用以控制车辆转向的方法和设备与流程

用以控制车辆转向的方法和设备
[0001]
相关申请
[0002]
本专利源于要求在2019年7月5日提交的序列号为62/870,898的美围临时专利申请的权益的申请。序列号为62/870,898的美国临时专利中请借此通过全文引用并入本文中。借此要求序列号为62/870,898的美国临时专利申请的优先权。
发明领域
[0003]
本公开一般来说涉及一种车辆控制，并且更特定来说，涉及用以控制车辆转向的方法和设备。


背景技术：

[0004]
近年来，农用车辆已经变得越来越自动化。农用车辆可以半自主或完全自主地在田地上驾驶和执行操作。农用车辆使用包括种植工具、喷洒工具、收获工具、施肥工具、铲运/耕耘工具等的工具来执行操作。这些自主农用车辆包括多个传感器(例如，全球导航卫星系统(gnss)、全球定位系统(gps)、光检测和测距(lidar)、无线电检测和测距(radar)、声音导航和测距(sonar)、远程信息处理传感器等)，以在没有来自人类用户的辅助的情况下或在有限的辅助的情况下帮助导航。
附图说明
[0005]
图1是示例性车辆和用以引导车辆的示例性车辆控制网络的示意性图示。
[0006]
图2是包括示例性前车轮转向车辆和示例性gnss接收器的系统的运动学图示。
[0007]
图3是包括示例性后车轮转向车辆和示例性gnss接收器的系统的运动学图示。
[0008]
图4是被配置成产生图1的车轮角度命令和路径显示数据的图1的控制器的示意性图示。
[0009]
图5a是当由处理器执行时在阻尼比率(damping ratio)小于阈值时求解所期望的路径解的示例性代码的图示。
[0010]
图5b是当由处理器执行时在阻尼比率是阈值时求解所期望的路径解的示例性代码的图示。
[0011]
图5c是当由处理器执行时在阻尼比率大于阈值时求解所期望的路径解的示例性代码的图示。
[0012]
图6是描绘对于变化的固有频率(natural frequency)，前车轮转向车辆的横向误差对时间的图形图示。
[0013]
图7是描绘对于如在图6中的替代阻尼比率下变化的固有频率，前车轮转向车辆的横向误差对时间的图形图示。
[0014]
图8是描绘对于如在图6和图7中的替代阻尼比率下不同的固有频率，前车轮转向车辆的横向误差对时间的图形图示。
[0015]
图9是描绘对于变化的固有频率，后车轮转向车辆的横向误差对时间的图形图示。
[0016]
图10是描绘对于如在图9中的替代阻尼比率下变化的固有频率，后车轮转向车辆的横向误差对时间的图形图示。
[0017]
]图11是描绘对于如在图9和图10中的替代阻尼比率下不同的固有频率，后车轮转向车辆的横向误差对时间的图形图示。
[0018]
图12是表示可以被执行以实施图1的示例性车辆控制网络来控制前转向车辆的转向的机器可读指令的流程图。
[0019]
图13是表示可以被执行以实施图1的示例性控制器来确定用于前转向车辆的前车轮的车轮角度命令的机器可读指令的流程图。
[0020]
图14是表示可以被执行以实施图1的示例性车辆控制网络来控制后转向车辆的转向的机器可读指令的流程图。
[0021]
图15是表示可以被执行以实施图1的示例性控制器米确定用于后转向车辆的后车轮的车轮角度命令的机器可读指令的流程图。
[0022]
图16是被构造成执行图12到图15的指令来实施图1和图4的车辆控制网络的示例性处理平台的框图。
[0023]
附图不是按比例绘制的。通常，在所有附图和所附书面描述中使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。
[0024]
当标识可以单独指代的多个元件或部件时，本文中使用描述符“第一”、“第二”、“第三”等。除非基于它们的使用上下文另有规定或理解，否则这样的描述符并不意在赋予任何优先级、列表中的物理顺序或布置或者时间排序的含义，而是仅仅为了便于理解所公开的示例而被用作用于单独地指代多个元件或部件的标签。在一些示例中，描述符“第一”可以被用于指代详细描述中的元件，而相同的元件可以在权利要求书中用例如“第二”或“第三”的不同描述符来指代。在这样的例项中，应该理解，使用这样的描述符仅仅是为了便于引用多个元件或部件。
具体实施方式
[0025]
农用车辆的自动化在商业上是高度可期望的，因为自动化可以改进执行操作的准确性，减少操作员疲劳，改进效率，并且产生其它益处。自动车辆通过遵循引导线移动。用以产生引导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控制系统。举例来说，这样的控制参数包括比例控制器、积分控制器和微分(pid)控制器。这样的传统控制器需要至少四个控制参数(例如，控制器增益)以在特定的操作模式中控制车辆。控制器可以具有许多不同的操作模式，包括获取操作模式和跟踪操作模式。如本文中所使用的，“跟踪”、“跟踪模式”、“跟踪操作模式”和/或它们的派生词指代遵循和/或跟踪引导线。如本文中所使用的，“获取”、“获取模式”、“获取操作模式”和/或它们的派生词指代到达引导线、路径和/或获取与引导线基本上类似(例如，在一米内、在半米内、在两米内等)的位置。
[0026]
虽然当车辆已经获取了引导线时(例如，当车辆处于跟踪模式中时)可能可期望使用传统的控制器，但是当控制车辆时在车辆获取了引导线时(例如，当车辆处于获取模式中时)，这样的传统控制器变得难以置信地麻烦。举例来说，车辆可以从许多不同的位置获取引导线。在一些示例中，车辆是停放的。在其它示例中，车辆在农田中操作并且被手动地控
制。仍然在进一步的示例中，车辆从一个引导线变换到另一个引导线。
[0027]
当使用传统设计方法时，为了设计能够可靠地获取引导线的令人满意的控制器，需要许多小时的车辆操作来任意地调整控制参数以确定多个控制参数数据集，传统控制器可以使用所述控制参数数据集来从农田或其它环境中的位置获取线。每个控制参数是车辆位置相对于引导线和车辆操作获取引导线的速度的函数。因此，在设计周期期间，控制参数中的每一个必须针对预设定数量的速度和距引导线的预设定数量的距离来单独地调谐。
[0028]
传统控制器必须包括针对为每个操作模式的控制参数数据集分配的大量存储器。举例来说，如果传统控制器包括用于获取模式操作的四个控制参数，则必须针对预设数量的速度(例如，五个)和距引导线的预设数量的距离(例如，5米)调谐每个控制参数。每个控制参数通常是3位数，并且具有100个控制参数来处理五个距离和五个速度，所存储的结果数据集需要至少700位的存储器。添加额外的控制参数(例如，控制器增益)将大幅增加传统控制器必须存储的控制参数的数量。
[0029]
除了被存储的每个数据集所需要的已经很大的存储器之外，还需要额外的逻辑开销来维护、读取和写入存储器。在多个不同的操作模式中，传统控制器可靠地控制车辆所需要的数据量可以容易地进入千位和兆位的范围。
[0030]
此外，在传统控制器的操作期间，最终用户不能够影响车辆获取引导线的速率。这对于一些最终用户来说是不期望的，因为这样的最终用户更喜欢在操作车辆时具有一些控制，而不是完全自主的驾驶控制系统。
[0031]
与传统的控制方法相反，本文中公开的示例减少了操作包括获取操作模式的控制器所需要的存储器。本文中公开的示例提供了一种用于确定车轮转向角度命令以促使车辆在不使用控制参数的情况下获取引导线的有效方法。举例来说，本文中公开的示例确定车辆的路径，并且促使车辆不使用控制参数(例如，控制器增益)的情况下在其获取引导线时跟踪该路径。此外，即使在存在车辆滑动(例如，由于环境条件所致的与所确定的路径的变化)的情况下在本文中公开的示例也控制车辆，因为在本文中公开的示例在gnss接收器的每个采样间隔(例如，第一采样时间和第二采样时间之间的时间)处更新车辆的路径。因此，车辆获取引导线的路径基于车辆的当前位置。另外，本文中公开的示例主动地确定车辆的路径，并且将路径呈现给最终用户。所呈现的路径被实时更新，并且示出车辆的当前位置。
[0032]
在本文中公开的示例允许在车辆获取引导线时实时确定要遵循的路径。基于可以由机器可读指令实施的设定公式而确定要遵循的路径。本文中公开的示例确定促使车辆的gnss接收器实时获取路径(例如，促使车辆的gnss接收器获取所期望的路径)所需要的车轮角度命令。举例来说，实施本文中公开的示例的车辆的控制器以gnss接收器的采样率确定车辆的所期望的路径的方向矢量，并且利用机器运动学和几何原理确定转向角度，以促使车辆的速度矢量指向车辆的方向矢量的方向。另外，因为gnss接收器数据以采样间隔被更新，所以考虑到了由于环境条件而可能发生的任何滑动，从而防止了引导线的急变和/或湍流获取。此外，因为本文中公开的示例依赖于车辆在gnss接收器的每个采样间隔之后实际上到达的位置，以便确定车辆在要遵循的路径中的下一个所期望位置，所以防止了引导线的急变和/或湍流获取。以这种方式，在新的开始位置(例如，车辆实际上到达的位置)的情况下以gnss采样频率确定要遵循的路径。
[0033]
图1是示例性车辆102和用以引导车辆102的示例性车辆控制网络104a的示意性图
示。车辆102包括车辆控制网络104a、示例性用户显示器106、示例性第一传感器108、示例性第二传感器110、示例性后车轮112和示例性前车轮114。车辆控制网络104a包括示例性设备传感器接口116、示例性gnss接收器118、示例性路径获取接口120、示例性控制器122、示例性转向控制接口124、示例性路径接口126和示例跟踪模式控制器128。
[0034]
在图1中所图示的示例中，车辆102是被配置成获取和/或跟踪所投射路径的农用车辆(例如，拖拉机、前装载机、收割机、耕田机或任何其它合适的车辆)。举例米说，车辆102可以是能够自动地跟踪一排农作物以收获所述一排农作物的拖拉机。在图1中，车辆102的操作方向与前车轮114的方向相关(例如，车辆102是前转向车辆)。在附加或替代示例中，车辆102的操作方向与后车轮112的方向相关(例如，车辆102是后转向车辆)。在本文中所公开的示例中，车辆102配备有车辆控制网络104a，以控制和/或以其它方式命令车辆102获取和/或跟踪预定路径。关于车辆控制网络104a中的部件，更详细地解释了车辆控制网络104a。
[0035]
在图1中，车辆102中包括的示例性用户显示器106是交互式显示器，在车辆102的操作之前、期间和/或之后，用户可以在所述交互式显示器中选择和/或键入所期望的输入(例如，选择屏幕显示、键入所期望的车辆速度、键入积极性变量、选择采样间隔、打开和/或关闭车辆等)。在本文中公开的示例中，用户可以经由用户显示器106选择积极性变量，以更改车辆多快地获取路径。积极性变量包括对应于车辆在获取模式期间行进的“平滑度”的阻尼比率。举例来说，较低的阻尼比率(例如，小于1.0)对应于在获取模式期间与所期望的路径的较大变化(例如，车辆102可能过冲(overshoot)所期望的路径，这在特定情况下可能是可期望的)，但是将更快地到达所期望的路径。在又一个示例中，较高的阻尼比率(例如，大于1.0)可以对应于在获取模式期间与所期望的路径的较小变化(例如，车辆102可能下冲(undershoot)所期望的路径，这在特定情况下可能是可期望的)，但是将较不快地到达期望路径。在本文中公开的示例中，固有频率对应于获取模式期间采用的路径的斜率。举例来说，如果用户选择较低的固有频率(例如，0.8)，则朝向所期望的路径的斜率可以较小。在又一示例中，如果用户选择更高的固有频率(例如，0.8)，则朝向所期望的路径的斜率可以更大。在本文中公开的示例中，由用户选择的采样比率指的是收集位置数据和/或计算所投射路径的所期望间隔。在本文中公开的示例中，用户可以经由用户显示器106上的图形用户接口(gui)、按钮、旋钮等选择和/或以其它方式改变阻尼比率、固有频率和/或采样间隔。在本文中公开的示例中，用户显示器106与车辆控制网络104a通信，以中继和/或接收用户输入、示例性路径显示数据125等中的任何一个。在本文中所公开的一些示例中，用户显示器106是液晶显示器(lcd)触摸屏幕，例如，平板电脑、第四代commandcenter
tm
显示器、计算机监视器等。
[0036]
在图1中所图示的示例中，第一传感器108位于车辆102的后端部附近。第一传感器108是确定车辆102的速度和/或方向的速度传感器。第一传感器108与车辆控制网络104a通信，以提供表示车辆速度的数据。在本文中公开的其它示例中，第一传感器108可以位于车辆的任何合适的部分(例如，车辆102的前部、车辆102的顶部、驾驶员侧附近、乘客侧附近等)中和/或上。另外，在本文中公开的其它示例中，第一传感器108可以是车辆102上的任何合适的传感器，例如，接近传感器、车轮每分钟旋转(rpm)传感器、lidar传感器等。
