高精度麦轮车轨迹规划控制系统的制作方法

本技术涉及轨迹规划，具体涉及高精度麦轮车轨迹规划控制系统。

背景技术：

1、基于rtk（实时动态差分定位）技术对麦轮车轨迹规划控制，本质上是将高精度差分定位与移动载体运动控制进行耦合的一种闭环轨迹执行机制：具体实施过程为，首先通过便携式rtk基站与车载差分接收单元建立实时差分定位链路，使麦轮车在运动过程中持续获取厘米至毫米级的绝对位置信息。

2、在该过程中，将获取的地理坐标转换为以测试目标为参考原点、以正北方向为统一基准的平面直角坐标体系，从而完成空间位置的统一表达。随后，依据用户预先规划的任意形状轨迹，在时间推进过程中对当前实时位置与目标轨迹对应坐标进行逐点比对，形成连续的空间偏差量。

3、进一步对该偏差量执行动态调节计算（如比例、积分、微分调节），将位置偏差映射为对麦轮车航向与速度的控制指令，在持续迭代过程中，使麦轮车的实际运动轨迹逐步逼近规划轨迹，并在偏差收敛过程中形成稳定的闭环控制效果，从而在无固定导轨条件下实现复杂轨迹的高精度跟踪控制。

4、在麦轮车轨迹执行过程中，当麦轮车处于动态运行状态时，受环境遮挡变化、电磁干扰波动以及卫星几何结构突变影响，卫星可见数量会在短时间内发生快速变化。在该变化过程中，定位解算状态将在高精度差分解算状态与低精度单点解算状态之间频繁切换，进而引发位置解算结果呈现不连续的跳变特征，导致当前时刻输出的位置坐标相较于前一时刻产生突发性偏移。

5、控制系统在对该位置数据进行实时轨迹匹配时，会将该跳变误判为真实轨迹偏差，从而在时间推进过程中持续输出方向修正指令，进而导致控制指令连续反转并逐步放大，最终造成麦轮车运行轨迹出现振荡偏移甚至偏离预定路径。

6、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供高精度麦轮车轨迹规划控制系统，以解决上述背景技术中的问题。

2、为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：高精度麦轮车轨迹规划控制系统，包括卫星状态感知模块、轨迹拉伸拼接模块、轨迹方向重构模块、偏差来源替换模块以及航向节奏压缩模块；

3、卫星状态感知模块：获取卫星可见数量变化与定位解算状态切换频率，在时间推进过程中同步记录麦轮车的位置坐标变化幅度，并对定位解算状态切换瞬间对应的位置坐标偏移进行逐点标识，形成包含位置坐标变化幅度与定位解算状态切换信息的动态记录集合；

4、轨迹拉伸拼接模块：针对动态记录集合中的位置坐标变化幅度数据执行前后时刻拉伸对齐，将定位解算状态切换瞬间对应的异常位置坐标偏移与前序连续位置坐标变化进行跨时段拼接，获取连续演变轨迹片段；

5、轨迹方向重构模块：对连续演变轨迹片段中的位置坐标序列执行方向重构，将异常位置坐标偏移对应的区段按照前序位置坐标变化趋势进行逐步回拉，得到方向一致的过渡轨迹；

6、偏差来源替换模块：基于过渡轨迹对控制输入中的偏差来源进行替换，将原始位置坐标中的跳变位置转换为过渡轨迹对应的位置坐标，并保持前序位置坐标变化趋势的延续方向一致；

7、航向节奏压缩模块：利用经替换处理后的过渡轨迹对应的位置坐标，对航向调节执行渐进压缩，控制航向调节输出随过渡轨迹逐步收敛，在连续运行过程中抑制反向调节放大趋势，从而实现麦轮车轨迹规划控制过程的稳定运行。

8、优选的，形成包含位置坐标变化幅度与定位解算状态切换信息的动态记录集合，具体步骤如下：

9、获取卫星可见数量及定位解算状态并逐时刻记录麦轮车的位置坐标，将卫星可见数量变化、定位解算状态以及麦轮车的位置坐标变化幅度进行统一时间戳绑定；

10、基于统一时间戳绑定结果逐点差分麦轮车的位置坐标得到位置坐标变化幅度，将位置坐标变化幅度与卫星可见数量变化及定位解算状态进行对应记录；

11、针对定位解算状态切换行为进行逐段扫描确定定位解算状态切换时刻，提取对应时间范围内卫星可见数量变化及位置坐标变化幅度形成局部数据片段；

12、利用局部数据片段对位置坐标变化幅度进行逐点分析并标识异常位置坐标偏移，将卫星可见数量变化信息、定位解算状态切换频率、位置坐标变化幅度及异常标识进行整合形成动态记录集合。

