本发明涉及汽车控制，具体而言，涉及一种适用于制动式转向履带车的路径跟踪控制方法及系统。
背景技术：
1、履带车辆以其卓越的通过性能、高度的安全性及强大的火力支持，在军事演习、实战以及各类特殊任务中发挥着不可替代的作用，随着现代军事技术的飞速发展，信息化、无人化及智能化需求的不断提升，对履带车辆平台的控制技术，尤其是多地域行军中的路径跟踪控制技术，提出了更为严苛的要求。
2、中国专利cn117406718a公开了一种适用于制动式转向履带车的路径跟踪控制方法及系统，该方法通过建立制动式转向履带车的运动学模型，结合转弯半径与pwm占空比的关系式，实现了对预设路径的精准跟踪控制，显著提升了履带车在田间作业等场景下的操作安全性和作业效率。然而，在复杂多变的山区作业环境中，山区路面因自然因素如雨水天气等的影响，极易出现路面塌陷，形成深度较深或宽度较宽的路坑。这些路坑对履带车辆的通行能力构成了直接挑战，当前技术方案在路径跟踪控制过程中，缺乏对路面路坑深度及宽度的实时探测能力，因此无法准确评估履带车是否具备安全通过特定路坑的条件。这一不足可能导致履带车在特殊路面环境下行驶时发生意外情况，进而影响任务的顺利完成和车辆本身的安全性。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决上述背景技术中提出的问题，继而提出了种适用于制动式转向履带车的路径跟踪控制方法及系统。
2、本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
3、一种适用于制动式转向履带车的路径跟踪控制方法，包括以下步骤：
4、s1、履带车运动学模型建立；
5、s2、履带车行进基态函数模型构建；
6、s3、更新履带车行进基态函数模型；
7、s4、路面异常锁定与判断；
8、s5、路坑数据模型建立；
9、s6、履带车行径路径规划。
10、进一步的，所述步骤s1的具体步骤如下，利用北斗定位系统，基于履带车所在山区的地形路面，确定履带车期望行进路径，同时根据北斗定位系统建立履带车运动学模型。
11、进一步的，所述步骤s2的具体步骤如下，根据履带车运动学模型确定履带车行进过程中的体态量以及控制量，并构建履带车行进基态函数模型，其中体态量包括履带车履带底盘与履带车车身之间的高度差、控制量包括履带和在山区路面期望行进路径的行进速度。
12、进一步的，在步骤s1和步骤s2中，根据履带车辆平台的位姿建立世界坐标系下的履带车运动学模型；对世界坐标系下的履带车运动学模型进行简化，确定连续非线性模型；对连续非线性模型进行离散化处理。
13、进一步的，所述步骤s3的具体步骤如下，通过履带车车头设置的三维立体相机实时拍摄履带车行进过程中的路面状况，并上传至履带车运动学模型对履带车行进基态函数模型，同时对履带车行进基态函数模型进行实时更新。
14、进一步的，所述步骤s4的具体步骤如下，基于三维立体相机拍摄的履带车行进过程中车辆前端路面的图像模型，并与履带车行进基态函数模型进行对比，通过三维立体相机拍摄的数据与履带车行进基态函数模型数据进行对比，对比的数据大于履带车行进基态函数模型中数据的路面数据的波动范围，履带车控制系统自动控制履带车停止，并通过三维立体相机锁紧路面路坑的位置；所述履带车的体态量通过控制液压缸来调节履带车车底板自带的履带车车身位移量，液压缸通过导线与履带车驾驶室内部的plc控制器电性连接。
15、进一步的，所述步骤s5的具体步骤如下，基于履带车运动学模型，以及设置在履带车前端的三维激光雷达，通过履带车前端后期加装的液压伸缩杆，驱动三维激光雷达和三维立体相机移动至路坑的上方，对路坑的进行拍摄，建立路坑数据模型，其中路坑数据模型包括通过三维立体相机勘测的路坑深度、路坑宽度以及路坑长度，以及通过三维激光雷达勘测的路坑四周土层结构。
16、进一步的，在步骤s3和步骤s5中，所述的三维立体相机与三维激光雷达均通过安装支架和液压杆安装在履带车车头前端的顶盖上。
17、进一步的，所述步骤s6的具体步骤如下：
18、s61、基于三维立体相机勘测的路坑深度、路坑宽度以及路坑长度，并通过履带车行进基态函数模型确定履带车行驶过路坑的体态量和控制量，即根据路坑数据模型对履带车履带底盘与履带车车身之间的高度差进行调节，同时根据路坑数据模型对履带车的行进速度进行控制；
19、s62、基于三维激光雷达勘测的路坑四周土层结构，确定路坑四周土层的受力情况，并根据履带车自身的重量，规划出履带车通过的路坑路径，确保履带车行进过程中路坑不会出现二次坍塌；
20、s63、基于三维立体相机勘测的路坑深度、路坑宽度以及路坑长度，以及基于三维激光雷达勘测的路坑四周土层结构，勘测出路坑的深度、路坑的宽度以及路坑的长度数据超过履带车运动学模型的数据，此时控制履带车变化其他行进路径，规避该路面路坑，规划绕过该路坑的行进路径。
