一种车辆控制系统,设备及方法与流程

文档序号:21879288发布日期:2020-08-18 16:28阅读:172来源:国知局
一种车辆控制系统,设备及方法与流程

本申请涉及智能车辆领域,具体涉及一种车辆控制系统,设备及方法。



背景技术:

随着汽车领域的快速发展,汽车持有量越来越多,对于汽车自动化的要求越来越高,因此对自动泊车的需求也越来越高。自动泊车系统是包含巡库、路径规划和路径跟踪等几个重要的环节,其中路径跟踪是实现车辆按预期路径行驶的保障。

现有技术中,路径跟踪是以开环控制为主实现对车辆的控制,但是,现有技术中开环控制无法避免存在累积误差的问题,存在无法实时动态调节车辆相对于停泊路径的位置,自动泊车次数增加,自动泊车效果低下的缺陷,导致用户体验度不高。



技术实现要素:

本申请实施例提供了一种车辆控制系统及方法,可以提高泊车的精确度,以及提高泊车的效果。

本申请实施例第一方面提供了一种车辆控制系统,包括路径规划模块、航位推算模块、跟踪误差计算模块、控制器数学模块、车辆等效模块与硬件响应模块;

所述跟踪误差计算模块,用于依据停泊路径与第一世界坐标确定第一路径规划点,计算所述第一路径规划点与所述第一世界坐标的第一误差值;

所述控制器数学模块,用于依据所述第一误差值计算得到第一纵向加速度,对所述第一纵向加速度进行计算得到第一纵向距离;

所述车辆等效模块,用于将所述第一纵向加速度转换为第一总线指令;

所述硬件响应模块,用于依据所述第一总线指令执行第一泊车动作;

所述跟踪误差计算模块,还用于依据停泊路径与第二世界坐标确定第二路径规划点,计算所述第二路径规划点与所述第二世界坐标的第二误差值;

所述控制器数学模块,还用于依据所述第二误差值与所述第一纵向速度计算得到第二纵向加速度,计算第二纵向距离;

所述车辆等效模块,还用于将所述第二纵向加速度转换为第二总线指令;

所述硬件响应模块,还用于依据所述第二总线指令执行第二泊车动作。

可以看出,所述车辆控制系统包括:路径规划模块、航位推算模块、跟踪误差计算模块、控制器数学模块、车辆等效模块与硬件响应模块,还包括:影像模块,通过影像模块采集环境图像数据,路径规划模块依据环境图像数据根据环境规划停泊路径,实现了依据实施环境自动规划路线;通过航位推算模块与跟踪误差计算模块计算第一投影点与第二投影点,实现构建世界坐标提高车辆位置与规划点位置的计算精度,依据实时位置调节车辆相对于停泊路径的位置;控制器数学模块通过将第一误差值转换为第一纵向加速度,依据第一纵向加速度计算第一纵向距离,将第一纵向距离与第二误差值进行计算得到第二纵向加速度,构成了闭环控制系统,从而避免在停泊的过程中由于其他干扰造成的误差累积,提高了控制精度,通过对闭环控制系统中的参数进行选取实现控制整个车辆控制系统处于稳定状态,提高系统稳定性;通过车辆等效模块将第一纵向加速度计算得到第一前轮偏向角,依据第一前轮偏向角计算方向盘第一转角角度,将方向盘第一转角角度转换为第一总线指令,通过车辆等效模型将第二纵向加速度计算得到第二前轮偏向角,依据第二前轮偏向角计算方向盘第二转角角度,将方向盘第二转角角度转换为第二总线指令,通过计算得到精确的方向盘第一转角角度与方向盘第二转角角度,提高了方向盘的控制精度,提高泊车的效果,硬件响应模块执行第一泊车动作与第二泊车动作,更新车辆的位置,更新车辆的世界坐标,实现车辆的实时路径跟踪闭环。

本申请实施例第二方面提供了一种车辆控制方法,包括:

接收设定指令,获取第一位置坐标,采集以所述第一位置坐标为中心的预设阈值范围内的环境图像数据,依据所述环境图像数据规划停泊路径;

执行泊车循环直至泊车结束,所述泊车循环包括:

计算所述第一位置坐标对应的第一世界坐标,依据所述停泊路径与所述第一世界坐标确定第一路径规划点,计算所述第一路径规划点与所述第一世界坐标的第一误差值;