[0037]
在图1中所图示的示例中，第二传感器110位于车辆102的前端部附近。第二传感器
110是感测后车轮112和/或前车轮114所置的位置和/或角度的车轮方向传感器。第二传感器110与车辆控制网络104a通信，以提供表示后车轮和/或前车轮114的位置的数据。在本文中公开的其它示例中，第二传感器110可以位于车辆的任何合适的部分(例如，车辆102的前部、车辆102的顶部、驾驶员侧附近、乘客侧附近等)中和/或上。另外，在本文中公开的其它示例中，第二传感器110可以是车辆102上的任何合适的传感器，例如，接近传感器、车轮每分钟旋转(rpm)传感器等。
[0038]
在图1中所图示的示例中，车辆102包括后车轮112和前车轮114。在图1中，车辆102响应于前车轮114的旋转方向(例如，角度)而操作。举例来说，如果用户决定左转弯，则前车轮114向左成角度。在本文中公开的示例中，后车轮112位于具有另一个对应后车轮的后车轮轮轴上。同样，在本文中公开的示例中，前车轮位于具有另一对应前车轮的前车轮轮轴上。
[0039]
在图1中，设备传感器接口116与第一传感器108和/或第二传感器110通信，以获得表示车辆102的速度和前车轮114转弯角度的数据。在本文中公开的示例中，设备传感器接口116与控制器122通信，以提供所获得的车辆传感器数据。在本文中公开的一些示例中，设备传感器接口116可以经由任何合适的有线和/或无线通信方法通信，以至少从第一传感器108和/或第二传感器110获得车辆102传感器数据。在本文中公开的一些示例中，设备传感器接口116可以是设备传感器接口控制器。
[0040]
在图1中所图示的示例中，gnss接收器118位于后车轮112和前车轮114之间的车辆控制网络104a内。在其它示例(例如，后转向车辆)中，替代车辆控制网络104b可以位于前车轮114的前方(例如，前方)。在图1的示例中，车辆102的后车轮112在后车轮轮轴上，并且前车轮114在前车轮轮轴上。这样，gnss接收器118位于后车轮112(例如，对应的后车轮轮轴)和前车轮114(例如，对应的前车轮轮轴)之间。在其它示例(例如，后转向车辆)中，gnss接收器118位于前车轮114的前方(例如，前车轮轮轴的前方)。在图1的示例中，gnss接收器118是gps接收器。在本文中公开的其它示例中，gnss接收器118可以是任何合适的地理空间定位接收器。gnss接收器118与控制器122通信，以提供和/或以其它方式传输车辆102的地理位置。更具体地，gnss接收器118被配置成传输车辆102中的gnss接收器118的地理位置。在本文中公开的示例中，gnss接收器118以阈值间隔对车辆102的地理位置进行采样。举例来说，每0.1秒，gnss接收器118可以将车辆102的地理位置发送给控制器122。在本文中公开的示例中，gnss接收器118可以与路径获取接口120和/或控制器122通信，以获得车辆102将要行进的所期望的路径和/或获得所期望的采样频率。在本文中公开的一些示例中，gnss接收器118可以是gnss接收器控制器。
[0041]
在获取模式期间，gnss接收器118计算车辆102的横向误差。举例来说，因为在获取模式期间，车辆102可能处于或可能不处于与所期望的路径的所期望位置相对应的地理位置处，所以gnss接收器118可以计算横向误差。在本文中公开的示例中，横向误差是gnss接收器118和所期望的路径之间的最短距离。在另一示例中，横向误差可以被定义为在所期望的路径和gnss接收器118之间的垂直于所期望的路径的距离。在本文中公开的其它示例中，gnss接收器118可以向控制器122提供以阈值间隔采样的车辆102的地理位置，其中控制器122可以计算车辆的横向误差。在本文中公开的示例中，如果由gnss接收器118确定的横向误差小于阈值距离(例如，小于1米)，则车辆控制网络104a可以提示对跟踪模式控制器128
的控制以开始跟踪模式。类似地，在本文中公开的示例中，如果由gnss接收器118确定的横向误差大于和/或等于阈值距离(例如，大于和/或等于1米)，则车辆控制网络104a可以提示对控制器122的控制以开始获取模式。
[0042]
在图1中所图示的示例中，路径获取接口120与用户显示器106、gnss接收器118和/或控制器122通信。在本文中公开的示例中，路径获取接口120与控制器122通信，以提供所获得的用户提供参数，所述参数更改车辆102的移动。举例来说，经由用户显示器106，用户可以提供阻尼比率、固有频率和/或所期望采样间隔。在这样的示例中，路径获取接口120将所提供的阻尼比率、固有频率和/或所期望采样间隔传递到控制器122和/或gnss接收器118。在本文中公开的一些示例中，路径获取接口120可以是路径获取接口控制器。
[0043]
在图1中，示例性控制器122与设备传感器接口116、gnss接收器118、路径获取接口120、转向控制接口124、路径接口126和/或跟踪模式控制器128中的任何一个通信，以计算、显示和/或以其它方式提供(例如，投射)车辆102要行进的所期望的路径。举例来说，对于每个所期望采样间隔(例如，由用户经由用户显示器106设置的所期望采样间隔)，控制器122计算车辆102将要行进到的下一个位置。控制器122计算附加的位置步长，直到车辆102已经获得所期望的路径为止。在本文中公开的示例中，控制器122在不使用控制参数的情况下(例如，在不使用控制器增益的情况下)确定下一个位置步长(例如，在未来的时间间隔的路径解步长)。下文更详细地解释了控制器122。
[0044]
在图1中所图示的示例中，转向控制接口124与控制器122通信，以获得和/或以其它方式接收示例性车轮角度命令123。在本文中公开的示例中，由控制器122发送的车轮角度命令123与上文所描述的所计算的位置步长相关。举例来说，在控制器122计算给定采样间隔的位置步长之后，车轮角度命令123被发送到转向控制接口124。在本文中公开的示例中，车轮角度命令123是表示前车轮114转弯的角度(例如，角度)的数值(例如，14度、负30度等)。转向控制接口124与车辆102通信，以更改前车轮114的转向角度。在本文中公开的一些示例中，转向控制接口124可以是转向控制接口控制器。
[0045]
在图1中所图示的示例中，路径接口126与控制器122通信，以获得、接收和/或以其它方式传输示例性路径显示数据125。在本文中公开的示例中，路径显示数据125表示车辆102将要行进的所投射路径(例如，路径投射数据)。对于每个采样间隔，路径接口126从控制器122获得和/或以其它方式接收路径显示数据125。路径接口126与用户显示器106通信路径显示数据125，以便为用户显示和/或传输所投射路径。在本文中公开的一些示例中，路径接口126可以是路径接口控制器。
[0046]
在图1中所图示的示例中，响应于gnss接收器118和/或控制器122确定车辆102的横向误差小于阈值距离，跟踪模式控制器128与gnss接收器118和/或控制器122通信以开始跟踪模式。举例来说，如果阈值距离是1米，并且如果gnss接收器118和/或控制器122确定车辆102的横向误差是0.5米，则gnss接收器118和/或控制器122向跟踪模式控制器128传输控制以开始跟踪模式。在本文中公开的其它示例中，阈值距离可以是任何合适的距离(例如，0.1米、3米、1英尺等)。
[0047]
图2是包括示例性车辆202和示例性gnss接收器204的系统200的运动学图示。车辆202是图示前转向车辆(例如，图1的车辆102)的示例性车辆202。gnss接收器204是图示图1的gnss接收器118的示例性gnss接收器204。在图2的示例中，示例性车辆202包括示例性后
车轮轮轴206和示例性前车轮轮轴208。在图2中，gnss接收器204位于示例性后车轮轮轴206和示例性前车轮轮轴208之间。此外，在图2中，车辆202处于获取模式中，并且这样的示例性路径210表示要获取的所期望的路径。在本文中公开的示例中，路径210可以是其中车辆202(或车辆102)要获取的任何路径、线、轮廓、轨迹等。举例来说，示例性路径210是表示车辆202要向下行进的一列农作物的计算机产生的线。在其它示例中，路径210表示车辆202要沿着其行进的道路和/或其它通路。
[0048]
在获取模式开始时，控制器(例如，图1的控制器122)计算在未来的时间间隔的所期望的路径解。这样的所期望的路径解可以利用以下等式来确定。
[0049][0050]
在等式1中，变量y表示从gnss接收器204获得的当前所测量横向误差(段212)，变量x表示平行于路径210(例如，要获取的路径)的距离变量，变量表示车辆202在每个时间间隔的“所期望”路径的瞬时斜率，变量dr表示阻尼比率，并且变量wn表示固有频率。控制器(例如，图1的控制器122)针对每个时间间隔求解等式1，并且这样，利用时间步长(例如，dt)而不是位置步长(例如，dx)。下面的等式2和等式3表示时间步长(例如，dt)和位置步长(例如，dx)之间的示例性转换。
[0051][0052][0053]
举例来说，路径的瞬时斜率可以被定义为横向误差的瞬时改变率(例如，y的瞬时改变率)。在这样的示例中，横向误差的瞬时改变率是横向误差(段212)y相对于时间的导数(例如，)除以沿着x轴线的路径相对于时间的瞬时改变率(例如，平行于路径的变量x的瞬时改变率)(例如，)。车辆202沿着x轴线的瞬时改变率(例如，平行于路径的变量x的瞬时改变率)可以与沿着x轴线的路径速度成比例，并且横向误差的瞬时改变率(例如，y的瞬时改变率)可以与沿着y轴线的路径速度成比例。
[0054]
在等式1到等式3中，的量值影响所计算点沿着x轴线的间距。举例来说，小的产生更多的路径点(更精细的网格间距)，并且较大的产生更少的点(过程网格间距(course grid spacing))。在本文中公开的示例中，表示车辆202的速度。
[0055]
在图2中，控制器(例如，图1的控制器122)利用示例性路径速度矢量角度φ和示例性航向误差角度θ来确定车辆方向角度α。路径速度矢量角度φ利用下面的等式4来确定。
[0056]
[0057]
在等式4中，变量(dy/dt)
0
表示等式1的一个时间间隔解，并且变量u表示车辆202的速度。在示例中，(dy/dt)
0
可以被视为从等式1的解导出的起始条件。车辆方向角度α表示车辆202和示例性路径速度矢量214之间的角度。在操作中，路径速度矢量214表示gnss接收器204正在行进的方向和速度。车辆方向角度α利用下面的等式5来确定。
[0058]
α＝φ-θ
ꢀꢀ
等式5
[0059]
在等式5中，变量φ是利用等式4确定的路径速度矢量角度，并且变量θ表示航向误差角度。
[0060]
在图2中，控制器(例如，图1的控制器122)利用后车轮轮轴206和gnss接收器204之间的距离(例如，x
bc
)以及车辆方向角度α来确定示例性后车轮轮轴转弯半径(段216)。后车轮轮轴转弯半径(段216)利用下面的等式6来确定。
[0061][0062]
在等式6中，变量r
b
表示后车轮轮轴转弯半径(段216)，变量x
bc
表示后车轮轮轴206和gnss接收器204之间的距离，并且变量α是利用等式5确定的车辆方向角度。
[0063]
此外，控制器(例如，图1的控制器122)利用后车轮轮轴转弯半径(段216)以及后车轮轮轴206和gnss接收器204之间的距离米确定示例性前车轮轮轴转弯半径(段218)。前车轮轮轴转弯半径(段218)利用下面的等式7来确定。
[0064][0065]
在等式7中，变量r
a
表示前车轮轮轴转弯半径(段218)，变量x
ba
表示后车轮轮轴206和前车轮轮轴208之间的距离(例如，车辆202的轴距)，并且变量r
b
是利用等式6确定的后车轮轮轴转弯半径(段216)。
[0066]
在图2中，车辆202围绕示例性中心点220转弯。中心点220表示其中后车轮轮轴转弯半径(段216)和前车轮轮轴转弯半径(段218)相交的空间中的点。取决于用户选择的采样间隔，段212(例如，横向误差)被重新采样，并且计算示例性转向角度δ，直到车辆202并且更具体地gnss接收器204在路径210上为止。转向角度δ利用下面的等式8来确定。
[0067][0068]
在等式8中，变量x
ba
表示后车轮轮轴206和前车轮轮轴208之间的距离(例如，车辆202的轴距)，变量r
a