21、一种适用于制动式转向履带车的路径跟踪控制系统，包括：
22、构建模块，其用于对履带车运动学模型、履带车行进基态函数模型以及路坑数据模型进行构建；
23、对比模块，其用于通过三维立体相机和三维激光雷达勘测的路坑实际数据与履带车运动学模型和履带车行进基态函数模型进行对比；
24、分析模块，将对比数据进行分析；
25、路径确定模块，其用于确定履带车行进路坑的体态量和控制量；
26、控制模块，其包括设置在履带车驾驶室内部的plc控制器；
27、所述构建模块主要包括以下单元：
28、履带车运动学模型建立单元，用于根据履带车辆平台的位姿建立世界坐标系下的履带车运动学模型；
29、履带车运动学模型简化单元，用于对世界坐标系下的履带车运动学模型进行简化，确定连续非线性模型；
30、履带车运动学模型离散化单元，用于对连续非线性模型进行离散化处理。
31、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过创新性地结合三维立体相机和三维激光雷达，对山区路面中的路坑进行有预见性的模型构建，并与履带车运动学模型和基态函数模型进行对比，实现了对履带车行进安全性和平稳性的双重保障。同时，该方法还能勘测路坑四周的体层结构，预防路坑二次坍塌，进一步提升了履带车穿越路坑的平稳性和安全性。
1.一种适用于制动式转向履带车的路径跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的适用于制动式转向履带车的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述步骤s1的具体步骤如下，利用北斗定位系统，基于履带车所在山区的地形路面，确定履带车期望行进路径，同时根据北斗定位系统建立履带车运动学模型。
3.根据权利要求2所述的适用于制动式转向履带车的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述步骤s2的具体步骤如下，根据履带车运动学模型确定履带车行进过程中的体态量以及控制量，并构建履带车行进基态函数模型，其中体态量包括履带车履带底盘与履带车车身之间的高度差、控制量包括履带和在山区路面期望行进路径的行进速度。
4.根据权利要求3所述的适用于制动式转向履带车的路径跟踪控制方法，其特征在于，在步骤s1和步骤s2中，根据履带车辆平台的位姿建立世界坐标系下的履带车运动学模型；对世界坐标系下的履带车运动学模型进行简化，确定连续非线性模型；对连续非线性模型进行离散化处理。
5.根据权利要求4所述的适用于制动式转向履带车的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述步骤s3的具体步骤如下，通过履带车车头设置的三维立体相机实时拍摄履带车行进过程中的路面状况，并上传至履带车运动学模型对履带车行进基态函数模型，同时对履带车行进基态函数模型进行实时更新。
6.根据权利要求5所述的适用于制动式转向履带车的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述步骤s4的具体步骤如下，基于三维立体相机拍摄的履带车行进过程中车辆前端路面的图像模型，并与履带车行进基态函数模型进行对比，通过三维立体相机拍摄的数据与履带车行进基态函数模型数据进行对比，对比的数据大于履带车行进基态函数模型中数据的路面数据的波动范围，履带车控制系统自动控制履带车停止，并通过三维立体相机锁紧路面路坑的位置；所述履带车的体态量通过控制液压缸来调节履带车车底板自带的履带车车身位移量，液压缸通过导线与履带车驾驶室内部的plc控制器电性连接。
7.根据权利要求6所述的适用于制动式转向履带车的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述步骤s5的具体步骤如下，基于履带车运动学模型，以及设置在履带车前端的三维激光雷达，通过履带车前端后期加装的液压伸缩杆，驱动三维激光雷达和三维立体相机移动至路坑的上方，对路坑的进行拍摄，建立路坑数据模型，其中路坑数据模型包括通过三维立体相机勘测的路坑深度、路坑宽度以及路坑长度，以及通过三维激光雷达勘测的路坑四周土层结构。
8.根据权利要求7所述的适用于制动式转向履带车的路径跟踪控制方法，其特征在于，在步骤s3和步骤s5中，所述的三维立体相机与三维激光雷达均通过安装支架和液压杆安装在履带车车头前端的顶盖上。
9.根据权利要求8所述的适用于制动式转向履带车的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述步骤s6的具体步骤如下：
10.一种适用于制动式转向履带车的路径跟踪控制系统，其特征在于，包括：