依据所述第一误差值计算得到第一纵向加速度,对所述第一纵向加速度进行计算得到第一纵向距离,将所述第一纵向加速度转换为第一总线指令,依据所述第一总线指令执行第一泊车动作;

确定所述第一泊车动作执行结束,获取第二位置坐标,计算所述第二位置坐标对应的第二世界坐标,依据所述停泊路径与所述第二世界坐标确定第二路径规划点,计算所述第二路径规划点与所述第二世界坐标的第二误差值;

依据所述第二误差值与所述第一纵向距离计算得到第二纵向加速度,对所述第二纵向加速度进行计算得到第二纵向距离,将所述第二纵向加速度转换为第二总线指令,依据所述第二总线指令执行第二泊车动作。

可以看出,通过第一路径规划点与第二路径规划点的计算,实现对路径规划点的更新,实现对车辆的实时路径跟踪;通过第一纵向加速度的计算得到第一纵向距离,将第一纵向距离进行反馈用于计算第二纵向加速度,构成闭环控制系统,避免累积误差,且提高计算精度与路径跟踪精度,提高车辆控制精度;通过第一误差值与第二误差值的计算,准确计算车辆实时位置与停泊路径的距离,提高计算精度以及控制精度,提高车辆的停泊效果,提高用户体验度。

本申请第三方面提供了一种车辆控制装置,包括:车辆控制系统和存储器;以及一个或多个程序,所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置成由所述车辆控制系统执行,所述程序包括用于如第二方面中所描述的部分或全部步骤的指令。

实施本申请实施例,具有如下有益效果:

可以看出,通过本申请实施例所描述的一种车辆控制系统,设备及方法,其中车辆控制系统包括路径规划模块、航位推算模块、跟踪误差计算模块、控制器数学模块、车辆等效模块与硬件响应模块;所述跟踪误差计算模块,用于依据停泊路径与第一世界坐标确定第一路径规划点,计算所述第一路径规划点与所述第一世界坐标的第一误差值;所述控制器数学模块,用于依据所述第一误差值计算得到第一纵向加速度,对所述第一纵向加速度进行计算得到第一纵向距离;所述车辆等效模块,用于将所述第一纵向加速度转换为第一总线指令;所述硬件响应模块,用于依据所述第一总线指令执行第一泊车动作;所述跟踪误差计算模块,还用于依据停泊路径与第二世界坐标确定第二路径规划点,计算所述第二路径规划点与所述第二世界坐标的第二误差值;所述控制器数学模块,还用于依据所述第二误差值与所述第一纵向速度计算得到第二纵向加速度,计算第二纵向距离;所述车辆等效模块,还用于将所述第二纵向加速度转换为第二总线指令;所述硬件响应模块,还用于依据所述第二总线指令执行第二泊车动作。如此,通过计算实时位置对应世界坐标,依据世界坐标与车辆的纵向距离计算车辆的纵向加速度保证泊车的精确度,通过将纵向距离进行反馈形成闭环,提高泊车的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种车辆控制系统的系统框架。

图2是本申请实施例提供的一种车辆控制方法的流程示意图。

图3是本申请实施例提供的一种车辆闭环控制系统的闭环系统框图。

图4是本申请实施例提供的一种误差值计算方法的示意图。

图5是本申请实施例提供的一种前轮偏向角计算方法的示意图。

图6是本申请实施例提供的一种车辆控制设备600的结构示意图

图7是本申请实施例提供的一种计算误差值的方法的流程示意图。

图8是本申请实施例提供的一种闭环控制系统的流程简化示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置展示该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了更好的理解本申请实施例提供的一种车辆控制系统,设备及方法,下面先对本申请实施例的一种车辆控制系统的系统构架进行描述。参阅图1,图1是本申请实施例提供的一种车辆控制系统的系统框架,本实施例中所描述的车辆控制系统100,包括路径规划模块101、航位推算模块102、跟踪误差计算模块103、控制器数学模块104、车辆等效模块105、硬件响应模块106、影像模块107,其中:

路径规划模块101,用于设计停泊路径,将停泊路径发送至跟踪误差计算模块103。

航位推算模块102,用于采集车辆的第一位置坐标,依据第一位置坐标计算车辆的第一世界坐标,将第一世界坐标发送至跟踪误差计算模块103。

跟踪误差计算模块103,用于接收停泊路径与第一世界坐标,依据停泊路径与第一世界坐标确定第一路径规划点,计算第一路径规划点与第一世界坐标的第一误差值,将第一误差值发送至控制器数学模块104。