表示前车轮轮轴转弯半径(段218)，并且变量α表示利用等式5确定的车辆方向角度。在本文中公开的示例中，计算转向角度δ以确定将前车轮轮轴208转向的角度。另外，在本文中公开的示例中，转向角度(例如，δ)包括在车轮角度命令(例如，图1的车轮角度命令123)中。在操作中，gnss接收器204根据转向角度δ围绕中心点220旋转，因此促使车辆方向角度α被调整以促使路径速度矢量214朝向路径210旋转。转向角度δ被重新计算，并且这样，车辆方向角度α被更新，直到车辆202到达路径210并且路径速度矢量214与路径210对准为止。
[0069]
控制器(例如，图1的控制器122)通过假设相对于车辆202的车轮(例如，图1的后车轮112和/或前车轮114)不发生滑动来计算转向角度(例如，δ)。在这样的示例中，控制器(例如，图1的控制器122)计算转向角度(δ)，以促使与gnss接收器204相关联的路径速度矢量
214指向与转向角度δ相同的方向。
[0070]
因为转向角度δ是在每个时间间隔被计算和/或确定的，所以当前所测量的gnss横向误差位置(例如，段212)被用作该时间间隔的“起始条件”。这样，考虑了产生了到路径210的平滑过渡的任何车辆滑动。换句话说，如果在时间间隔期间，车辆202由于滑动而没有实现路径210上的所期望点，则针对下一个时间间隔的计算基于车辆202的实际所到达位置，而不是未到达的路径位置。因此，在每个时间间隔用新的开始位置更新路径计算，考虑了任何车辆滑动。
[0071]
图3是包括示例性车辆302和示例性gnss接收器304的系统300的运动学图示。车辆302是图示后转向车辆(例如，图1的车辆102)的示例性车辆302。gnss接收器304是图示图1的gnss接收器118的示例性gnss接收器304。在图3的示例中，示例性车辆302包括示例性后车轮轮轴306和示例性前车轮轮轴308。在图3中，gnss接收器304位于示例性前车轮轮轴308的前方。此外，在图3中，车辆302处于获取模式中，并且这样，示例性路径310表示要获取的所期望的路径。在本文中公开的示例中，路径310可以是其中车辆302(或车辆102)将要获取的任何路径、线、轮廓、轨迹等。举例来说，示例性路径310是表示车辆302要向下行进的一列农作物的计算机产生的线。在其它示例中，路径310表示车辆302要沿着其行进的道路和/或其它通路。
[0072]
在获取模式开始时，控制器(例如，图1的控制器122)计算在未来的时间间隔的所期望的路径解。这样的所期望的路径解可以利用以下等式来确定。
[0073][0074]
在等式9中，变量y表示从gnss接收器304获得的当前所测量横向误差(段312)，变量x表示平行于路径310(例如，要获取的路径)的距离变量，变量表示车辆302在每个时间间隔的“所期望”路径的瞬时斜率，变量dr表示阻尼比率，并且变量wn表示固有频率。控制器(例如，图1的控制器122)针对每个时间间隔求解等式9，并且这样，利用时间步长(例如，dt)而不是位置步长(例如，dx)。下面的等式10和等式11表示时间步长(例如，dt)和位置步长(例如，dx)之间的示例性转换。
[0075][0076][0077]
举例来说，路径的瞬时斜率可以被定义为横向误差的瞬时改变率(例如，y的瞬时改变率)。在这样的示例中，横向误差的瞬时改变率是横向误差(段312)y相对于时间的导数(例如，)除以沿着x轴线的路径相对于时间的瞬时改变率(例如，平行于路径的变量x的瞬时改变率)(例如，)。车辆302沿着x轴线的瞬时改变率(例如，平行于路径的变量x的瞬时改变率)可以与沿着x轴线的路径速度成比例，并且横向误差的瞬时改变率(例如，y的瞬时改变率)可以与沿着y轴线的路径速度成比例。
[0078]
在等式9到等式11中，的量值影响所计算点沿着x轴线的间距。举例来说，小的产生更多的路径点(更精细的网格间距)，并且较大的产生更少的点(过程网格间距)。在本文中公开的示例中，表示车辆302的速度。
[0079]
在图3中，控制器(例如，图1的控制器122)利用示例性路径速度矢量角度φ和示例性航向误差角度θ来确定车辆方向角度α。路径速度矢量角度φ利用下面的等式12米确定。
[0080][0081]
在等式12中，变量(dy/dt)
0
表示等式9的一个时间间隔解，并且变量u表示车辆302的速度。在一个示例中，(dy/dt)
0
可以被视为从等式9的解导出的初始条件。车辆方向角度α表示车辆302和示例性路径速度矢量314之间的角度。在操作中，路径速度矢量314表示gnss接收器304正在行进的方向和速度。车辆方向角度α利用下面的等式13来确定。
[0082]
α＝φ-θ
ꢀꢀ
等式13
[0083]
在等式13中，变量φ是利用等式12确定的路径速度矢量角度，并且变量θ表示航向误差角度。
[0084]
在图3中，控制器(例如，图1的控制器122)利用前车轮轮轴308和gnss接收器304之间的距离以及车辆方向角度α来确定示例性gnss接收器转弯半径(段316)。gnss接收器转弯半径(段316)利用下面的等式14来确定。
[0085][0086]
在等式14中，变量r
c
表示gnss接收器转弯半径(段316)，变量x
ca
表示前车轮轮轴308和gnss接收器304之间的距离，并且变量α是利用等式13确定的车辆方向角度。
[0087]
此外，控制器(例如，图1的控制器122)利用gnss接收器转弯半径(段316)以及前车轮轮轴308和gnss接收器304之间的距离来确定示例性前车轮轮轴转弯半径(段318)。前车轮轮轴转弯半径(段318)利用下面的等式15来确定。
[0088][0089]
在等式15中，变量r
a
表示前车轮轮轴转弯半径(段318)，变量r
c
是利用等式14确定的gnss接收器转弯半径(段316)，并且变量x
ca
表示前车轮轮轴308和gnss接收器304之间的距离。
[0090]
在图3中，车辆302围绕示例性中心点320转弯。中心点320表示其中gnss接收器转弯半径(段316)和前车轮轮轴转弯半径(段318)相交的空间中的点。取决于用户选择的采样间隔，段312(例如，横向误差)被重新采样，并且计算示例性转向角度δ，直到车辆302并且更具体地gnss接收器304在路径310上为止。转向角度δ利用下面的等式16来确定。
[0091][0092]
在等式16中，变量r
a
表示前车轮轮轴转弯半径(段318)，变量wb表示后车轮轮轴
306和前车轮轮轴308之间的距离，并且变量α表示利用等式13确定的车辆方向角度。在本文中公开的示例中，计算转向角度δ以确定将后车轮轮轴306转向的角度。在本文中公开的示例中，转向角度δ至少基于包括前车轮转弯半径以及后车轮轮轴306和前车轮轮轴308之间的距离的反正切运算。此外，转向角度δ偏移与一范围的一半相关联的恒定值(例如，π/2)，所述范围与转向角度相关联。另外，在本文中公开的示例中，转向角度(例如，δ)包括在车轮角度命令(例如，图1的车轮角度命令123)中。在操作中，gnss接收器304根据转向角度δ围绕中心点320旋转，因此促使车辆方向角度α被调整以促使路径速度矢量314朝向路径310旋转。转向角度δ被重新计算，并且这样，车辆方向角度α被更新，直到车辆302到达路径310并且路径速度矢量314与路径310对准为止。
[0093]
控制器(例如，图1的控制器122)通过假设相对于车辆302的车轮(例如，图1的后车轮112和/或前车轮114)不发生滑动米计算转向角度(例如，δ)。在这样的示例中，控制器(例如，图1的控制器122)计算转向角度(δ)，以促使与gnss接收器304相关联的路径速度矢量314指向与转向角度6相同的方向。
[0094]
因为转向角度6是在每个时间间隔被计算和/或确定的，所以当前所测量的gnss横向误差位置(例如，段312)被用作该时间间隔的“起始条件”。这样，考虑了产生了到路径310的平滑过渡的任何车辆滑动。换句话说，如果在时间间隔期间，车辆302由于滑动而没有实现路径310上的所期望点，则针对下一个时间间隔的计算基于车辆302的实际所到达位置，而不是未到达的路径位置。因此，在每个时间间隔用新的开始位置更新路径计算，考虑了任何车辆滑动。
[0095]
图4是被配置成产生图1的车轮角度命令123和路径显示数据125的图1的控制器122的示意性图示。下面关于结合图1和图2描述的各种元素、角度和/或矢量来解释图3的控制器122。控制器122包括示例性路径确定器402、示例性阻尼比率确定器403、示例性车轮角度确定器404和示例性显示路径产生器406。在本文中公开的一些示例中，控制器122可以包括图1的设备传感器接口116、gnss接收器118、路径获取接口120、转向控制接口124、路径接口126和/或跟踪模式控制器128中的任何一个。在操作中，控制器122在每个采样间隔(例如，在所有gnss采样间隔期间)计算车轮角度命令123，以促使gnss接收器118遵循所投射路径。
[0096]
在图4中所图示的示例中，路径确定器402与图1的gnss接收器118通信，以获得与图1的车辆102的位置相关联的示例性横向误差y。在本文中公开的示例中，路径确定器402可以是路径确定器控制器。另外，路径确定器402与图1的路径获取接口120通信，以获得采样间隔、阻尼比率dr和固有频率wn。在本文中公开的示例中，为由从路径获取接口120获得的采样间隔确定的每个采样间隔提供横向误差y。路径确定器402确定在未来的时间间隔的所期望的路径解。
[0097]
在图4中所图示的示例中，阻尼比率确定器403确定从路径获取接口120获得的阻尼比率是大于、等于还是小于阻尼阈值。在本文中公开的示例中，阻尼阈值是1.0。在本文中公开的其它示例中，阻尼阈值可以是任何合适的阈值(例如，0.9、1.1等)。在本文中公开的示例中，路径确定器402可以利用上面陈述的等式1到等式3和/或等式9到等式11来确定在未来的时间间隔的所期望的路径解。如果阻尼比率确定器403确定阻尼比率小于阻尼阈值，则路径确定器402可以利用第一求解方法来利用和/或以其它方式求解等式1到等式3和/或
等式9到等式11。可替选地，如果阻尼比率确定器403确定阻尼比率等于阻尼阈值，则路径确定器可以利用第二求解方法来利用和/或以其它方式求解等式1到等式3和/或等式9到等式11。同样地，如果阻尼比率确定器403确定阻尼比率大于阻尼阈值，则路径确定器402可以利用第三求解方法来利用和/或以其它方式求解等式1到等式3和/或等式9到等式11。所确定的在未来时间间隔的所期望的路径解被反馈到路径确定器402中，以用于进一步的计算。在本文中公开的示例中，路径确定器402针对每个gnss时间间隔重复地求解等式1到等式3和/或等式9到等式11，以产生要发送到车轮角度确定器404和/或显示路径产生器406的点的矢量。
[0098]
在图4中所图示的示例中，车轮角度确定器404联接到路径确定器402、显示路径产生器406、设备传感器接口116和gnss接收器118。在本文中公开的示例中，车轮角度确定器404可以是车轮角度确定器控制器。车轮角度确定器404获得由路径确定器402确定的所期望的路径解(例如，等式1到等式3和/或等式9到等式11的解)。另外，车轮角度确定器404从gnss接收器118获得示例性航向误差(例如，图2和/或图3的航向误差θ)。此外，车轮角度确定器404从设备传感器接口116获得示例性速度(例如，结合图2和/或图3解释的速度u)和示例性偏移变量。在本文中公开的示例中，车轮角度确定器404确定要经由车轮角度命令123发送到转向控制接口124的示例性转向角度δ(例如，图2和/或图3的转向角度δ)。在本文中公开的示例中，车轮角度确定器404利用本文中陈述的等式4到等式8和/或等式12到等式16来确定图1的车辆102的前车轮114(例如，等式4到等式8)和/或后车轮112(例如，等式12到等式16)的转向角度δ。
[0099]
在图4的示例中，显示路径产生器406联接到路径确定器402、车轮角度确定器404、gnss接收器118和路径获取接口120。在本文中公开的一些示例中，显示路径产生器406可以是显示路径产生器控制器。显示路径产生器406从路径确定器402获得在未来的时间间隔的所期望的路径解。另外，显示路径产生器406从gnss接收器118获得与图1的车辆102的位置相关联的示例性横向误差y。此外，显示路径产生器406与图1的路径获取接口120通信，以获得采样间隔、阻尼比率dr和固有频率wn。在本文中公开的示例中，为由从路径获取接口120获得的采样间隔确定的每个采样间隔提供横向误差y。显示路径产生器与路径接口126通信，以提供路径显示数据125。在本文中公开的示例中，显示路径产生器406获得用于在用户显示器106上绘制所期望的路径的所期望的路径解。
