基于磁標記的智能汽車實時航向估計方法

針對全輪轉向單鉸式自動駕駛汽車，提出了一種新的基于磁標記系統(tǒng)的實時航向估計方法。為了實現(xiàn)良好的汽車導向控制，需要精確估計汽車行駛過程中的位置和航向角。研究主要從磁標記和車輛運動的相對方位來估計航向角。

提出的磁標記系統(tǒng)包括3根安裝在車軸附近的磁尺和掩埋在路上的磁標記，所有磁標記的位置和極性信息已經(jīng)提前測量并已知。車輛在路上行駛時，磁傳感器在每個采樣期間檢測磁尺和磁標記的相對距離（圖1～圖3），系統(tǒng)利用該數(shù)據(jù)信息便可估計出車輛的航向角。具體方法是：根據(jù)推導的全輪轉向車輛的運動學模型，結合連續(xù)檢測到的兩個路面磁標記的位置坐標和極性信息來估計車輛的航向角。當缺少磁標記檢測數(shù)據(jù)時，在每個采樣期間采用陀螺儀來輔助實時航向估計。

圖1 試驗車上傳感器的安裝

圖2 磁尺在車底的安裝位置

圖3 磁尺結構（yms=0）：磁傳感器測量原點

通過實車測試并與實時運動模式下的GPS數(shù)據(jù)進行了比較。實車測試結果表明，所提出的方法盡管不能避免車輛行駛過程中由于滑轉造成的測量誤差，但由于車輛航向角可單獨計算，且當航向角已知時，車輛的坐標位置可根據(jù)檢測到的磁標記位置和幾何方法來確定，因此位置測量誤差可減小到兩個磁標記安裝間隙這一范圍內(nèi)。因而，這種基于磁標記的航向估計系統(tǒng)具有良好的準確性和可靠性。

刊名：Journal of Dynamic Systems,Measurement and Control（英）

刊期：2016年第7期

作者：Yeun Sub Byun et al

編譯：張志陽