控制器数学模块104,用于接收第一误差值,依据第一误差值计算得到第一纵向加速度,对第一纵向加速度进行积分得到第一纵向距离,对第一纵向距离进行积分得到第一纵向距离,将第一纵向加速度发送至车辆等效模块105。

车辆等效模块105,用于接收第一纵向加速度,将第一纵向加速度转换为第一总线指令,将第一总线指令发送至硬件响应模块106。

硬件响应模块106,用于接收第一总线指令,依据第一总线指令执行第一泊车动作。

航位推算模块102,还用于采集车辆的第二位置坐标,依据第二位置坐标计算车辆的第二世界坐标,将第二世界坐标发送至跟踪误差计算模块103。

跟踪误差计算模块103,还用于依据停泊路径与第二世界坐标确定第二路径规划点,计算所述第二路径规划点与所述第二世界坐标的第二误差值,将第二误差值发送至控制器数学模块104。

控制器数学模块104,还用于依据第二误差值与第一纵向距离计算得到第二纵向加速度,计算第二纵向距离,将第二纵向加速度发送至车辆等效模块105。

车辆等效模块105,还用于将所述第二纵向加速度转换为第二总线指令,将第二总线指令发送至硬件响应模块106。

硬件响应模块106,还用于依据所述第二总线指令执行第二泊车动作。

影像模块107,用于采集第一位置坐标为中心的预设阈值范围内的环境图像数据,将环境图像数据发送至路径规划模块101。

硬件响应模块106,包括硬件控制器,其中,硬件控制器用于依据第一总线指令控制车辆执行第一泊车动作,还用于依据第二总线指令控制车辆执行第二泊车动作。

路径规划模块101,还用于接收环境图像数据,依据环境图像数据判断当前环境是否有空车位,如当前环境有空车位,执行路径规划动作,其中,路径规划动作包括:设计停泊路径。

在一可能的示例中,用于接收停泊路径与第一世界坐标,依据停泊路径与第一世界坐标确定第一路径规划点,计算第一路径规划点与第一世界世界坐标的第一误差值,将第一误差值发送至控制器数学模块104,跟踪误差计算模块103,具体用于:接收停泊路径与第一世界坐标,确定第一世界坐标在停泊路径上的投影点,确定该投影点为第一路径规划点,依据第一世界坐标与第一路径规划点确定第一直线,依据第一路径规划点沿停泊路径方向作切线得到第二直线,确定第一直线与第二直线构成的夹角为第一夹角,确定第一夹角角度,依据第一世界坐标、第一路径规划点、第一夹角角度进行计算得到第一误差值,将第一误差值发送至控制器数学模型104。

在一可能的示例中,还用于依据第二误差值与第一纵向距离计算得到第二纵向加速度,计算第二纵向距离,将第二纵向加速度发送至车辆等效模块105,控制器数学模型104,具体用于:接收第二误差值,获取第一纵向距离,其中,第一纵向距离为车辆后轴中心点的纵向位置距离第二路径规划点的距离,第二纵向加速度为车辆后轴中心点的纵向加速度,获取第二路径规划点的纵向位置,依据第一纵向距离、第二路径规划点的纵向位置、第二误差值进行计算得到第二纵向加速度,将第二纵向加速度进行积分得到第二纵向速度,对第二纵向速度进行积分得到第二纵向距离,存储第二纵向距离,将第二纵向加速度发送至车辆等效模块105。

在一可能的示例中,用于接收第一纵向加速度,将第一纵向加速度转换为第一总线指令,将第一总线指令发送至硬件响应模块106,车辆等效模块105,具体用于:对第一纵向加速度进行计算,将第一纵向加速度转换为车辆等效模型的参数,依据参数计算第一前轮偏向角,依据第一前轮偏向角计算方向盘第一转角角度,其中,车辆等效模型中包含多个参数,其中,第一纵向加速度与参数的关系为:a=d(vsinθv)/dt=(vcosθvdθv)/dt=v2cosθvtanθ/l,其中θv为车辆与停泊路径的夹角,l为车辆轴距,则第一前轮偏向角与车辆等效模型参数的关系为:θ=arctan((al/v2)/(cosθv)),第一总线指令包括:方向盘第一转角角度,将第一总线指令发送至硬件响应模块106。