[0100]
图5a是当由处理器执行时在阻尼比率小于阈值时求解所期望的路径解的示例性代码的图示。在图5a中所图示，阈值是1.0，并且这样，阻尼比率小于1.0(例如，0.9、0.4、0.2等)，并且因此欠阻尼。在图5a中，示例性代码行(loc)1图示了将系统初始化为当前横向误差。在loc1中，变量yo表示起始条件，并且被定义为当前所测量的横向误差(le)。loc 1可以由图4的路径确定器402实施。在图5a中，示例性代码行(loc)2到代码行10图示了由处理器(例如，图4的路径确定器402)利用来确定所期望的路径解决方案的步骤。在图5a的示例中，变量ydtp是所期望的路径解。loc 2到loc 10可以由图4的路径确定器402实施。可替选地，当阻尼比率小于阈值(例如，0.9、0.5、0.2)并且这样是欠阻尼时，可以利用任何合适的处理器和/或处理系统和/或平台来执行loc 1到loc 10以确定所期望的路径解。loc 1到loc 10中所图示的步骤是上面的等式1到等式3和/或等式9到等式11的示例性数学解。这样，可以利用上面的等式1到等式3和/或等式9到等式11的任何合适的解(例如，欧拉方法、置换、拉
普拉斯变换等)。
[0101]
图5b是当由处理器执行时在阻尼比率是阈值时求解所期望的路径解的示例性代码的图示。如图5b中所图示，阈值是1.0，并且这样，阻尼比率是1.0，并且因此是临界阻尼。在图5b中，示例性loc 1图示了将系统初始化为当前横向误差。在loc1中，变量yo表示起始条件，并且被定义为当前所测量的le。loc 1可以由图4的路径确定器402实施。在图5b中，示例性loc 2到loc 7图示了由处理器(例如，图4的路径确定器402)利用来确定所期望的路径解决方案的步骤。在图5b的示例中，变量ydtp是所期望的路径解。loc 2到loc 7可以由图4的路径确定器402实施。可替选地，当阻尼比率等于阈值(例如，1.0)并且因此是临界阻尼时，可以利用任何合适的处理器和/或处理系统和/或平台来执行loc 1到loc 7以确定所期望的路径解。loc 1到loc 7中所图示的步骤是上面的等式1到等式3和/或等式9到等式11的示例性数学解。这样，可以利用上面的等式1到等式3和/或等式9到等式11的任何合适的解(例如，欧拉方法、置换、拉普拉斯变换等)。
[0102]
图5c是当由处理器执行时在阻尼比率大于阈值时求解所期望的路径解的示例性代码的图示。在图5c中所图示，阈值是1.0，并且这样，阻尼比率大于阈值(例如，1.2、1.4、1.6等)，并且因此是过度阻尼。在图5c中，示例性loc 1图示了将系统初始化为当前横向误差。在loc 1中，变量yo表示初始条件，并且被定义为当前所测量的le。loc 1可以由图4的路径确定器402实施。在图5c中，示例性loc 2到loc 9图示了由处理器(例如，图4的路径确定器402)利用来确定所期望的路径解决方案的步骤。在图5c的示例中，变量ydtp是所期望的路径解。loc 2到loc 9可以由图4的路径确定器402实施。可替选地，当阻尼比率大于阈值(例如，1.2、1.4、1.6等)并且因此过度阻尼时，可以利用任何合适的处理器和/或处理系统和/或平台来执行loc 1到loc 9以确定所期望的路径解。loc 1到loc 9中所图示的步骤是上面的等式1到等式3和/或等式9到等式11的示例性数学解。这样，可以利用上面的等式1到等式3和/或等式9到等式11的任何合适的解(例如，欧拉方法、置换、拉普拉斯变换等)。
[0103]
图6是描绘对于变化的固有频率，横向误差对时间的图形图示600。图6的图形图示600包括示例性第一模拟绘图(线602)、示例性第二模拟绘图(线604)和示例性第三模拟绘图(线606)。在图6的示例中，当用户选择包括1.0的阻尼比率和0.8的固有频率的积极性变量时，第一模拟绘图(线602)表示前转向车辆(例如，车辆102)的横向误差对时间。另外，在图6的示例中，当用户选择包括1.0的阻尼比率和1.0的固有频率的积极性变量时，第二模拟绘图(线604)表示前转向车辆(例如，车辆102)的横向误差对时间。此外，在图6的示例中，当用户选择包括1.0的阻尼比率和1.2的固有频率的积极性变量时，第三模拟绘图(线606)表示前转向车辆(例如，车辆102)的横向误差对时间。在图6中，0米的横向误差(例如，x轴线)表示要获取的所期望的路径。
[0104]
在示例性第一模拟绘图(线602)中，前转向车辆(例如，车辆102)在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第一模拟绘图(线602)图示了临界阻尼性质，并且在8秒左右到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。在示例性第二模拟绘图(线604)中，前转向车辆(例如，车辆102)在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第二模拟绘图(线604)图示了临界阻尼性质，并且比第一模拟绘图(线602)更积极。举例来说，因为在第二模拟绘图(线604)中选择的固有频率大于在第一模拟绘图(线602)中选择的固有频率，所以车辆在其中行进以到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)的路径的斜率更
陡。这样，在第二模拟绘图(线604)中，车辆在大约6秒内到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。在示例性第三模拟绘图(线606)中，前转向车辆(例如，车辆102)在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第三模拟绘图(线606)图示了临界阻尼性质，并且比第一模拟绘图(线602)和第二模拟绘图(线604)更积极。举例来说，因为在第三模拟绘图(线606)中选择的固有频率大于在第一模拟绘图(线602)中选择的固有频率和在第二模拟绘图(线604)中选择的固有频率，所以车辆在其中行进以到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)的路径的斜率更陡。这样，在第三模拟绘图(线606)中，车辆在大约4.5秒内到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。
[0105]
在本文中公开的一些示例中，第一模拟绘图(线602)、第二模拟绘图(线604)和/或第三模拟绘图(线606)中的任何一个可以经由图1的路径接口126和/或图4的显示路径产生器406显示在图1的用户显示器106上。在图6的图形图示中，阻尼比率是1，并且因此，前转向车辆(例如，车辆102)到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)，而没有过冲所期望的路径(例如，0米的横向误差)。
[0106]
图7是描绘对于如在图6中的替代阻尼比率下变化的固有频率，横向误差对时间的图形图示700。图7的图形图示700包括示例性第一模拟绘图(线702)、示例性第二模拟绘图(线704)和示例性第三模拟绘图(线706)。在图7的示例中，当用户选择包括0.8的阻尼比率和0.8的固有频率的积极性变量时，第一模拟绘图(线702)表示前转向车辆(例如，车辆102)的横向误差对时间。另外，在图7的示例中，当用户选择包括0.8的阻尼比率和1.0的固有频率的积极性变量时，第二模拟绘图(线704)表示前转向车辆(例如，车辆102)的横向误差对时间。此外，在图7的示例中，当用户选择包括0.8的阻尼比率和1.2的固有频率的积极性变量时，第三模拟绘图(线706)表示前转向车辆(例如，车辆102)的横向误差对时间。在图7中，0米的横向误差表示要获取的所期望的路径。
[0107]
在示例性第一模拟绘图(线702)中，前转向车辆(例如，车辆102)在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第一模拟绘图(线702)图示了欠阻尼性质，并且在9秒左右到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。如在第一模拟绘图(线702)中所图示，前转向车辆(例如，车辆102)过冲所期望的路径(例如，0米的横向误差)。在这样的示例中，过冲可能是可期望的，以将拖拉机定位在所期望的路径上(例如，将牵引杆或工具定位在所期望的路径上)。在示例性第二模拟绘图(线704)中，前转向车辆(例如，车辆102)在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第二模拟绘图(线704)图示了欠阻尼性质，并且比第一模拟绘图(线702)更积极。举例来说，因为在第二模拟绘图(线704)中选择的固有频率大于在第一模拟绘图(线702)中选择的固有频率，所以车辆在其中行进以到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)的路径的斜率更陡。这样，在第二模拟绘图(线704)中，车辆在大约8.5秒内到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。如在第二模拟绘图(线704)中所图示，前转向车辆(例如，车辆102)过冲所期望的路径(例如，0米的横向误差)。在这样的示例中，过冲可能是可期望的，以将拖拉机定位在所期望的路径上(例如，将牵引杆或工具定位在所期望的路径上)。在示例性第三模拟绘图(线706)中，前转向车辆(例如，车辆102)在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第三模拟绘图(线706)图示了欠阻尼性质，并且比第一模拟绘图(线702)和第二模拟绘图(线704)更积极。举例来说，因为在第三模拟绘图(线706)中选择的固有频率大于在第一模拟绘图(线702)中选择的固有
频率和在第二模拟绘图(线704)中选择的固有频率，所以车辆在其中行进以到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)的路径的斜率更陡。这样，在第三模拟绘图(线706)中，车辆在大约8秒内到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。如在第三模拟绘图(线706)中所图示，前转向车辆(例如，车辆102)过冲所期望的路径(例如，0米的横向误差)。在这样的示例中，过冲可能是可期望的，以将拖拉机定位在所期望的路径上(例如，将牵引杆或工具定位在所期望的路径上)。
[0108]
在本文中公开的一些示例中，第一模拟绘图(线702)、第二模拟绘图(线704)和/或第三模拟绘图(线706)中的任何一个可以经由图1的路径接口126和/或图4的显示路径产生器406显示在图1的用户显示器106上。在图7的图形图示中，阻尼比率是0.8，并且因此，前转向车辆(例如，车辆102)通过过冲所期望的路径(例如，0米的横向误差)到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。
[0109]
图8是描绘对于如在图6和图7中的替代阻尼比率下不同的固有频率，横向误差对时间的图形图示800。图8的图形图示800包括示例性第一模拟绘图(线802)、示例性第二模拟绘图(线804)和示例性第三模拟绘图(线806)。在图8的示例中，当用户选择包括1.2的阻尼比率和0.8的固有频率的积极性变量时，第一模拟绘图(线802)表示前转向车辆(例如，车辆102)的横向误差对时间。另外，在图8的示例中，当用户选择包括1.2的阻尼比率和1.0的固有频率的积极性变量时，第二模拟绘图(线804)表示前转向车辆(例如，车辆102)的横向误差对时间。此外，在图8的示例中，当用户选择包括1.2的阻尼比率和1.2的固有频率的积极性变量时，第三模拟绘图(线806)表示前转向车辆(例如，车辆102)的横向误差对时间。在图8中，0米的横向误差表示要获取的所期望的路径。
[0110]
