(jù)自動操控模式下的導(dǎo)航專用控制器提供的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)，根據(jù)自動化軌跡通過阿克曼轉(zhuǎn)向理論轉(zhuǎn)化成前后橋中心轉(zhuǎn)角的角度以及車輛車速數(shù)據(jù)。如果是手動操控模式，是直接將遙控手柄提供的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為前后橋中心轉(zhuǎn)角的角度以及車輛車速數(shù)據(jù)。

手動操控模式的難點在于AGV的設(shè)計其實沒有頭尾區(qū)分，所以手動操作時都是以司機的操作習(xí)慣來定的，一般都是司機尾隨著AGV行駛方向行進，所以如何做好司機操作坐標(biāo)和單車坐標(biāo)系的統(tǒng)一，是司機操作時感到自然、順手，是設(shè)計這個工況的初衷，在程序接口設(shè)計上要滿足手柄輸入信號的標(biāo)準(zhǔn)化，在輸出接口上希望能和導(dǎo)航接口類型一致。

圖5A至5H示出了手動模式的工況匯總示意，分為向前行駛的八種工況和向后行駛的八種工況。

1)如圖5A所示，操作員面向車頭站在車輛一側(cè)時，僅使用前橋轉(zhuǎn)向，后橋不參與轉(zhuǎn)向。

2)如圖5B所示，操作員面向車頭站在車輛一側(cè)時，僅使用后橋轉(zhuǎn)向，前橋不參與轉(zhuǎn)向。

3)如圖5C所示，操作員面向車頭站在車輛一側(cè)時，前后橋都參與轉(zhuǎn)向(前后橋轉(zhuǎn)向方向相反)，使得車輛獲取最小轉(zhuǎn)彎半徑。

4)如圖5D所示，操作員面向車頭站在車輛一側(cè)時，前后橋都參與轉(zhuǎn)向(前后橋轉(zhuǎn)向方向相同)，使得車輛能夠?qū)崿F(xiàn)斜行(也叫蟹行模式)。

5)如圖5E所示，操作員面向車尾站在車輛一側(cè)時，僅使用前橋轉(zhuǎn)向，后橋不參與轉(zhuǎn)向。

6)如圖5F所示，操作員面向車尾站在車輛一側(cè)時，僅使用后橋轉(zhuǎn)向，前橋不參與轉(zhuǎn)向。

7)如圖5G所示，操作員面向車尾站在車輛一側(cè)時，前后橋都參與轉(zhuǎn)向(前后橋轉(zhuǎn)向方向相反)，使得車輛獲取最小轉(zhuǎn)彎半徑。

8)如圖5H所示，操作員面向車尾站在車輛一側(cè)時，前后橋都參與轉(zhuǎn)向(前后橋轉(zhuǎn)向方向相同)，使得車輛能夠?qū)崿F(xiàn)斜行(也叫蟹行模式)。

然后，一方面將小車的車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)作為控制給定，結(jié)合轉(zhuǎn)向編碼反饋模塊的對應(yīng)的數(shù)值，計算車橋轉(zhuǎn)向的操控參數(shù)，另一方面基于小車的車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)、車輪轉(zhuǎn)向參數(shù)、小車底盤形式和轉(zhuǎn)向編碼反饋模塊的對應(yīng)的數(shù)值，計算出車輪轉(zhuǎn)向的操控參數(shù)。其中的轉(zhuǎn)向編碼反饋模塊根據(jù)檢測到的小車車輪的實際轉(zhuǎn)角處理為車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)的數(shù)值。具體而言，是對檢測到的模擬信號進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，將模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的角度數(shù)據(jù)，再進一步根據(jù)實際轉(zhuǎn)向控制模型處理成車橋轉(zhuǎn)向參數(shù)(前后橋中心轉(zhuǎn)角的數(shù)值)。

這一步驟的實際轉(zhuǎn)向控制模塊也是基于阿克曼車橋的實際轉(zhuǎn)向控制模型來建立的，阿克曼梯形及坐標(biāo)系的定義如圖4所示，根據(jù)模型推薦得到下列兩個結(jié)論：

阿克曼轉(zhuǎn)向梯形特性一：中心角恒等于兩邊轉(zhuǎn)角和的一半，實際轉(zhuǎn)向控制模型以車橋中心為虛擬控制點時，該特性就是整個控制模型的核心。

阿克曼轉(zhuǎn)向梯形特性二：根據(jù)結(jié)構(gòu)能夠計算出左側(cè)轉(zhuǎn)角、中心轉(zhuǎn)角、右側(cè)轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，在得到三者相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式后，計算出各個角的數(shù)據(jù)。主要作用如下：

根據(jù)上述公式：1)可以知道左右輪關(guān)系，一起起到角度驗證作用提升安全性；2)可以根據(jù)上述公式計算出所有左側(cè)角度、右側(cè)角度、中心角度的關(guān)系，可以通過擬合數(shù)據(jù)的方式簡化上述模型校驗的計算；3)應(yīng)急時候可以通過計算實現(xiàn)編碼器冗余,即當(dāng)某一車橋的一側(cè)編碼器出現(xiàn)故障后,可以通過計算算得到中心角角度,以此來進行應(yīng)急處理。

