山东交通学院刘子阳获国家专利权
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龙图腾网获悉山东交通学院申请的专利基于机理与数据驱动模型的自动划线车自适应控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116804850B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-06发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310399390.3,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权基于机理与数据驱动模型的自动划线车自适应控制方法是由刘子阳;潘为刚;董兴学;陶涛;高国桐;王目树;王书新;秦石铭设计研发完成,并于2023-04-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于机理与数据驱动模型的自动划线车自适应控制方法在说明书摘要公布了:本发明的基于机理与数据驱动模型的自动划线车自适应控制方法,包括:a.首先建立划线车的运动学模型方程,然后建立基于机理与数据驱动的划线车车辆运动模型,最后将运动模型进行线性化处理;b.采用递推最小二乘法递推地估计识别系统中的参数,随着新观测数据的生成,对参数估计进行递推校正,直到参数估计达到所需的精度;c.以最小化车辆位置与参考路径点位置误差为控制目标,通过控制车速v与前轮转角实现路径跟踪的控制器。本发明的基于机理与数据驱动模型的自动划线车自适应控制方法,不仅能提升划线效率和质量、节约施工成本、缩短施工周期,还可以为路面标线维护等后期工作提供数据支撑。
本发明授权基于机理与数据驱动模型的自动划线车自适应控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于机理与数据驱动模型的自动划线车自适应控制方法,其特征在于,通过以下方法来实现: a.基于机理和数据驱动的划线车模型的建立;首先根据划线车的机理模型建立划线车的运动学模型方程,然后建立基于机理与数据驱动的划线车车辆运动模型,最后将划线车车辆运动模型进行线性化处理; b.基于数据驱动误差补偿模型参数估计;采用递推最小二乘法递推地估计识别系统中的参数,随着新观测数据的生成,对参数估计进行递推校正,直到参数估计达到所需的精度; c.自适应路径跟踪控制器设计;以最小化车辆位置与参考路径点位置误差为控制目标,通过控制车速v与前轮转角δf实现路径跟踪的控制器,其中位置误差包括车辆与参考轨迹的横纵坐标误差和航向角误差; 步骤c所述的自适应路径跟踪控制器设计具体通过以下步骤来实现: c-1.车辆线性系统离散模型可以表示为: c-2.车速与转向的变化率会影响系统的平稳性,因此需要对控制器输入变化进行限制;若采用一步向前预报误差准则函数,对其最小化求解到的控制输入会有过大的问题,此时控制器无法实现对系统的平稳控制且控制系统本身的稳定性也会遭到破坏;因此为解决上述问题,设计如下输入准则: 其中,λ0是一个权重因子,用来限制控制输入量的变化;Y*k+1为目标轨迹点以及期望航向角,为最大车辆速度和前轮转向角; c-3.将公式28代入公式29可得: 将公式30对Uk求导: 公式31中,Ck求解方法如公式10、公式11所示,Aik+1为3×3矩阵,Aik+1为3×3矩阵,Bik+1为3×2矩阵,na=2,nb=2,则可以得到: 令则可得: 进而可得控制率如公式34:
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