在示例性第一模拟绘图(线802)中，前转向车辆(例如，车辆102)在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第一模拟绘图(线802)图示了过阻尼性质，并且在10秒左右到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。在示例性第二模拟绘图(线804)中，前转向车辆(例如，车辆102)在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第二模拟绘图(线804)图示了过阻尼性质，并且比第一模拟绘图(线802)更积极。举例来说，因为在第二模拟绘图(线804)中选择的固有频率大于在第一模拟绘图(线802)中选择的固有频率，所以车辆在其中行进以到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)的路径的斜率更陡。这样，在第二模拟绘图(线804)中，车辆在大约9秒内到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。在示例性第三模拟绘图(线806)中，前转向车辆(例如，车辆102)在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第三模拟绘图(线806)图示了过阻尼性质，并且比第一模拟绘图(线802)和第二模拟绘图(线804)更积极。举例来说，因为在第三模拟绘图(线806)中选择的固有频率大于在第一模拟绘图(线802)中选择的固有频率和在第二模拟绘图(线804)中选择的固有频率，所以车辆在其中行进以到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)的路径的斜率更陡。这样，在第三模拟绘图(线806)中，车辆在大约8秒内到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。
[0111]
在本文中公开的一些示例中，第一模拟绘图(线802)、第二模拟绘图(线804)和/或第三模拟绘图(线806)中的任何一个可以经由图1的路径接口126和/或图4的显示路径产生器406显示在图1的用户显示器106上。在图8的图形图示中，阻尼比率是1.2，并且因此，前转向车辆(例如，车辆102)到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)，而没有过冲所期望的路
径(例如，0米的横向误差)。
[0112]
图9是描绘对于变化的固有频率，横向误差对时间的图形图示900。图9的图形图示900包括示例性第一模拟绘图(线902)、示例性第二模拟绘图(线904)和示例性第三模拟绘图(线906)。在图9的示例中，当用户选择包括2.0的阻尼比率和1.6的固有频率的积极性变量时，第一模拟绘图(线902)表示后转向车辆(例如，车辆102)的横向误差对时间。另外，在图9的示例中，当用户选择包括2.0的阻尼比率和1.8的固有频率的积极性变量时，第二模拟绘图(线904)表示后转向车辆(例如，车辆102)的横向误差对时间。此外，在图9的示例中，当用户选择包括2.0的阻尼比率和1.9的固有频率的积极性变量时，第三模拟绘图(线906)表示后转向车辆(例如，车辆102)的横向误差对时间。在图9中，0米的横向误差(例如，x轴线)表示要获取的所期望的路径。在图9的示例中，第一模拟绘图(线902)、第二模拟绘图(线904)和第三模拟绘图(线906)表示棉花采摘车辆(例如，车辆102)在其获取所期望的路径时的模拟。
[0113]
在示例性第一模拟绘图(线902)中，后转向车辆(例如，车辆102)在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第一模拟绘图(线902)图示了过阻尼操作，并且在10秒左右到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。在示例性第二模拟绘图(线904)中，车辆102在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第二模拟绘图(线904)图示了过阻尼操作，并且比第一模拟绘图(线902)更积极。举例来说，因为在第二模拟绘图(线904)中选择的固有频率大于在第一模拟绘图(线902)中选择的固有频率，所以车辆在其中行进以到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)的路径的斜率比第一模拟绘图(线902)的斜率更陡。这样，在第二模拟绘图(线904)中，车辆在9.5秒左右到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。在示例性第三模拟绘图(线906)中，后转向车辆(例如，车辆102)在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第三模拟绘图(线906)图示了过阻尼操作，并且比第一模拟绘图(线902)和第二模拟绘图(线904)更积极。举例来说，因为在第三模拟绘图(线906)中选择的固有频率大于在第一模拟绘图(线902)中选择的固有频率和在第二模拟绘图(线904)中选择的固有频率，所以车辆在其中行进以到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)的路径的斜率比第一模拟绘图(线902)和第二模拟绘图(线904)的斜率陡。这样，在第三模拟绘图(线906)中，车辆在9秒左右到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。
[0114]
在本文中公开的一些示例中，第一模拟绘图(线902)、第二模拟绘图(线904)和/或第三模拟绘图(线906)中的任何一个可以经由图1的路径接口126和/或图4的显示路径产生器406显示在图1的用户显示器106上。在图9的图形图示中，阻尼比率是2，并且因此，后转向车辆(例如，车辆102)到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)，而没有过冲所期望的路径(例如，0米的横向误差)。
[0115]
图10是描绘对于如在图9中的替代阻尼比率下变化的固有频率，横向误差对时间的图形图示1000。图10的图形图示1000包括示例性第一模拟绘图(线1002)、示例性第二模拟绘图(线1004)和示例性第三模拟绘图(线1006)。在图10的示例中，当用户选择包括1.0的阻尼比率和1.6的固有频率的积极性变量时，第三模拟绘图(线1002)表示后转向车辆(例如，车辆102)的横向误差对时间。另外，在图10的示例中，当用户选择包括1.0的阻尼比率和1.8的固有频率的积极性变量时，第二模拟绘图(线1004)表示后转向车辆(例如，车辆102)
的横向误差对时间。此外，在图10的示例中，当用户选择包括1.0的阻尼比率和1.9的固有频率的积极性变量时，第三模拟绘图(线1006)表示后转向车辆(例如，车辆102)的横向误差对时间。在图10中，0米的横向误差表示要获取的所期望的路径。在图10的示例中，第一模拟绘图(线1002)、第二模拟绘图(线1004)和第三模拟绘图(线1006)表示棉花采摘车辆(例如，车辆102)在其获取所期望的路径时的模拟。比第一模拟绘图(线1002)和第二模拟绘图(线1004)的路径。
[0116]
在示例性第一模拟绘图(线1002)中，后转向车辆(例如，车辆102)在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第一模拟绘图(线1002)图示了临界阻尼操作，并且在5秒左右到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。如在第一模拟绘图(线1002)中所图示，后转向车辆(例如，车辆102)过冲所期望的路径(例如，0米的横向误差)。在这样的示例中，过冲可能是可期望的，以将后转向车辆(例如，车辆102)定位在所期望的路径上(例如，将牵引杆或工具定位在所期望的路径上)。在示例性第二模拟绘图(线1004)中，后转向车辆(例如，车辆102)在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第二模拟绘图(线1004)图示了临界阻尼操作，并且比第一模拟绘图(线1002)更积极。举例来说，因为在第二模拟绘图(线1004)中选择的固有频率大于在第一模拟绘图(线1002)中选择的固有频率，所以后转向车辆(例如，车辆102)在其中行进以到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)的路径的斜率比第一模拟绘图(线1002)的斜率更陡。这样，在第二模拟绘图(线1004)中，车辆在大约4.5秒内到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。如在第二模拟绘图(线1004)中所图示，后转向车辆(例如，车辆102)过冲所期望的路径(例如，0米的横向误差)。在这样的示例中，过冲可能是可期望的，以将后转向车辆(例如，车辆102)定位在所期望的路径上(例如，将牵引杆或工具定位在所期望的路径上)。在示例性第三模拟绘图(线1006)中，后转向车辆(例如，车辆102)在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第三模拟绘图(线1006)图示了临界阻尼操作，并且比第一模拟绘图(线1002)和第二模拟绘图(线1004)更积极。举例来说，因为在第三模拟绘图(线1006)中选择的固有频率大于在第一模拟绘图(线1002)中选择的固有频率和在第二模拟绘图(线1004)中选择的固有频率，所以后转向车辆(例如，车辆102)在其中行进以到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)的路径的斜率比第一模拟绘图(线1002)和第二模拟绘图(线1004)的斜率更陡。这样，在第三模拟绘图(线1006)中，车辆在大约4秒内到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。如在第三模拟绘图(线1006)中所图示，后转向车辆(例如，车辆102)过冲所期望的路径(例如，0米的横向误差)。在这样的示例中，过冲可能是可期望的，以将后转向车辆(例如，车辆102)定位在所期望的路径上(例如，将牵引杆或工具定位在所期望的路径上)。
[0117]
在本文中公开的一些示例中，第一模拟绘图(线1002)、第二模拟绘图(线1004)和/或第三模拟绘图(线1006)中的任何一个可以经由图1的路径接口126和/或图4的显示路径产生器406显示在图1的用户显示器106上。在图10的图形图示中，阻尼比率是1.0，并且因此，后转向车辆(例如，车辆102)通过过冲所期望的路径(例如，0米的横向误差)到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。
[0118]
图11是描绘对于如在图9和图10中的替代阻尼比率下不同的固有频率，横向误差对时间的图形图示1100。图11的图形图示1100包括示例性第一模拟绘图(线1102)、示例性第二模拟绘图(线1104)和示例性第三模拟绘图(线1106)。在图11的示例中，当用户选择包
括0.7的阻尼比率和1.6的固有频率的积极性变量时，第三模拟绘图(线1102)表示后转向车辆(例如，车辆102)的横向误差对时间。另外，在图11的示例中，当用户选择包括0.7的阻尼比率和1.8的固有频率的积极性变量时，第二模拟绘图(线1104)表示后转向车辆(例如，车辆102)的横向误差对时间。此外，在图11的示例中，当用户选择包括0.7的阻尼比率和1.9的固有频率的积极性变量时，第三模拟绘图(线1106)表示后转向车辆(例如，车辆102)的横向误差对时间。在图11中，0米的横向误差表示要获取的所期望的路径。在图11的示例中，第一模拟绘图(线1102)、第二模拟绘图(线1104)和第三模拟绘图(线1106)表示棉花采摘车辆(例如，车辆102)在其获取所期望的路径时的模拟。
[0119]
