CN112249017B 用于车辆转向以遵循弯曲路径的设备和方法 （迪尔公司）

用于车辆转向以遵循弯曲路径的设备和方法公开了用于车辆转向以遵循弯曲路径的方于导航曲线的转弯中心位置以及所述转弯中心位置和所述车辆之间的一个或多个测量结果而在所述转弯中心位置与所述车辆之间的所述一和基于所述车轮转向角度和所述航向误差补偿2基于车辆要遵循的弯曲导航路径的曲率半径而确定转向控制器，所述转向控制器用以基于所述车轮转向角度和所述所述导航分析器用以确定所述车辆的前桥和所述转弯中心位所述导航分析器用以确定所述车辆的后桥和所述转弯中心位7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述位置传感器定位在所述前桥和所述后桥之3基于车辆要遵循的弯曲导航路径的曲率半径而确定确定所述车辆的前桥和后桥中的一个桥和所述转基于所述车轮转向角度和所述航向误差补偿调整量而促使车辆遵循所述弯曲导航路时促使所述至少一个处理器将转向命令传输到前车轮转向设备或后车轮转向设备中的至4助的情况下帮助导航。[0003]图1是根据本文中所公开的教导构造的示例性前车轮转向车辆和示例性后车轮转[0005]图3是表示示例性机器可读指令的流程图，所述示例性机器可读指令可以被执行[0006]图4是表示示例性机器可读指令的流程图，所述示例性机器可读指令可以被执行[0007]图5是表示示例性机器可读指令的流程图，所述示例性机器可读指令可以被执行[0008]图6A是对应于如根据本文中所公开的教导计算的用于前车轮转向车辆的前馈车[0009]图6B是对应于如根据本文中所公开的教导计算的用于后车轮转向车辆的前馈车[0010]图7A是对应于如根据本文中所公开的技术所计算的用于前车轮转向车辆的航向[0011]图7B是对应于如根据本文中所公开的技术所计算的用于后车轮转向车辆的航向[0012]图8是被构造成执行图3到图5的指令以实施图1和图2的跟踪模式控制器的示例性5以产生引导路线的传统方法包括使用依赖于控制参数和/或控制器增益的反馈控制系统来的每一个必须针对预设定数量的速度和距离引导路线的预设定数量的距离来单独地调谐。的航向误差的改变率来调谐的。航向误差指代在GPS接收器的当前位置处与导航曲线相切6循弯曲路径所需要的正确前馈命令的车轮角度的值表的需要而减少了在跟踪模式中操作说，本文中所公开的示例连同车辆参数和导航路径数据一起实时获得所期望的路径曲率，[0024]图1是示例性前车轮转向车辆102a和示例性后车轮转向车辆102b的框图。在所图[0027]如本文中所图示和所描述，车辆控制网络104b、位置传感器105b、用户显示器的描述和/或图示可以被视为同样适用于后车轮转向车辆102b的用户显示器106b。如本文7[0028]在图1中所图示的示例中，前车轮转向车辆102a是拖拉机，并且后车轮转向车辆文关于车辆控制网络104中的部件更详细地解释了车辆控制102的操作之前、期间和/或之后在所述交互式显示器上选择和/或键入所期望的输入（例显示器106可以被用于显示导航路径数据和/或车辆[0030]在图1中所图示的示例中，前车轮转向车辆102a和后车轮转向车辆102b包括前车位于具有一个或多个附加对应后车轮的后车[0031]车辆控制网络104包括示例性车辆数据接口112、示例性导航管理器114和示例性的非易失性存储器816或本地存储器813，当跟踪模式控制器116需要车辆数据来确定车辆以访问指示车辆102要遵循以执行场地操作的一个或多个弯曲的导航路径数据。在一些示8[0034]在一些示例中，位置传感器105是车辆控制网络104a的一部分（例如，集成在其[0035]在图1的所图示的示例中，前车轮转向车辆102a上的位置传感器105a定位在后车[0036]位置传感器105与导航管理器114和/或跟踪模式控制器116通信，以提供和/或以所述存储器接收和存储对应于预定路径信息的数据，车辆102将遵循所述预定路径信息以[0038]在跟踪模式期间，车辆控制网络104计算车辆102的横向误差、车辆102的航向误径的所命令转向角度和航向误差补偿调整量时9负30度等以应用于前车轮转向车辆102a的前车轮108a或后车轮转向车辆102b的后车轮[0042]在一些示例中，跟踪模式控制器116试图利用跟踪模式控制器增益来将相对于导调整量以应用于跟踪模式控制器航向误差增益以遵循弯曲路径。