13、优选的，获取连续演变轨迹片段，具体步骤如下：

14、展开动态记录集合中位置坐标变化幅度，并结合对应卫星可见数量及定位解算状态切换信息，选取定位解算状态切换节点前序连续位置坐标变化区段及后续变化区段；

15、执行前序连续位置坐标变化区段时间节点延展且对后续变化区段进行相同时间划分处理，保持卫星可见数量及定位解算状态切换信息对应关系一致；

16、基于时间划分结果对异常位置坐标偏移区段进行逐点对齐处理，按照前序连续位置坐标变化趋势对位置坐标变化幅度进行顺序排列；

17、利用对齐处理结果进行跨时段拼接并保持卫星可见数量及定位解算状态切换信息对应关系，获取连续演变轨迹片段。

18、优选的，按照前序连续位置坐标变化趋势对位置坐标变化幅度进行顺序排列时，以前序连续位置坐标变化区段末端位置坐标变化幅度作为参考起点，沿时间推进方向逐点读取异常位置坐标偏移区段变化幅度数据，并按照前一时间节点变化方向进行连续排列。

19、优选的，获得方向一致的过渡轨迹，具体步骤如下：

20、获取连续演变轨迹片段中麦轮车的位置坐标并识别异常位置坐标偏移区段，提取前序位置坐标变化趋势形成方向变化路径并进行时间顺序排列；

21、基于方向变化路径对异常位置坐标偏移区段进行逐点回拉处理，将当前位置坐标按照前序位置坐标变化趋势进行逐步调整并保持卫星可见数量变化信息及定位解算状态切换信息对应关系；

22、将逐点回拉处理结果进行顺序连接并对连接点位置坐标进行衔接处理，得到方向一致的过渡轨迹。

23、优选的，对异常位置坐标偏移区段进行逐点回拉处理时，以前序位置坐标变化趋势末端时间节点位置坐标作为回拉起点，沿时间推进方向逐点读取异常位置坐标偏移区段位置坐标，并按照前序位置坐标变化趋势记录的方向路径进行逐步调整，使相邻时间节点位置变化呈现连续过渡关系。

24、优选的，基于过渡轨迹对控制输入中的偏差来源进行替换，具体步骤如下：

25、同步展开过渡轨迹位置坐标与原始位置坐标并进行时间顺序排列，提取异常位置坐标偏移的时间节点并建立过渡轨迹位置坐标与原始位置坐标之间的时间映射关系；

26、根据时间映射关系对控制输入中位置偏差来源进行逐时间节点替换处理，将异常位置坐标偏移对应偏差值替换为过渡轨迹位置坐标形成的偏差值并保持时间节点顺序一致；

27、将替换处理结果形成连续控制输入数据流，且以过渡轨迹位置坐标变化为方向约束，实现对控制输入中的偏差来源进行替换。

28、优选的，根据时间映射关系对控制输入中位置偏差来源进行逐时间节点替换处理时，将异常位置坐标偏移对应偏差值删除，并将过渡轨迹位置坐标代入形成位置偏差，使控制输入中偏差来源沿过渡轨迹位置坐标变化方向延续。

29、优选的，对航向调节执行渐进压缩，控制航向调节输出随过渡轨迹逐步收敛，具体步骤如下：

30、提取经替换处理后的过渡轨迹对应的位置坐标并进行时间顺序展开，形成连续的方向变化链条并记录各时间节点之间方向变化信息；

31、利用方向变化链条对航向调节进行逐点分解处理，将方向变化分布至多个连续时间节点并按照前序位置坐标变化趋势进行调整；

32、结合分解处理结果进行连续整合并形成航向调节输出，使航向调节输出随过渡轨迹逐步收敛，实现麦轮车轨迹规划控制过程的稳定运行。

33、优选的，利用连续的方向变化链条对航向调节进行逐点分解处理，具体包括：将相邻时间节点之间的方向变化进行逐点分解，并将方向变化分布至多个连续时间节点，同时按照前序位置坐标变化趋势对每一个时间节点方向变化进行调整。

34、在上述技术方案中，本技术提供的技术效果和优点：

35、本技术通过对卫星可见数量变化节奏与定位解算状态切换行为进行动态感知，并对位置坐标偏移进行连续化重构，将原本在时间轴上呈现突发跳变的定位结果转化为方向一致的过渡轨迹。在麦轮车轨迹规划控制过程中，控制输入不再直接依赖存在突变的位置坐标，而是基于连续演变的过渡轨迹进行响应，从而有效削弱瞬时定位异常对轨迹判断的干扰，使运动过程保持连续一致的方向变化，提升轨迹跟踪过程的平滑程度，使麦轮车在复杂环境中仍能够维持稳定的轨迹执行状态。

36、本技术在形成过渡轨迹后，对航向调节实施渐进压缩，使控制输出沿过渡轨迹逐步收敛，在连续运行过程中对反向调节趋势进行抑制。在麦轮车轨迹规划控制过程中，控制响应由频繁波动转变为连续变化，避免出现方向反复调整所带来的运行不稳定现象，同时降低执行过程中的冲击程度，使轨迹保持能力在长时间运行条件下得到增强，从而提升麦轮车在动态环境中的持续运行能力与整体控制稳定性。