在示例性第一模拟绘图(线1102)中，后转向车辆(例如，车辆102)在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第一模拟绘图(线1102)图示了欠阻尼操作，并且在4.5秒左右到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。如在第一模拟绘图(线1102)中所图示，后转向车辆(例如，车辆102)过冲所期望的路径(例如，0米的横向误差)。在这样的示例中，过冲可能是可期望的，以将后转向车辆(例如，车辆102)定位在所期望的路径上(例如，将牵引杆或工具定位在所期望的路径上)。在示例性第二模拟绘图(线1104)中，后转向车辆(例如，车辆102)在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第二模拟绘图(线1104)图示了欠阻尼操作，并且比第一模拟绘图(线1102)更积极。举例来说，因为在第二模拟绘图(线1104)中选择的固有频率大于在第一模拟绘图(线1102)中选择的固有频率，所以后转向车辆(例如，车辆102)在其中行进以到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)的路径的斜率比第一模拟绘图(线1102)的斜率更陡。这样，在第二模拟绘图(线1104)中，车辆在大约4秒内到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。如在第二模拟绘图(线1104)中所图示，后转向车辆(例如，车辆102)过冲所期望的路径(例如，0米的横向误差)。在这样的示例中，过冲可能是可期望的，以将后转向车辆(例如，车辆102)定位在所期望的路径上(例如，将牵引杆或工具定位在所期望的路径上)。在示例性第三模拟绘图(线1106)中，后转向车辆(例如，车辆102)在时间零处开始，其中横向误差为3.048米(例如，10英尺)。第三模拟绘图(线1106)图示了欠阻尼操作，并且比第一模拟绘图(线1102)和第二模拟绘图(线1104)更积极。举例来说，因为在第三模拟绘图(线1106)中选择的固有频率大于在第一模拟绘图(线1102)中选择的固有频率和在第二模拟绘图(线1104)中选择的固有频率，所以后转向车辆(例如，车辆102)在其中行进以到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)的路径的斜率比第一模拟绘图(线1102)和第二模拟绘图(线1104)的斜率更陡。这样，在第三模拟绘图(线1106)中，后转向车辆(例如，车辆102)在大约3.5秒内到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。如在第三模拟绘图(线1106)中所图示，后转向车辆(例如，车辆102)过冲所期望的路径(例如，0米的横向误差)。在这样的示例中，过冲可能是可期望的，以将后转向车辆(例如，车辆102)定位在所期望的路径上(例如，将牵引杆或工具定位在所期望的路径上)。如关于图11描述的过冲大子如关于图10描述的过冲。举例来说，因为在图11的示例中的阻尼比率小于在图10的示例中的阻尼比率，所以如关于图11描述的示例性过冲大于如关于图10描述的过冲。
[0120]
在本文中公开的一些示例中，第一模拟绘图(线1102)、第二模拟绘图(线1104)和/或第三模拟绘图(线1106)中的任何一个可以经由图1的路径接口126和/或图4的显示路径产生器406显示在图1的用户显示器106上。在图11的图形图示中，阻尼比率是0.7，并且因
此，后转向车辆(例如，车辆102)通过过冲所期望的路径(例如，0米的横向误差)到达所期望的路径(例如，0米的横向误差)。
[0121]
虽然在图4中图示了实施图1的车辆控制网络104a和/或车辆控制网络104b的示例性方式，但是在图4中所图示的元件、过程和/或装置中的一个或多个可以以任何其它方式组合、划分、重新布置、省略、消除和/或实施。此外，示例性设备传感器接口116、示例性gnss接收器118、示例性路径获取接口120、示例性控制器122、示例性转向控制接口124、示例性路径接口126、跟踪模式控制器128、示例性路径确定器402、示例性车轮角度确定器404、示例性显示路径产生器406和/或更一般地图1的示例性车辆控制网络104a和/或车辆控制网络104b可以由硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任何组合来实施。因此，举例来说，示例性设备传感器接口116、示例性gnss接收器118、示例性路径获取接口120、示例性控制器122、示例性转向控制接口124、示例性路径接口126、跟踪模式控制器128、示例性路径确定器402、示例性车轮角度确定器404、示例性显示路径产生器406和/或更一般地图1的示例性车辆控制网络104a和/或车辆控制网络104b中的任何一个可以由一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、(多个)可编程处理器、(多个)可编程控制器、(多个)图形处理单元(gpu)、(多个)数字信号处理器((dsp)、(多个)专用集成电路(asic)、(多个)可编程逻辑装置(pld)和/或(多个)现场可编程逻辑装置(fpld)来实施。当阅读本专利的设备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，示例性设备传感器接口116、示例性gnss接收器118、示例性路径获取接口120、示例性控制器122、前转向控制接口124、示例性路径接口126、跟踪模式控制器128、示例性路径确定器402、示例性车轮角度确定器404，和/或示例性显示路径产生器406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，例如，存储器、数字通用光盘(dvd)、压缩光盘(cd)、蓝光光盘等，包括软件和/或固件。更进一步地，图1的示例性车辆控制网络104a和/或车辆控制网络104b可以包括除了图4中所图示的元件、过程和/或装置之外或代替图4中所图示的元件、过程和/或装置的一个或多个元件、过程和/或装置，和/或可以包括任何或所有所图示的元件、过程和装置中的一个以上。如本文中所使用的，包括其变型的短语“通信”囊括直接通信和/或通过一个或多个中间部件间接通信，并且不需要直接物理(例如，有线)通信和/或持续通信，而是另外包括以周期性间隔、调度间隔、非周期性间隔和/或一次性事件的选择性通信。
[0122]
在图12到图15中示出了表示用于实施图1的车辆控制网络104a和/或车辆控制网络104b的示例性硬件逻辑、机器可读指令、硬件实施的状态机和/或其任何组合的流程图。机器可读指令可以是一个或多个可执行程序或可执行程序的一(多个)部分，以用于由计算机处理器(例如，下文结合图16讨论的示例性处理器平台1600中所示出的处理器1612)执行。程序可以实施在存储在非暂时性计算机可读存储介质(例如，cd-rom、软盘、硬盘驱动器、dvd、蓝光光盘或与处理器1612相关联的存储器)上的软件中，但是整个程序和/或其部分可以可替选地由除了处理器1612之外的装置执行和/或实施在固件或专用硬件中。此外，尽管参考图12到图15所图示的流程图描述了示例性程序，但是可替选地，可以使用实施图1的示例性车辆控制网络104a和/或车辆控制网络104b的许多其它方法。举例来说，可以改变块的执行顺序，和/或可以改变、消除或组合所描述的块中的一些。另外或可替选地，任何或所有块可以由被构造成在不执行软件或固件的情况下执行对应的操作的一个或多个硬件电路(例如，离散和/或集成模拟和/或数字电路、fpga、asic、比较器、运算放大器(op-amp)、
逻辑电路等)来实施。
[0123]
本文中所描述的机器可读指令可以以压缩格式、加密格式、分段格式、打包格式等中的一个或多个来存储。如本文中所描述的机器可读指令可以存储为可以被用于创建、制造和/或产生机器可执行指令的数据(例如，指令部分、代码、代码表示等)。举例来说，机器可读指令可以被分段并且存储在一个或多个存储装置和/或计算装置(例如，服务器)上。机器可读指令可能需要安装、修改、改编、更新、组合、补充、配置、解密、解压缩、解包、分发、重新分配等中的一个或多个，以便使它们可由计算装置和/或其它机器直接读取和/或执行。举例来说，机器可读指令可以存储在多个部分中，所述多个部分被单独压缩、加密并且存储在单独的计算装置上，其中所述部分在被解密、解压缩和组合时形成实施例如本文中描述的程序的程序的一组可执行指令。在另一示例中，机器可读指令可以以它们可以由计算机读取的状态存储，但是需要添加库(例如，动态链接库(dll)、软件开发工具包(sdk)、应用编程接口(api)等，以便在特定计算装置或其它装置上执行指令。在另一示例中，在机器可读指令和/或(多个)对应的程序可以整体或部分地执行之前，可能需要配置机器可读指令(例如，存储的设置、数据输入、记录的网络地址等)。因此，所公开的机器可读指令和/或(多个)对应的程序意在囊括这样的机器可读指令和/或(多个)程序，而不管机器可读指令和/或(多个)程序在被存储时或在以其它方式处于静止或传输中时的特定格式或状态。
[0124]
如上文所提及，图12到图15的示例性过程可以使用存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质上的可执行指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实施，所述非暂时性计算机和/或机器可读介质例如是硬盘驱动器、闪存存储器、只读存储器、压缩光盘、数字通用光盘、高速缓存、随机存取存储器和/或其中信息被存储任何持续时间(例如，延长的时间段、永久地、短暂的情况、临时缓冲和/或信息的高速缓存)的任何其它存储装置或存储光盘。如本文中所使用的，术语非暂时性计算机可读介质被明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储装置和/或存储光盘，并且排除传播信号和排除传输介质。
[0125]“包括”和“包含”(及其所有形式和时态)在本文中用作开放式术语。因此，每当权利要求采用作为前序或在任何种类的权利要求叙述内的任何形式的“包括”或“包含”(例如，包含(comprises)、包括(includes)、含有(comprising)、囊括(including)、具有等)，应理解，附加的元件、术语等可以在不落在对应权利要求或叙述的范围之外的情况下存在。如本文中所使用的，当短语“至少”在举例来说权利要求的前序中被用作过渡术语时，它以与术语“包含”和“包括”是开放式的相同的方式是开放式的。术语“和/或”当举例来说以例如a、b和/或c的形式使用时指代a、b、c的任何组合或子集，例如(1)单独的a、(2)单独的b、(3)单独的c、(4)a与b、(5)a与c、(6)b与c和(7)a与b并且与c。如本文中在描述结构、部件、物项、对象和/或事物的上下文中使用的，短语“a和b中的至少一个”意在指代包括(1)至少一个a、(2)至少一个b和(3)至少一个a和至少一个b中的任何一个的实施方案。类似地，如本文中在描述结构、部件、物项、对象和/或事物的上下文中使用的，短语“a或b中的至少一个”意在指代包括(1)至少一个a、(2)至少一个b和(3)至少一个a和至少一个b中的任何一个的实施方案。如本文中在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的性能或执行的上下文中使用的，短语“a和b中的至少一个”意在指代包括(1)至少一个a、(2)至少一个b和(3)至少一个a和至少一个b中的任何一个的实施方案。类似地，如本文中在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的性能或执行的上下文中使用的，短语“a或b中的至少一个”意在指代包括(1)至少一个a、
(2)至少一个b和(3)至少一个a和至少一个b中的任何一个的实施方案。
[0126]
图12是表示机器可读指令1200的流程图，机器可读指令1200可以被执行以实施图1的示例性车辆控制网络104a和/或示例性车辆控制网络104b，以控制前转向车辆(例如，图1的车辆102)的转向。在图12中所图示的示例性指令1200中，gnss接收器118监测前转向车辆(例如，图1的车辆102)的gnss信号(框1202)。举例来说，gnss接收器118监测表示gnss接收器118的位置的gnss信号。此外，路径确定器402确定车辆是否偏离所期望的路径大于(例如，多于)所期望的阈值距离(框1204)。响应于在框1204中执行的控制返回否，然后控制继续进行到框1220以进入跟踪模式。可替选地，响应于在框1204中执行的控制返回是，然后控制器122的示例性路径确定器402从gnss接收器118获得和/或以其它方式接收gnss信号(框1206)。在本文中公开的示例中，gnss信号包括表示gnss接收器118和所期望的路径之间的距离的横向误差指示。