可以看出,在本申请实施例中,通过车辆控制系统100,包括路径规划模块101、航位推算模块102、跟踪误差计算模块103、控制器数学模块104、车辆等效模块105、硬件响应模块106、影像模块107构成的车辆控制系统,可以实现根据实时位置调节车辆相对于停泊路径的位置,解决了开环控制系统中存在的累积误差问题,提高了泊车精度以及泊车效果。

请参阅图2,图2是本申请实施例提供的一种车辆控制方法的流程示意图,如图2所示,包括:

步骤201、接收设定指令,获取第一位置坐标,采集以所述第一位置坐标为中心的预设阈值范围内的环境图像数据,依据所述环境图像数据规划停泊路径。

可选的,对设定指令进行监测,检测到设定指令,接收设定指令,其中,设定指令用于自动开启车辆控制功能,获取当前位置坐标为第一位置坐标,开启影像设备,确定预设阈值范围,采集以第一位置坐标为中心的预设阈值范围内的环境图像数据,其中,环境图像数据包括:路况、空车位等等,依据环境图像数据判断当前行驶环境是否有空车位,如当前行驶环境有空车位,依据环境图像数据规划停泊路径;例如,判断当前行驶环境附近有空车位,从环境图像数据中获取当前路况,判断当前路况是否满足泊车条件,即判断当前路况是否能提供泊车空间,如当前路况满足泊车条件,则开启路径规划功能,依据第一位置坐标、当前路况与空车位的位置规划停泊路径。

步骤202、执行泊车循环直至泊车结束,所述泊车循环包括:计算所述第一位置坐标对应的第一世界坐标,依据所述停泊路径与所述第一世界坐标确定第一路径规划点,计算所述第一路径规划点与所述第一世界坐标的第一误差值。

可选的,获取停泊路径,开始执行泊车循环直至泊车结束,其中,泊车循环包括:计算第一位置坐标对应的第一世界坐标,确定第一世界坐标在停泊路径上的第一投影点,确定该第一投影点为第一路径规划点,依据第一世界坐标与第一路径规划点确定第一直线,在第一路径规划点沿停泊路径方向作第一路径规划点的切线,确定该切线为第二直线,确定第一直线与第二直线之间的夹角为第一夹角,确定第一夹角的第一夹角角度,依据第一世界坐标、第一投影点与第一夹角角度计算第一误差值,其中,(xa,ya)表示第一世界坐标,(xc,yc)表示第一路径规划点坐标,θpath表示第一夹角角度,则依据第一世界坐标、第一投影点坐标、第一夹角角度计算第一误差值δl的计算公式包括:

步骤203、依据所述第一误差值计算得到第一纵向加速度,对所述第一纵向加速度进行计算得到第一纵向距离,将所述第一纵向加速度转换为第一总线指令,依据所述第一总线指令执行第一泊车动作。

可选的,获取第一误差值,对第一误差值进行计算得到第一纵向加速度,对第一纵向加速度进行关于时间的积分得到第一纵向速度,对第一纵向速度进行关于时间的积分得到第一纵向距离,其中,第一纵向加速度为第一位置坐标对应的车辆后轴中心点的纵向距离加速度,第一纵向距离为第一位置坐标对应的车辆后轴中心点到第一路径规划点的纵向距离,将第一纵向距离进行反馈,第一纵向距离用于计算第二纵向加速度,对第一纵向加速度进行计算,将第一纵向加速度转换为车辆等效模型的参数,依据参数计算第一前轮偏向角,其中,车辆等效模型中包含多个参数,其中,第一纵向加速度与参数的关系为:a=d(vsinθv)/dt=(vcosθvdθv)/dt=v2cosθvtanθ/l,其中θv为车辆与停泊路径的夹角,l为车辆轴距,则前轮偏向角与车辆等效模型参数的关系为:θ=arctan((al/v2)/(cosθv)),依据第一前轮偏向角计算方向盘第一转角角度,生成第一总线指令,第一总线指令包括:方向盘第一转角角度,依据第一总线指令执行第一泊车动作。