下文结合图2描述示例性[0043]在一些示例中，由跟踪模式控制器116生成的一个或多个转向命令被提供给车辆[0044]图2是图1的前车轮转向车辆102a和后车轮转向车辆102b的示例性跟踪模式控制分析器208可以从车辆102的位置传感器105访问车辆位置数据202。车辆位置数据202可以[0046]所图示示例的导航分析器208从车辆数据接口112访问车辆数据204。在一些示例器208可以基于车辆数据204和/或车辆位置数据202而确定车辆的特定部分的位置（例如，向误差补偿确定器214和/或转向控制器[0048]图2的所图示示例的前馈车轮角度确定器210确定示例性车轮转向角度212，以保等式2a计算从转弯中心位置到车辆102的前桥的转弯半径。如果车辆102是前车轮转向车fa表示从转弯中心位置到前桥的转弯半径，并且Lfa-r[0058]前馈车轮角度确定器210可以利用针对后车轮转向车辆的等式3a来确定后桥转弯半径和车辆的中心线之间的角度。前馈车轮角度确定器210可以利用针对前车轮转向车辆[0066]等式1到4表示前馈车轮角度确定器210可以利用来计算前馈转向角度的一种技向误差补偿确定器214访问车辆位置数据202、车辆数据204和/或导航路径数据206中的一[0068]所图示示例的航向误差补偿确定器214利用等式1以及等式5a-5b和等式6来计算定器214能够基于导航路径数据206和/或车辆位置数据202中表示的曲率半径而确定从转[0071]所图示示例的航向误差补偿确定器214利用等式5a来计算后车轮转向车辆的所期[0076]所图示示例的航向误差补偿确定器214利用等式6来计算航向误差补偿调整量meas表示如由位置传感器105和/或导航分析器208报告的所测量的航向误adj表示航向误差补偿调整量216。[0077]θadj=θmeas-θdes[0079]航向误差补偿确定器214将航向误差补偿调整量216传输到转向控制器218。通过从所测量的航向误差(θmeas）减去所期望的航向误差(θdes转向控制差补偿调整量216来减小航向误差，直到航向误差对应于使用等式5a或5b计算的所期望的[0080]图2的所图示示例的转向控制器218基于车轮转向角度212和/或航向误差补偿调转向角度212和/或鉴于航向误差补偿调整量216修改车轮转向角度212来输出转向车轮的到前车轮转向车辆102a上的前车轮转向设备和/或后车轮转向车辆102b上的后车轮转向设性航向误差补偿确定器214、示例性转向控制器218和/或更一般地示例性跟踪模式控制器示例性转向控制器218和/或更一般地示例性跟踪模式控制器116中的任何一个可以由一个或系统权利要求中的任何一个以覆盖纯软件和/或固件实施方案时，示例性导航分析器制器218中的至少一个借此被明确定义为包括非暂时性计算机可读存储装置或存储光盘，[0082]在图3到图5中示出了表示用于实施图2的跟踪模式控制器116的示例性硬件逻辑、在以其它方式处于静止或传输中时的特定格[0086]如上文所提及，图3到图5的示例性过程可以使用存储在非暂时性计算机和/或机[0089]在图3中图示了可由图1和图2的跟踪模式控制器116执行以促使车辆遵循弯曲路径的示例性机器可读指令300。参考前面的附图和相关联的描述，图3的示例性机器可读指令300以示例性跟踪模式控制器116访问导航路径数据、车辆位置数据和车辆参数数据开始[0092]在框308处，示例性跟踪模式控制器116控制车辆102以减少控制误差并且遵循前式控制器116可以基于导航分析器208是否确定车辆与一个或多个规定的路径对准和/或基[0094]在图4中图示了可以由图1和图2的跟踪模式控制器116执行以确定前馈车轮角度以示例性跟踪模式控制器116基于导航路径数据中的曲率半径而确定转弯中心位置开始转弯中心位置。举例来说，可以利用由导航分析器208访问的导航路径数据206来确定当前置。