泊车机器人整车控制策略
泊车机器人完成智能车库泊车任务时主要包括：全向运动控制、视觉巡线导航、二维码定位、前机器人启动前自检操作等任务。运动控制算法对于泊车机器人性能有着决定性影响，依据泊车机器人的机械结构特点以及室内停车场的具体应用场景进行控制算法设计。
PID算法概述
泊车机器人全向运动过程中驱动轮组偏转角度作为基础的运动控制指标，角度传感器实时检测当前轮组角度信息与轮组期望角度比较后得到轮组角度偏差，通过PID角度控制器对偏差角度进行校正；视觉巡线导航过程中驱动视觉传感器捕获信号线图像信息进行图像处理后得到机器人相对于信号线的位姿信息，与期望角度和横移距离比较后通过角度PID控制器进行校正调节使得泊车机器人沿着信号线稳定直行。控制系统输入值r(t)与反馈环节传感器采集的上一时刻实际输出值y(t)比较后的差值作为当前时刻的系统偏差，通过PID角度控制器对偏差校正后作用于被控对象实现系统调节，PID闭环控制系统的基本原理如图4所示：
PID控制器由比例、微分、积分单元组成，通过整定PID参数使得控制系统能够稳定、快速、准确的响应。比例环节对系统产生的偏差进行调节，比例系数越大系统调节作用越强，由于系统稳态误差的存在会导致系统振荡现象产生；积分环节通过对误差进行累计运算进而消除系统静态误差，会造成系统响应速度降低和超调量增加的情况；微分环节根据偏差的变化趋势进行控制，使得系统超调量减小以及振荡现象消失，缩短系统调节过程使得系统趋于稳定，PID控制系统的一般控制规律：
泊车机器人全向运动控制策略
泊车机器人全向运动包括：直行、横移、驱动轮组调整、驱动轮组恢复、原地旋转等运动，通过对单个动作的有序组合可以实现泊车机器人全向运动控制，单个动作的稳定性和运行精度对泊车机器人整车运动控制有着重要影响。泊车机器人直行过程中多路直流无刷电机协同控制是关键，驱动板通过MODBUS通信协议的功能码0X06(写单个寄存器)向广播地址中写入直流无刷电机转量，八台电机驱动器同时接收到运动控制指令并执行主机任务请求实现机器人直行操作。主机通过广播地址下发信息帧从机设备可同时接收到信息，从而解决了多路电机启动不同步带来的控制难题满足系统实时性要求，泊车机器人横向移动控制流程如图所示：
泊车机器人横向移动首先由驱动轮组旋转90°后通过角度传感器判定旋转到过固定位置后开始直行运动构成，根据驱动轮组原地旋转半径计算出旋转四分之一圆周对应的弧长作为驱动轮组的转动量，利用位置控制模式操作驱动轮组进行原地旋转运动。当驱动轮组角度在080°时旋转速度较快，8090°旋转速度较慢，旋转到设定转动量后通过角度传感器检测轮组当前角度信息判断驱动轮组是否到达目标角度位置，由于驱动轮组打滑、空转等现象造成轮组旋转角度超过或不足设定角度时通过PID角度控制器进行轮组角度纠偏，接着机器人进行直行运动从而实现泊车机器人横向移动。
泊车机器人视觉巡线导航策略
泊车机器人结合视觉巡线导航算法协同控制驱动轮组实现机器人车身偏转角度以及横移距离的消除。整车运动控制相当于二自由度控制，驱动轮组相对于机器人车身的偏转角度是运动控制的基础需优先进行角度调整，采用角度PID控制器输出PWM实现驱动轮组角度校正。泊车机器人相对于信号线的偏转角度是另一个自由度，采用车身前向驱动轮组进行角度校正后向驱动轮组驱动的控制方式进行机器人车身角度纠偏控制，其中机器人车身的偏转角度与横移距离紧密相关，进行角度纠偏的同时也会消除横移距离，因此通过测试设定合适的横移距离阈值防止泊车机器人出现脱轨的现象。最后进行泊车机器人车身横移距离消除，机器人移动过程中会出现横移偏差距离的累积，此时经过机器人对车身偏转角度的纠正后，此时机器人车身偏转角度在阈值范围内但仍然存在横移距离，通过调整全向驱动轮组旋转固定小角度后移动一段距离迅速消除机器人累积的横移距离偏差。
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