步骤204、确定所述第一泊车动作执行结束,获取第二位置坐标,计算所述第二位置坐标对应的第二世界坐标,依据所述停泊路径与所述第二世界坐标确定第二路径规划点,计算所述第二路径规划点与所述第二世界坐标的第二误差值。

可选的,确定第一泊车动作执行结束后,获取当前位置坐标为第二位置坐标,依据第二位置坐标计算第二世界坐标,确定第二世界坐标在停泊路径上的第二投影点,确定该第二投影点为第二路径规划点,依据第二世界坐标与第二路径规划点确定第一直线,在第二路径规划点沿停泊路径方向作第二路径规划点的切线,确定该切线为第二直线,确定第一直线与第二直线之间的夹角为第二夹角,确定第二夹角的第二夹角角度,依据第二世界坐标、第二投影点与第二夹角角度计算第二误差值,其中,(xa2,ya2)表示第二世界坐标,(xc2,yc2)表示第二路径规划点坐标,θpath2表示第二夹角角度,则依据第二世界坐标、第二路径规划点坐标、第二夹角角度计算第二误差值δl2的计算公式包括:

步骤205、依据所述第二误差值与所述第一纵向距离计算得到第二纵向加速度,对所述第二纵向加速度进行计算得到第二纵向距离,将所述第二纵向加速度转换为第二总线指令,依据所述第二总线指令执行第二泊车动作。

可选的,获取第二误差值,获取第一纵向距离,依据第二误差值与第一纵向距离进行计算得到第二纵向加速度,对第二纵向加速度进行关于时间的积分得到第二纵向速度,对第二纵向速度进行关于时间的积分得到第二纵向距离,将第二纵向距离进行反馈,第二纵向距离用于对第三纵向加速度进行计算,对第二纵向加速度进行计算,将第二纵向加速度转换为车辆等效模型的参数,依据参数计算第二前轮偏向角,其中,第二纵向加速度与参数的关系为:a=d(v2sinθv2)/dt=(v2cosθv2dθv2)/dt=v22cosθv2tanθ2/l2,其中θv2为车辆与停泊路径的夹角,l2为车辆轴距,则前轮偏向角θ2与车辆等效模型参数的关系为:θ2=arctan((a2l2/v22)/(cosθv2)),依据第二前轮偏向角计算方向盘第二转角角度,生成第二总线指令,第二总线指令包括:方向盘第二转角角度,依据第二总线指令执行第二泊车动作。

可以看出,在本申请实施例中,通过接收设定指令,获取第一位置坐标,采集以所述第一位置坐标为中心的预设阈值范围内的环境图像数据,依据所述环境图像数据规划停泊路径;执行泊车循环直至泊车结束,所述泊车循环包括:计算所述第一位置坐标对应的第一世界坐标,依据所述停泊路径与所述第一世界坐标确定第一路径规划点,计算所述第一路径规划点与所述第一世界坐标的第一误差值;依据所述第一误差值计算得到第一纵向加速度,对所述第一纵向加速度进行计算得到第一纵向距离,将所述第一纵向加速度转换为第一总线指令,依据所述第一总线指令执行第一泊车动作;确定所述第一泊车动作执行结束,获取第二位置坐标,计算所述第二位置坐标对应的第二世界坐标,依据所述停泊路径与所述第二世界坐标确定第二路径规划点,计算所述第二路径规划点与所述第二世界坐标的第二误差值;依据所述第二误差值与所述第一纵向距离计算得到第二纵向加速度,对所述第二纵向加速度进行计算得到第二纵向距离,将所述第二纵向加速度转换为第二总线指令,依据所述第二总线指令执行第二泊车动作,纵向距离的反馈构成闭环系统解决了开环控制系统的累积误差问题,实现泊车过程中根据实时位置调节车辆相对于停泊路径的位置,提高了方向盘控制精度,提高了泊车效果。

请参阅图3,图3是本申请实施例提供的一种车辆闭环控制系统的闭环系统框图,如图3所示,该车辆闭环控制系统包括路径规划模块101、航位推算模块102、跟踪误差计算模块103、控制器数学模块104、车辆等效模块105、硬件响应模块106、影像模块107。