[0096]在框406处，示例性跟踪模式控制器116确定转弯中心位置和位置传感器105之间一些示例中，前馈车轮角度确定器210使用等式1计算转弯中心位置和位置传感器105之间后车轮转向车辆处理转移到框416。馈车轮角度确定器210使用等式2b来确定从转弯中心位3b和/或另一三角关系来确定车辆轴距线和从后桥延伸到转弯中心的线之间的第一馈车轮角度确定器210使用等式2a来确定从转弯中心位3a和/或另一三角函数来确定车辆轴距线和从前桥延伸到转弯中心的线之间的第一[0104]在图5中图示了可以由图1和图2的跟踪模式控制器116执行以确定航向误差补偿指令500以示例性跟踪模式控制器116基于导航路径数据中的曲率半径而确定转弯中心位[0105]在框504处，示例性跟踪模式控制器116确定转弯中心位置和位置传感器105之间一些示例中，前馈车轮角度确定器210使用等式1计算转弯中心位置和位置传感器105之间后车轮转向车辆处理转移到框512。[0107]在框508处，示例性跟踪模式控制器116确定后车轮轮轴和位置传感器105之间的[0109]在框512处，示例性跟踪模式控制器116确定前车轮轮轴和位置传感器105之间的器214基于所测量的航向误差和所期望的航向误差角度而使用等式6来确定航向误差补偿[0112]图6A是对应于如根据本文中所公开的教导计算的用于前车轮转向车辆的前馈车前车轮转向车辆602可以是图1的前车轮转[0113]前车轮转向车辆602包括示例性位置传感器604。位置传感器604位于车辆的示例[0118]类似地，跟踪模式控制器116可以确定转弯中心位置616和后桥606之间的示例性二段620的长度。第一段618、第二段620和从位置传感器604到后桥606的线形成直角三角[0121]在确定第二段620的长度之后，从转弯中心位置616延伸到前桥608的示例性第三[0129]图6B是对应于如根据本文中所公开的教导计算的用于示例性后车轮转向车辆626[0130]后车轮转向车辆626包括示例性位置传感器628。位置传感器628定位成比示例性[0135]类似地，跟踪模式控制器116可以确定转弯中心位置640和前桥630之间的示例性五段644的长度。第四段642、第五段644和从位置传感器628到前桥630的线形成直角三角[0138]在确定第五段644的长度之后，从转弯中心位置640延伸到后桥632的示例性第六[0146]图7A是对应于如根据本文中所公开的技术所计算的用于图6A的前车轮转向车辆[0148]示意图700包括示例性所测量的航向704。所测量的航向704对应于当处于受干扰车辆602的当前位置处与前桥608的规定的曲线路径的方向对应的示例性路径航向706。在前车轮转向车辆602与示例性所期望的航跟踪模式控制器116可以利用任何一个或多个测量结果和任何一个或多个三角关系来确定期望的航向误差。当跟踪模式控制器116使用航向误差补偿调整值并且将超过该值的任何[0154]θadj=θmeas-θdes[0156]图7B是对应于如根据本文中所公开的技术所计算的用于图6B的后车轮转向车辆[0159]示意图710包括示例性所测量的航向714。所测量的航向714对应于当处于受干扰628处与规定的曲线路径的方向对应的示例性路径航向716。在一些示例中，基于在导航分析器208处访问的导航路径数据206而确定路径航向716。所测量的航向714和路径航向716之间的角度差被称为航向误差。使用传统技术，如果控制车辆转向以将航向误差减小到零技术，跟踪模式控制器116计算航向误差补偿调整量(θadj以促使后车轮转向车辆626与示例性所期望的航向718对准。跟踪模式控制器116可以利用任何一个或多个测量结果和任何一个或多个三角关系来确定[0165]θadj=θmeas-θdes器116在规定的弯曲路径的曲率改变的任何时候连续地调整前馈转向角度和/或所调整的[0168]图8是被构造成执行图3到图5的指令以实施图2的跟踪模式控制器116的示例性处TM示例性航向误差补偿确定器214和示例性转向控制性存储器814可以由同步动态随机存取存储器（SDRAM）、动态随机存取存储器（DRAM）、RAMBUS®动态随机存取