using System;
using MultiWheelC.StateEstimation;
using MultiWheelC.Trajectory;
namespace MultiWheelC.Control.Abstractions
{
///
/// 保存一次轨迹跟踪控制周期使用的车辆状态、轨迹投影和真实时间间隔。
///
public readonly struct PathTrackingContext
{
///
/// 创建横向和纵向控制器共享的只读控制输入快照。
///
public PathTrackingContext(
VehicleState vehicleState,
TrajectoryProjection projection,
double referenceSpeedMetersPerSecond,
double deltaTimeSeconds)
{
EnsureFinite(
referenceSpeedMetersPerSecond,
nameof(referenceSpeedMetersPerSecond));
EnsureFinitePositive(
deltaTimeSeconds,
nameof(deltaTimeSeconds));
VehicleState = vehicleState;
Projection = projection;
ReferenceSpeedMetersPerSecond =
referenceSpeedMetersPerSecond;
DeltaTimeSeconds = deltaTimeSeconds;
}
///
/// 获取本周期经过校验的实际车辆位姿和速度状态。
///
public VehicleState VehicleState { get; }
///
/// 获取实际车体中心投影到参考轨迹后得到的参考状态和跟踪误差。
///
public TrajectoryProjection Projection { get; }
///
/// 获取本次控制计算距离上次计算的真实时间间隔,单位为s。
///
public double DeltaTimeSeconds { get; }
///
/// 获取轨迹投影点要求的有符号参考速度,单位为m/s。
///
public double ReferenceSpeedMetersPerSecond { get; }
///
/// 获取车辆在车体X轴方向上的实际纵向速度,单位为m/s。
///
public double ActualLongitudinalSpeedMetersPerSecond =>
VehicleState.TwistInBody
.VxMetersPerSecond;
///
/// 获取轨迹投影点的参考曲率,单位为1/m,左转为正。
///
public double ReferenceCurvaturePerMeter =>
Projection.ReferencePoint
.CurvaturePerMeter;
///
/// 获取参考轨迹相对车辆的有符号横向误差,单位为m,轨迹在车辆左侧时为正。
///
public double LateralErrorMeters =>
Projection.LateralErrorMeters;
///
/// 获取参考航向减实际车体航向的最短角差,单位为rad,逆时针为正。
///
public double HeadingErrorRadians =>
Projection.HeadingErrorRadians;
///
/// 获取当前投影位置沿参考轨迹到终点的剩余距离,单位为m。
///
public double RemainingDistanceMeters =>
Projection.RemainingDistanceMeters;
///
/// 获取实际速度是否已经由至少两个连续有效定位样本估算得到。
///
public bool HasValidVelocityEstimate =>
VehicleState.HasValidVelocityEstimate;
///
/// 检查控制周期是否为正有限值。
///
private static void EnsureFinitePositive(
double value,
string parameterName)
{
if (double.IsNaN(value) ||
double.IsInfinity(value) ||
value <= 0.0)
{
throw new ArgumentOutOfRangeException(
parameterName,
"轨迹跟踪控制周期必须是正有限值。");
}
}
///
/// 检查控制参考速度是否为有限值。
///
private static void EnsureFinite(
double value,
string parameterName)
{
if (double.IsNaN(value) ||
double.IsInfinity(value))
{
throw new ArgumentOutOfRangeException(
parameterName,
"轨迹跟踪参考速度必须是有限值。");
}
}
}
}