在對車橋轉(zhuǎn)向的操控參數(shù)的計算過程中，以通用轉(zhuǎn)向控制模型得到的車橋中心轉(zhuǎn)角為控制給定，并通過實際轉(zhuǎn)向控制模型計算轉(zhuǎn)向編碼器的反饋，形成PID閉環(huán)需要的參數(shù)。再對前后和后橋按照各自的控制給定與反饋進行PID計算，最后根據(jù)PID計算值控制比例閥，使得油缸按照要求動作實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。

在對車輪轉(zhuǎn)向的操控參數(shù)的計算過程中，根據(jù)實際轉(zhuǎn)向控制模型和底盤形式，配合轉(zhuǎn)向需求計算每個驅(qū)動器應(yīng)該輸出的轉(zhuǎn)速(車橋形式主要保持前后一致即可，獨立轉(zhuǎn)向模式則需要計算每個輪子的速度關(guān)系)，根據(jù)速度給定驅(qū)動對應(yīng)的驅(qū)動器(配合轉(zhuǎn)向角度)。

盡管為使解釋簡單化將上述方法圖示并描述為一系列動作，但是應(yīng)理解并領(lǐng)會，這些方法不受動作的次序所限，因為根據(jù)一個或多個實施例，一些動作可按不同次序發(fā)生和/或與來自本文中圖示和描述或本文中未圖示和描述但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他動作并發(fā)地發(fā)生。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將進一步領(lǐng)會，結(jié)合本文中所公開的實施例來描述的各種解說性邏輯板塊、模塊、電路、和算法步驟可實現(xiàn)為電子硬件、計算機軟件、或這兩者的組合。為清楚地解說硬件與軟件的這一可互換性，各種解說性組件、框、模塊、電路、和步驟在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此類功能性是被實現(xiàn)為硬件還是軟件取決于具體應(yīng)用和施加于整體系統(tǒng)的設(shè)計約束。技術(shù)人員對于每種特定應(yīng)用可用不同的方式來實現(xiàn)所描述的功能性，但這樣的實現(xiàn)決策不應(yīng)被解讀成導(dǎo)致脫離了本發(fā)明的范圍。

結(jié)合本文所公開的實施例描述的各種解說性邏輯板塊、模塊、和電路可用通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、分立的門或晶體管邏輯、分立的硬件組件、或其設(shè)計成執(zhí)行本文所描述功能的任何組合來實現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，但在替換方案中，該處理器可以是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器、或狀態(tài)機。處理器還可以被實現(xiàn)為計算設(shè)備的組合，例如DSP與微處理器的組合、多個微處理器、與DSP核心協(xié)作的一個或多個微處理器、或任何其他此類配置。

結(jié)合本文中公開的實施例描述的方法或算法的步驟可直接在硬件中、在由處理器執(zhí)行的軟件模塊中、或在這兩者的組合中體現(xiàn)。軟件模塊可駐留在RAM存儲器、閃存、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可移動盤、CD-ROM、或本領(lǐng)域中所知的任何其他形式的存儲介質(zhì)中。示例性存儲介質(zhì)耦合到處理器以使得該處理器能從/向該存儲介質(zhì)讀取和寫入信息。在替換方案中，存儲介質(zhì)可以被整合到處理器。處理器和存儲介質(zhì)可駐留在ASIC中。ASIC可駐留在用戶終端中。在替換方案中，處理器和存儲介質(zhì)可作為分立組件駐留在用戶終端中。

在一個或多個示例性實施例中，所描述的功能可在硬件、軟件、固件或其任何組合中實現(xiàn)。如果在軟件中實現(xiàn)為計算機程序產(chǎn)品，則各功能可以作為一條或更多條指令或代碼存儲在計算機可讀介質(zhì)上或藉其進行傳送。計算機可讀介質(zhì)包括計算機存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)兩者，其包括促成計算機程序從一地向另一地轉(zhuǎn)移的任何介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以是能被計算機訪問的任何可用介質(zhì)。作為示例而非限定，這樣的計算機可讀介質(zhì)可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲、磁盤存儲或其它磁存儲設(shè)備、或能被用來攜帶或存儲指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的合意程序代碼且能被計算機訪問的任何其它介質(zhì)。任何連接也被正當(dāng)?shù)胤Q為計算機可讀介質(zhì)。例如，如果軟件是使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字訂戶線(DSL)、或諸如紅外、無線電、以及微波之類的無線技術(shù)從web網(wǎng)站、服務(wù)器、或其它遠程源傳送而來，則該同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL、或諸如紅外、無線電、以及微波之類的無線技術(shù)就被包括在介質(zhì)的定義之中。如本文中所使用的盤(disk)和碟(disc)包括壓縮碟(CD)、激光碟、光碟、數(shù)字多用碟(DVD)、軟盤和藍光碟，其中盤(disk)往往以磁的方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而碟(disc)用激光以光學(xué)方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述的組合也應(yīng)被包括在計算機可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。

提供對本公開的先前描述是為使得本領(lǐng)域任何技術(shù)人員皆能夠制作或使用本公開。對本公開的各種修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都將是顯而易見的，且本文中所定義的普適原理可被應(yīng)用到其他變體而不會脫離本公開的精神或范圍。由此，本公開并非旨在被限定于本文中所描述的示例和設(shè)計，而是應(yīng)被授予與本文中所公開的原理和新穎性特征相一致的最廣范圍。