[0127]
路径获取接口120然后获得阻尼比率(框1208)。举例来说，路径获取接口120与用户显示器106通信，以确定由用户提供和/或以其它方式设置的阻尼比率。另外，路径获取接口120获得固有频率(框1210)。举例来说，路径获取接口120与用户显示器106通信，以确定由用户提供和/或以其它方式设置的固有频率。
[0128]
作为响应，设备传感器接口116获得车辆传感器数据(框1212)。举例来说，设备传感器接口116可以获得指示车辆速度的数据和/或任何合适的车辆102传感器数据。响应于框1212的控制，控制器122确定车轮角度命令123(框1214)。在下文中结合图13更详细地解释了由控制器122执行的用以确定车轮角度命令123的控制。
[0129]
控制器122与转向控制接口124通信车轮角度命令123以操作前车轮114(框1216)。举例来说，转向控制接口124可操作以利用车轮角度命令123来将前车轮114转弯所确定的角度。另外，控制器122与路径接口126通信，以操作用户显示器106来传输和显示所投射路径(框1218)。举例来说，控制器122传输路径显示数据125(例如，传输路径投射数据、正在传输路径投射数据等)到用户显示器106。在本文中公开的示例中，这样的路径显示数据125包括用于在用户显示器106上显示车辆102的所投射路径的所确定的转向角度。作为响应，控制返回框1202以监测gnss信号，并相应地返回框1204以确定车辆102是否偏离所期望的路径大于阈值距离。
[0130]
如上文所提到，如果框1204的控制返回否，则控制继续进行到框1220，其中控制器122产生用以进入跟踪模式的信号(框1220)。举例来说，控制器122为跟踪模式控制器128产生指示进入跟踪模式的信号。作为响应，车辆控制网络104a和/或车辆控制网络104b确定是否纰续操作(框1222)。如果在框1222中执行的控制返回是(例如，车辆控制网络104a和/或车辆控制网络104b确定继续操作)，则控制继续进行到框1202。可替选地，如果在框1222中执行的控制返回否(例如，车辆控制网络104a和/或车辆控制网络104b确定不继续操作)，则控制停止。在本文中公开的示例中，在断电事件、关闭信号等期间，在框1222中执行的控制可以返回否(例如，车辆控制网络104a和/或车辆控制网络104b确定不继续操作)。
[0131]
图13是表示可以被执行以实施图1的示例性控制器122来确定用于前车轮114的车轮角度命令123的机器可读指令的流程图。在图13中，阻尼比率确定器403确定阻尼比率是否小于阻尼阈值(框1302)。举例来说，如果阻尼阈值是1.0，则如果阻尼比率是0.9、0.8、0.3等，则在框1302中执行的控制将返回是。如果在框1302中执行的控制返回是，则路径确定器
402使用第一求解方法确定在未来的时间间隔的所期望的路径解(框1304)。在本文中公开的示例中，第一求解方法可以是图5a中所图示的求解方法。如果在框1302中执行的控制返回否，则阻尼比率确定器403确定阻尼比率是否大于阻尼阈值(框1306)。举例来说，如果阻尼阈值是1.0，则如果阻尼比率是1.1、1.5、1.6等，则在框1306中执行的控制将返回是。如果在框1306中执行的控制返回是，则路径确定器402使用第二求解方法确定在未来的时间间隔的所期望的路径解(框1308)。在本文中公开的示例中，第二求解方法可以是图5c中所图示的求解方法。
[0132]
可替选地，如果在框1306中执行的控制返回否，则路径确定器402使用第三求解方法确定在未来的时间间隔的所期望的路径解(框1310)。在本文中公开的示例中，第三求解方法可以是图5b中所图示的求解方法。在框1304、框1308或框1310中执行的控制图示了路径确定器402执行等式1到等式3和/或等式9到等式11。
[0133]
作为响应，车轮角度确定器404确定路径速度矢量角度(框1312)。举例来说，车轮角度确定器404可以利用和/或以其它方式求解等式4来确定路径速度矢量角度。车轮角度确定器404然后确定前转向车辆(例如，车辆102)和路径速度矢量角度之间的角度(框1314)。举例来说，车轮角度确定器404可以利用和/或以其它方式求解等式5来确定前转向车辆(例如，车辆102)和路径速度矢量角度之间的角度。另外，车轮角度确定器404确定后桥转弯半径(框1316)。举例来说，车轮角度确定器404可以利用和/或以其它方式求解等式6来确定后桥转弯半径。此外，车轮角度确定器404确定前桥转弯半径(框1318)。举例来说，车轮角度确定器404可以利用和/或以其它方式求解等式7来确定前桥转弯半径。
[0134]
已经执行了框1312到框1318的控制，车轮角度确定器404确定转向角度(框1320)。举例来说，车轮角度确定器404可以利用和/或以其它方式求解等式8来确定转向角度。作为响应，路径确定器402将当前横向误差设置为等于针对时间间隔确定的横向误差(框1322)。在执行了框1322的控制之后，过程返回到图12的框1216。
[0135]
图14是表示机器可读指令1400的流程图，机器可读指令1400可以被执行以实施图1的示例性车辆控制网络104a和/或示例性车辆控制网络104b来控制后转向车辆(例如，图1的车辆102)的转向。在图14中所图示的示例性指令1400中，gnss接收器118监测后转向车辆(例如，车辆102)的gnss信号(框1402)。举例来说，gnss接收器118监测表示gnss接收器118的位置的gnss信号。此外，路径确定器402确定车辆是否偏离所期望的路径大于(例如，多于)所期望的阈值距离(框1404)。响应于在框1404中执行的控制返回否，然后控制继续进行到框1420以进入跟踪模式。可替选地，响应于在框1404中执行的控制返回是，控制器122的示例性路径确定器402从gnss接收器118获得和/或以其它方式接收gnss信号(框1406)。在本文中公开的示例中，gnss信号包括表示gnss接收器118和所期望的路径之间的距离的横向误差指示。
[0136]
路径获取接口120然后获得阻尼比率(框1408)。举例来说，路径获取接口120与用户显示器106通信，以确定由用户提供和/或以其它方式设置的阻尼比率。另外，路径获取接口120获得固有频率(框1410)。举例来说，路径获取接口120与用户显示器106通信，以确定由用户提供和/或以其它方式设置的固有频率。
[0137]
在图14中，作为响应，设备传感器接口116获得车辆传感器数据(框1412)。举例来说，设备传感器接口116可以获得指示车辆速度的数据和/或与后转向车辆(例如，车辆102)
相关的任何合适的传感器数据。响应于框1412的控制，控制器122确定车轮角度命令123(框1414)。在下文结合图15更详细地解释了由控制器122执行的用以确定车轮角度命令123的控制。
[0138]
在图14的示例中，控制器122与转向控制接口124通信车轮角度命令123以操作后车轮112(框1416)。举例来说，转向控制接口124可操作以利用车轮角度命令123来将后车轮112转弯(例如，成角度)所确定的角度。另外，控制器122与路径接口126通信，以操作用户显示器106来显示所投射路径(框1418)。举例来说，控制器122传输路径显示数据125(例如，传输路径投射数据、正在传输路径投射数据等)到用户显示器106。在本文中公开的示例中，这样的路径显示数据125包括用于在用户显示器106上显示后转向车辆(例如，车辆102)的所投射路径的所确定的转向角度。作为响应，控制返回框1402以监测gnss信号，并且相应地返回框1404以确定后转向车辆(例如，车辆102)是否偏离所期望的路径大于阈值距离。
[0139]
如上文所提到，如果框1404的控制返回否，则控制继续进行到框1420，其中控制器122产生用以进入跟踪模式的信号(框1420)。举例来说，控制器122为跟踪模式控制器128产生指示进入跟踪模式的信号。作为响应，车辆控制网络104a和/或车辆控制网络104b确定是否继续操作(框1422)。如果在框1422中执行的控制返回是(例如，车辆控制网络104a和/或车辆控制网络104b确定继续操作)，则控制继续进行到框1402。可替选地，如果在框1422中执行的控制返回否(例如，车辆控制网络104a和/或车辆控制网络104b确定不继续操作)，则控制停止。在本文中公开的示例中，在断电事件、关闭信号等期间，在框1422中执行的控制可以返回否(例如，车辆控制网络104a和/或车辆控制网络104b确定不继续操作)。
[0140]
图15是表示可以被执行以实施图1的示例性控制器122来确定用于后车轮112的车轮角度命令123的机器可读指令的流程图。在图15中，阻尼比率确定器403确定阻尼比率是否小于阻尼阈值(框1502)。举例来说，如果阻尼阈值是1.0，则如果阻尼比率是0.9、0.8、0.3等，则在框1502中执行的控制将返回是。如果在框1502中执行的控制返回是，则路径确定器402使用第一求解方法确定在未来的时间间隔的所期望的路径解(框1504)。在本文中公开的示例中，第一求解方法可以是图5a中所图示的求解方法。如果在框1502中执行的控制返回否，则阻尼比率确定器403确定阻尼比率是否大于阻尼阈值(框1506)。举例来说，如果阻尼阈值是1.0，则如果阻尼比率是1.1、1.5、1.6等，则在框1506中执行的控制将返回是。如果在框1506中执行的控制返回是，则路径确定器402使用第二求解方法确定在未来的时间间隔的所期望的路径解(框1508)。在本文中公开的示例中，第二求解方法可以是图5c中所图示的求解方法。
[0141]
可替选地，如果在框1506中执行的控制返回否，则路径确定器402使用第三求解方法确定在未来的时间间隔的所期望的路径解(框1510)。在本文中公开的示例中，第三求解方法可以是图5b中所图示的求解方法。在框1504、框1508或框1510中执行的控制图示了路径确定器402执行等式1到等式3和/或等式9到等式11。
[0142]
作为响应，车轮角度确定器404确定路径速度矢量角度(框1512)。举例来说，车轮角度确定器404可以利用和/或以其它方式求解等式12来确定路径速度矢量角度。车轮角度确定器404然后确定后转向车辆(例如，车辆102)和路径速度矢量角度之间的角度(框1514)。举例来说，车轮角度确定器404可以利用和/或以其它方式求解等式13来确定后转向车辆(例如，车辆102)和路径速度矢量角度之间的角度。另外，车轮角度确定器404确定gnss
接收器转弯半径(框1516)。举例来说，车轮角度确定器404可以利用和/或以其它方式求解等式14来确定gnss接收器转弯半径。此外，车轮角度确定器404确定前桥转弯半径(框1518)。举例来说，车轮角度确定器404可以利用和/或以其它方式求解等式15来确定前车轮轮轴转弯半径。
[0143]
已经执行了框1512到框1518的控制，车轮角度确定器404确定后车轮转向角度(框1520)。举例来说，车轮角度确定器404可以利用和/或以其它方式求解等式16来确定后车轮转向角度。作为响应，路径确定器402将当前横向误差设置为等于针对时间间隔确定的横向误差(框1522)。在执行了框1522的控制之后，过程返回到图14的框1416。
[0144]
图16是被构造成执行图12到图15的指令以实施图1的车辆控制网络104a和/或车辆控制网络104b来控制前转向车辆和/或后转向车辆的示例性处理平台的框图。处理器平台1600可以是举例来说服务器、个人计算机、位于车辆中的控制器、工作站、自学习机器(例如，神经网络)、移动装置(例如，蜂窝电话、智能电话、例如ipad
tm
的平板电脑)、个人数字助理(pda)、因特网工具或任何其它类型的计算装置。
[0145]
所图示示例的处理器平台1600包括处理器1612。所图示示例的处理器1612是硬件。举例来说，处理器1612可以由来自任何所期望的家族或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器、gpu、dsp或控制器来实施。硬件处理器可以是基于半导体的(例如，基于硅的)装置。在这个示例中，处理器实施示例性设备传感器接口116、示例性gnss接收器118、示例性路径获取接口120、示例性控制器122、示例性转向控制接口124、示例性路径接口126、跟踪模式控制器128、示例性路径确定器402、示例性车轮角度确定器404、示例性显示路径产生器406和/或更一般地图1的示例性车辆控制网络104a和/或示例性车辆控制网络104b。
