速度分析器

给定运动限制的车辆路径的生成速度曲线

  • 图书馆:
  • 自动化驾驶工具箱

  • 速度分布器块

描述

速度分析器块生成满足这组指定运动约束的驱动路径的速度分布:

  • 车辆的最大允许速度

  • 车辆的最大纵向加速度和减速度

  • 最大的纵向车辆的

  • 的最大横向加速车辆的

沿路径和驱动方向指定累积长度和路径的每个点处的曲率。您可以从输出中获取这些值路径更平滑的样条曲线块。还在路径的开始和结束时指定车辆的纵向速度。

使用生成的速度剖面作为纵向控制器的输入参考速度,如图所示Simulink中的自动化停车剂金宝app的例子。

港口

输入

全部展开

车辆沿道路长度的行驶方向,指定为m-1矢量的1s(向前运动)和-1s(反向运动)。每个向量元素表示车辆在相应累积路径长度处的行驶方向CumLengths.输入端口。m驾驶方向的数目和长度是否必须相等CumLengths.曲率输入。

你可以获得方向从一个输出路径更平滑的样条曲线块。

以米为单位的累积路径长度指定为一个m- 1-1载体单调增加的真实元素。每个矢量元素表示沿路径的点。m是累积路径长度的数量,必须等于方向曲率输入。

你可以获得CumLengths.从一个输出路径更平滑的样条曲线块。

沿着路径长度的签名路径曲线,在每米的弧度下,指定为一个m1实值向量。属性指定的相应累积路径长度处,每个向量元素表示路径的曲率CumLengths.输入端口。m是曲率的数量,必须等于方向CumLengths.输入。

你可以获得曲率从一个输出路径更平滑的样条曲线块。

车辆在路径开始时的纵向速度,单位为米/秒,指定为实标量。

路径末端的车辆的纵向速度,以米为单位,指定为真正的标量。

输出

全部展开

沿路径长度的速度曲线,以米为单位,作为一个m- 1个真实值的列向量。每个矢量元素表示在由此指定的相应累积路径长度处的车辆的参考纵向速度CumLengths.输入端口。m速度的个数是否等于长度CumLengths.

输出速度值满足在参数中指定的速度,加速度和jerk约束速度分析器块。您可以使用这个输出作为车辆控制器的参考速度。

速度是一个可变尺寸的输出,其中包含限制适应信号的局限性(金宝app模型)

抵达的车辆时间,用于指定的速度曲线速度,返回一个m1实值向量。m是到达的车辆时间数量,等于长度速度.单位是秒。

每个矢量元素表示以速度行驶的车辆行驶的时间V.到达累积路径长度P.,地点:

  • V.是相应的速度由返回速度输出端口。

  • P.是相应的累积路径长度指定CumLengths.输入端口。

使用时代可视化随时间的速度分布,如直线路径的速度剖面曲线和方向变化路径的速度剖面的例子。

时代是一个可变尺寸的输出,其中包含限制适应信号的局限性(金宝app模型)

依赖性

要启用该端口,请选择显示时间输出端口参数。

参数

全部展开

车辆的最大纵向加速,以米为单位平方米,指定为正实标量。

开发纵向控制器时,该参数必须等于相应的参数纵向控制器斯坦利块。否则,车辆无法运行生成的速度分布。

车辆的最大纵向减速,以米为单位平方米,指定为正实标量。

开发纵向控制器时,该参数必须等于相应的参数纵向控制器斯坦利块。否则,车辆无法运行生成的速度分布。

车辆沿路径行驶的最大允许速度,单位为米/秒,指定为正实标量。根据乘客舒适度或速度限制要求,使用此参数来约束车辆的速度。

当路径长度太短时为车辆达到该最大速度时,块计算满足路径长度约束的较小速度。

在输出速度剖面中,车辆的速度被约束为[-V.马克斯V.马克斯),V.马克斯是此参数的值。

车辆沿路径的最大纵向震动,单位为米/秒立方,指定为正实标量。

在输出速度曲线中,车辆的纵向猛拉被限制为[ -j马克斯j马克斯),j马克斯是此参数的值。

车辆沿路径的最大侧向加速度,单位为米/秒的平方,指定为正实标量。

在输出速度分布中,车辆的横向加速度被约束为[ -一种马克斯一种马克斯),一种马克斯是此参数的值。

选择此参数以启用时代输出端口。

块的采样时间,以秒为单位,指定为-1或作为正面的真正标量。默认值-1意味着块从上游块继承其采样时间。

因为速度分析器块输出变量大小信号,块的采样时间必须是离散(非零)。如果块从上游块继承其采样时间,则这些块也必须具有离散的示例时间。

  • 代码生成-使用生成的C/ c++代码模拟模型。你第一次运行一个模拟,Simulink金宝app®为代码块生成C/ c++代码。只要模型不改变,C代码就会在后续模拟中重用。这个选项需要额外的启动时间。

  • 解释执行-使用MATLAB仿真模型®翻译。此选项缩短了启动时间。在解释执行模式下,可以调试块的源代码。

更多关于

全部展开

算法

若要生成参考路径的速度剖面,则速度分析器Block执行以下步骤:

  1. 生成一个连续的速度剖面,满足由块参数指定的所有运动学约束(速度、加速度和挺直)。

  2. 通过将参考路径中的姿态映射到速度值来离散速度剖面,这是基于姿态与起始姿态的距离。属性中指定的累积路径长度CumLengths.输入端口包含这些距离。这路径更平滑的样条曲线块返回这些累积路径长度以及平滑路径。

生成的速度曲线是七个间隔曲线。在曲线内的每个时间间隔,车辆的混血,加速度和速度变化以满足指定的约束。图和表显示了这些值如何改变沿着路径前向前行动行驶的车辆。为简单起见,车辆的起始和结束速度,如所指定的StartVelocityendvelocity.输入端口均为0.

时间间隔 混蛋 加速度 速度 笔记
1 设置Maxjerk. 增加0.maxaccel. 起始速度增加 -
2 设置0. 保持常量maxaccel. 不断增加 在前一个间隔期间,如果车辆无法达到maxaccel.鉴于MaxSpeed约束,不发生间隔2。
3. 设置-MaxJerk 减少从maxaccel.0. 增加到MaxSpeed -
4. 设置0. 保持常量0. 保持常量MaxSpeed -
5. 设置-MaxJerk 减少从0.-MaxDecel 开始减少 -
6. 设置0. 保持常量-MaxDecel 不断减少 在前一个间隔期间,如果车辆无法达到-MaxDecel鉴于MaxSpeed约束,那么间隔6就不会发生。
7. 设置Maxjerk. 增加-MaxDecel0. 减少到最终速度 -

在图和表中:

  • Maxjerk.-MaxJerk由此设定最大纵向混蛋(M / S ^ 3)参数。

  • maxaccel.-MaxDecel由此设定最大纵向加速度(m / s ^ 2)最大纵向减速(m/s^2)分别参数。您可以为这些参数指定非对称值。

  • MaxSpeed是由最大允许速度(m/s)参数。

对于反向运动的车辆,图中的曲线颠倒。图中显示的参数值的迹象也会反转。

如果车辆包括方向的多个变化,则块为每个驱动方向产生单独的速度分布。然后块在决赛中串联这些配置文件速度输出。例如,看到曲线和方向变化路径的速度剖面

参考

[1] Villagra,Jorge,VicenteMilanés,JoshuéPérez和豪尔赫戈约。“自动公共交通工具的平滑道路和速度规划。”机器人技术与自主系统.卷。60,2012年2月2日,第252-265页。

扩展功能

C / c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

在R2019B中介绍