Laboratoire Stanley — direction à partir de l'écart transversal et de cap de l'essieu avant

Vérifier le sens de direction des deux côtés

Exécutez Droite · décalage de 1 m et enregistrez A. Récupération depuis la droite utilise un décalage latéral négatif et inverse le sens de direction initial. Le contrôle de décalage initial place l'essieu arrière. Changer le cap change aussi le déplacement latéral de l'essieu avant ; examinez Cap initial 30° pour voir la différence.

Stanley évalue le déplacement à l'essieu avant. Le segment d'essieu va de l'arrière à l'avant, la ligne pointillée relie le point avant à sa projection la plus proche sur la trajectoire, et le vert marque la tangente de la trajectoire à cet endroit. Au-delà d'un point terminal, le déplacement inclut aussi l'excès longitudinal ; le CTE signé n'utilise que la composante normale. Les historiques d'erreur montrent la référence avant en vert et la référence arrière en bleu (A utilise des tirets orange).

La demande de direction est la somme de deux corrections

Une direction positive tourne à gauche ; un CTE positif est à gauche de la trajectoire dirigée. Étant donné la position arrière (x,y), le cap ψ et l'empattement L, la position avant est (x+L cosψ, y+L sinψ). Projetez-la sur le segment le plus proche de la polyligne ouverte. Soit ψp sa tangente et ef le déplacement signé normal-gauche.

La demande est δ = wrap(ψp−ψ) − atan(k ef / (v+vs)). Le gain k a pour unités 1/s, la vitesse actuelle v et la vitesse d'adoucissement vs ont pour unités m/s. Lorsqu'à gauche de la trajectoire avec un cap aligné, ef>0 donne une direction à droite. Avec l'essieu avant sur la trajectoire mais le corps orienté à gauche, le terme de cap dirige aussi vers la droite.

La vitesse d'adoucissement positive est une extension pédagogique explicite de l'équation de base de l'article ; elle évite la division par zéro et est ici contrainte à au moins 0,1 m/s. Une vitesse plus rapide affaiblit la correction pour la même erreur latérale. Un gain élevé la renforce, mais le contrôle échantillonné et les limites de variation de direction signifient qu'un gain plus élevé n'améliore pas nécessairement le suivi.

Lisez, mettez en pause et avancez pas à pas pour lire cap + correction transversale = demandé → direction appliquée. La somme demandée est distincte des contraintes de l'actionneur. Limite de direction serrée démontre une direction insuffisante sur une courbe serrée ; les exécutions incomplètes restent des résultats visibles.

Véhicule partagé et métriques de comparaison

Le modèle est le même véhicule bicycle cinématique à essieu arrière, avant uniquement, utilisé par PP/APP/RPP. Les intervalles sont de 0,05 s sur au plus 30 s. Les limites sont 8 m/s, ±2 m/s² et 0,8 rad/s de variation de direction, avec une amplitude de direction par défaut de ±0,6 rad. Une vitesse désirée constante utilise a=2(désiré−réel), limité par le modèle. Chaque intervalle maintient la direction et intègre un mouvement courbe. Aucun glissement de pneu, bruit de capteur, obstacle ou compensation de délai n'est modélisé.

Le CTE, l'erreur de cap et le RMS du tableau numérique partagé utilisent l'essieu arrière. Distinguez-les des grandeurs à l'essieu avant utilisées par Stanley. Les graphiques d'erreur de cap montrent le lacet du corps moins la tangente de la trajectoire ; la correction de cap a le signe opposé. Le RMS utilise une intégration temporelle trapézoïdale des échantillons au carré divisée par le temps écoulé.

Le passage au point terminal exige que la longueur d'arc restante et la distance au point terminal de l'essieu arrière soient toutes deux ≤0,25 m, plus une erreur de cap à la tangente finale ≤0,15 rad. Ce n'est pas un arrêt ou un stationnement. Une distance de trajectoire supérieure à 10 m termine comme hors trajectoire ; 30 s termine comme limite de temps. Sur les courbes, l'essieu arrière peut couper à l'intérieur même lorsque l'avant suit, de sorte que la règle partagée de point terminal à l'essieu arrière peut rester non satisfaite. Le temps de passage incomplet est « — ». Ne classez pas les durées ou états d'achèvement différents par le RMS seul.

Séquence suggérée

1. Comparer les décalages initiaux gauche et droite et examiner les signes de direction.
2. Changer le cap initial et distinguer l'erreur latérale avant de l'arrière.
3. Changer le gain et la vitesse séparément et comparer l'amplitude et l'historique de direction.
4. Utiliser la courbe serrée et une direction restreinte pour lire séparément le suivi avant, les métriques arrière et l'achèvement.

L'exécution se fait dans le navigateur, avec lecture, A/B, réinitialisation, partage et téléchargement JSON. Le temps de calcul décrit cette implémentation navigateur, non le temps de contrôle d'un véhicule réel. Le délai de direction, le taux de lacet et la compensation de pneu du véhicule Stanley complet sont hors de cet exercice.

Références et laboratoires liés

• Thrun et al., Stanley, §9.2 et Éq. 7
• Laboratoire PP
• Laboratoire RPP
• Source et notes de modèle