[0146]
所图示示例的处理器1612包括本地存储器1213(例如，高速缓存)。所图示示例的处理器1612经由总线1618与包括易失性存储器1614和非易失性存储器1616的主存储器通信。易失性存储器1614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)、动态随机存取存储器和/或任何其它类型的随机存取存储器装置来实施。非易失性存储器1616可以由闪存存储器和/或任何其它所期望的类型的存储装置来实施。对主存储器1614、1616的访问由存储器控制器控制。
[0147]
所图示示例的处理器平台1600还包括接口电路1620。接口电路1620可以由任何类型的接口标准来实施，例如，以太网接口、通用串行总线(usb)、接口、近场通信(nfc)接口和/或pci高速接口。
[0148]
在所图示示例中，一个或多个输入装置1622连接到接口电路1620。(多个)输入装置1622准许用户将数据和/或命令键入到处理器1612中。(多个)输入装置可以由举例来说音频传感器、麦克风、相机(静态或视频)、键盘、按钮、鼠标、触摸屏幕、跟踪板、轨迹球、等点和/或语音辨识系统来实施。
[0149]
一个或多个输出装置1624也连接到所图示示例的接口电路1620。输出装置1624可以举例来说由显示装置(例如，发光二极管(led)、有机发光二极管(oled)、液晶显示器(lcd)、阴极射线管显示器(crt)、就地切换(ips)显示器、触摸屏幕等)、触觉输出装置、打印机和/或扬声器米实施。因此，所图示示例的接口电路1620通常包括图形驱动器卡、图形驱
动器芯片和/或图形驱动器处理器。
[0150]
所图示示例的接口电路1620还包括通信装置，例如，发射器、接收器、收发器、调制解调器、住宅网关、无线接入点和/或网络接口，以促进经由网络1626与外部机器(例如，任何种类的计算装置)交换数据。通信可以举例来说是经由以太网连接、数字用户线路(dsl)连接、电话线连接、同轴电缆系统、卫星系统、现场线路无线系统、蜂窝电话系统等。
[0151]
所图示示例的处理器平台1600还包括用于存储软件和/或数据的一个或多个大容量存储装置1628。这样的大容量存储装置1628的示例包括软盘驱动器、硬盘驱动器、压缩光盘驱动器、蓝光光盘驱动器、独立磁盘冗余阵列(raid)系统和数字通用光盘(dvd)驱动器。
[0152]
图12到图15的机器可执行指令1632可以存储在大容量存储装置1628中、易失性存储器1614中、非易失性存储器1616中和/或可移除非暂时性计算机可读存储介质(例如，cd或dvd)上。
[0153]
依据前文，将了解，已经公开了在车辆获取引导线时确定要遵循的路径的示例性方法、设备和制造物品。所公开的方法、设备和制造物品通过确定促使车辆的gnss接收器实时获取路径所需要的车轮角度命令来改进使用计算装置的效率。所公开的方法、设备和制造物品通过至少考虑由于环境条件而可能发生的任何滑动并且减少在获取所期望的路径时被用于控制车辆的存储器和逻辑来改进使用计算装置的效率。因此，所公开的方法、设备和制造物品是针对计算机的功能中的一个或多个改进。
[0154]
本文中公开了用以控制车辆转向的示例性方法、设备、系统和制造物品。进一步的示例及其组合包括以下方面：
[0155]
示例1包括一种用以控制车辆转向的设备，所述设备包含：路径获取接口，所述路径获取接口被配置成经由用户接口获得采样间隔；和控制器，所述控制器被配置成在获取模式期间：基于包括与所述车辆的前车轮的转弯半径相关联的距离的三角函数而确定所述车辆的车轮的转向角度；和利用所述转向角度促使全球导航卫星系统(gnss)接收器从第一位置行进到第二位置，所述gnss接收器在第一采样时间位于所述第一位置处并且在第二采样时间位于所述第二位置处，所述第一采样时间和所述第二采样时间相差所述采样间隔。
[0156]
示例2包括示例1的设备，其中，所述车轮是所述前车轮，所述三角函数是反正弦运算，所述距离是第一距离，所述转弯半径是第一转弯半径，并且所述第一距离基于与所述车辆的后车轮的第二转弯半径相关联的第二距离以及所述前车轮和所述后车轮之间的第三距离。
[0157]
示例3包括示例1的设备，其中，所述距离是第一距离，并且其中，所述控制器被配置成基于包括所述车辆的前车轮和后车轮之间的第二距离除以所述第一距离的反正弦运算而确定所述转向角度。
[0158]
示例4包括示例1的设备，其中，所述gnss接收器定位在所述车辆的后车轮和所述前车轮之间。
[0159]
示例5包括示例1的设备，其中，所述车轮是后车轮，所述三角函数为反正切运算，所述距离是第一距离，所述转弯半径是第一转弯半径，并且所述第一距离基于与所述gnss接收器的第二转弯半径相关联的第二距离以及所述gnss接收器和所述前车轮之间的第三距离。
[0160]
示例6包括示例1的设备，其中，所述车轮是后车轮，所述距离是第一距离，并且所
述控制器被配置成基于包括所述第一距离除以所述前车轮和所述后车轮之间的第二距离的反正切运算而确定所述车辆的后车轮的转向角度。
[0161]
示例7包括示例1的设备，其中，所述转向角度偏移与一范围的一半相关联的恒定值，所述范围与所述转向角度相关联。
[0162]
示例8包括示例1的设备，其中，所述gnss接收器定位在所述车辆的后车轮和所述前车轮之间。
[0163]
示例9包括示例1的设备，其中，所述路径获取接口进一步获得阻尼比率和固有频率。
[0164]
示例10包括示例1的设备，其中，所述第一位置是所述gnss接收器的地理位置。
[0165]
示例11包括示例1的设备，其中，所述控制器被配置成在不使用控制器增益的情况下确定所述转向角度。
[0166]
示例12包括示例1的设备，其中，所述控制器进一步包括显示路径产生器，所述显示路径产生器被配置成将路径投射数据传输到所述车辆中的用户显示器。
[0167]
示例13包括一种包含指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在被执行时促使一个或多个处理器至少：经由用户接口获得采样间隔；当在获取模式中操作时，基于包括与车辆的前车轮的转弯半径相关联的距离的三角函数而确定所述车辆的车轮的转向角度；和利用所述转向角度促使全球导航卫星系统(gnss)接收器从第一位置行进到第二位置，所述gnss接收器在第一采样时间位于所述第一位置处并且在第二采样时间位于所述第二位置处，所述第一采样时间和所述第二采样时间相差所述采样间隔。
[0168]
示例14包括示例13的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述车轮是所述前车轮，所述三角函数是反正弦运算，所述距离是第一距离，所述转弯半径是第一转弯半径，并且所述第一距离基于与所述车辆的后车轮的第二转弯半径相关联的第二距离以及所述前车轮和所述后车轮之间的第三距离。
[0169]
示例15包括示例13的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述距离是第一距离，并且其中，所述指令促使所述一个或多个处理器基于包括所述车辆的前车轮和后车轮之间的第二距离除以所述第一距离的反正弦运算而确定所述转向角度。
[0170]
示例16包括示例13的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述gnss接收器定位在所述车辆的后车轮和所述前车轮之间。
[0171]
示例17包括示例13的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述车轮是后车轮，所述三角函数为反正切运算，所述距离是第一距离，所述转弯半径是第一转弯半径，并且所述第一距离基于与所述gnss接收器的第二转弯半径相关联的第二距离以及所述gnss接收器和所述前车轮之间的第三距离。
[0172]
示例18包括示例13的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述车轮是后车轮，所述距离是第一距离，并且所述指令促使所述一个或多个处理器基于包括所述第一距离除以所述前车轮和所述后车轮之间的第二距离的反正切运算而确定所述车辆的后车轮的转向角度。
[0173]
示例19包括示例13的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述转向角度偏移与一范围的一半相关联的恒定值，所述范围与所述转向角度相关联。
[0174]
示例20包括示例13的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述gnss接收器定位
在所述车辆的前车轮的前方。
[0175]
示例21包括示例13的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述指令促使所述一个或多个处理器获得阻尼比率和固有频率。
[0176]
示例22包括示例13的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述第一位置是所述gnss接收器的地理位置。
[0177]
示例23包括示例13的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述指令促使所述一个或多个处理器在不使用控制器增益的情况下确定所述转向角度。
[0178]
示例24包括示例13的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述指令促使所述一个或多个处理器将路径投射数据传输到所述车辆中的用户显示器。
[0179]
示例25包括一种用以控制车辆转向的方法，所述方法包括：经由用户接口获得采样间隔；当在获取模式中操作时，基于包括与所述车辆的前车轮的转弯半径相关联的距离的三角函数而确定所述车辆的车轮的转向角度；和利用所述转向角度促使全球导航卫星系统(gnss)接收器从第一位置行进到第二位置，所述gnss接收器在第一采样时间位于所述第一位置处并且在第二采样时间位于所述第二位置处，所述第一采样时间和所述第二采样时间相差所述采样间隔。
[0180]
示例26包括示例25的方法，其中，所述车轮是所述前车轮，所述三角函数是反正弦运算，所述距离是第一距离，所述转弯半径是第一转弯半径，并且所述第一距离基于与所述车辆的后车轮的第二转弯半径相关联的第二距离以及所述前车轮和所述后车轮之间的第三距离。
[0181]
示例27包括示例25的方法，其中，所述距离是第一距离，并且所述方法进一步包括：基于包括所述车辆的前车轮和后车轮之间的第二距离除以所述第一距离的反正弦运算而确定所述转向角度。
[0182]
示例28包括示例25的方法，其中，所述gnss接收器定位在所述车辆的后车轮和所述前车轮之间。
[0183]
示例29包括示例25的方法，其中，所述车轮是后车轮，所述三角函数为反正切运算，所述距离是第一距离，所述转弯半径是第一转弯半径，并且所述第一距离基于与所述gnss接收器的第二转弯半径相关联的第二距离以及所述gnss接收器和所述前车轮之间的第三距离。
[0184]
示例30包括示例25的方法，其中，所述车轮是后车轮，所述距离是第一距离，并且所述方法进一步包括：基于包括所述第一距离除以所述前车轮和所述后车轮之间的第二距离的反正切运算而确定所述车辆的后车轮的转向角度。
[0185]
示例31包括示例25的方法，其中，所述转向角度偏移与一范围的一半相关联的恒定值，所述范围与所述转向角度相关联。
[0186]
示例32包括示例25的方法，其中，所述gnss接收器定位在所述车辆的前车轮的前方。
[0187]
实施例33包括示例25的方法，进一步包括：获得阻尼比率和固有频率。
[0188]
示例34包括示例25的方法，其中，所述第一位置是所述gnss接收器的地理位置。
[0189]
示例35包括示例25的方法，进一步包括：在不使用控制器增益的情况下确定所述转向角度。
[0190]
示例36包括示例25的方法，进一步包括：将路径投射数据传输到所述车辆中的用户显示器。
[0191]
尽管本文中已经公开了特定示例性方法、设备和制造物品，但是本专利的覆盖范围并不限于此。相反，本专利覆盖了完全落入本专利的权利要求书范围内的所有方法、设备和制造物品。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除