可选的,车辆闭环控制系统包括闭环循环,该闭环循环从泊车动作开始执行时启动,直至泊车动作执行结束时循环结束,其中,闭环循环包括:影像模块107采集以第一位置坐标为中心的预设阈值范围内的环境图像数据,将环境图像数据发送至路径规划模块103,路径规划模块101接收环境图像数据,判断环境图像数据中是否有空车位,如是,则执行路径规划动作,其中路径规划动作包括:设计停泊路径,将停泊路径发送至误差跟踪模块103,航位推算模块102采集第一位置坐标,依据第一位置坐标计算第一世界坐标,将第一世界坐标发送至误差跟踪模块103,误差跟踪模块103接收第一世界坐标与停泊路径,依据第一世界坐标与停泊路径确定第一路径规划点,计算第一路径规划点与第一世界坐标的第一误差值,将第一误差值发送至控制器数学模型104,控制器数学模型104接收第一误差值,依据第一误差值计算第一纵向加速度,依据第一纵向加速度进行计算得到第一纵向距离,将第一纵向距离进行反馈,第一纵向距离用于计算第二纵向加速度,将第一纵向加速度发送至车辆等效模块105,车辆等效模块105接收第一纵向加速度,将第一纵向加速度转换为第一总线指令,将第一总线指令发送至硬件响应模块106,硬件响应模块106接收第一总线指令,依据第一总线指令执行第一泊车动作;第一泊车动作执行结束,航位推算模块102采集车辆的第二位置坐标,计算第二世界坐标,将第二世界坐标发送至跟踪误差计算模块103,跟踪误差计算模块103接收第二世界坐标,依据停泊路径与第二世界坐标计算第二路径规划点,计算第二路径规划点与第二世界坐标的第二误差值,将第二误差值发送至控制器数学模块104,控制器数学模块104依据第二误差值与第一纵向距离计算得到第二纵向加速度,依据第二纵向加速度计算第二纵向距离,第二纵向距离用于计算第三纵向加速度,将第二纵向加速度发送至车辆等效模块105,车辆等效模块105将第二纵向加速度转换为第二总线指令,将第二总线指令发送至硬件响应模块106,硬件响应模块106依据第二总线指令执行第二泊车动作。

可以看出,在本申请实施例中,通过路径规划模块101、航位推算模块102、跟踪误差计算模块103、控制器数学模块104、车辆等效模块105、硬件响应模块106、影像模块107实现车辆停泊的闭环控制,避免了开环控制中的累积误差的问题,提高了泊车的效果。

请参阅图4,图4是本申请实施例提供的一种误差值计算方法的示意图,如图4所示,该方法包括:

可选的,获取位置坐标,计算位置坐标对应的世界坐标a,其中,以a(xa,ya)表示世界坐标a,确定世界坐标a在停泊路径上的投影点,确定该投影点为路径规划点c,其中,以c(xc,yc)表示路径规划点c,依据世界坐标a与路径规划点c确定第一直线,即世界坐标a与路径规划点c两点确定的直线为第一直线,在路径规划点c沿停泊路径方向作路径规划点的切线,确定该切线为第二直线,确定第一直线与第二直线之间的夹角角度,依据世界坐标a、路径规划点c与夹角角度计算误差值,其中,θpath表示夹角角度,则依据世界坐标a、路径规划点c、夹角角度θpath计算第一误差值δl的计算公式包括:

可以看出,在本申请实施例中,通过获取位置坐标,计算位置坐标对应的世界坐标,依据世界坐标与停泊路径确定路径规划点,计算世界坐标与路径规划点的误差值,通过误差值表示车辆实时位置与路径规划点的距离,通过误差值可以实现依据实时位置调整车辆停泊的速度、方向、方向角度,实现对车辆的实时控制。

请参阅图5,图5是本申请实施例提供的一种前轮偏向角计算方法的示意图,如图5所示,该方法包括:

可选的,获取纵向加速度a,对纵向加速度a进行计算,依据纵向加速度与车辆等效模型的参数的计算公式,依据纵向加速度计算为车辆等效模型的参数数值,依据参数数值计算方向盘转角角度,其中,车辆等效模型中包含多个参数,其中,第一纵向加速度与参数的关系为:a=d(vsinθv)/dt=(vcosθvdθv)/dt=v2cosθvtanθ/l,其中θv为车辆与停泊路径的夹角,l为车辆轴距,则前轮偏向角与车辆等效模型参数的关系为:θ=arctan((al/v2)/(cosθv))。

可以看出,在本申请实施例中,通过依据纵向加速度计算前轮偏向角,依据前轮偏向角计算方向盘转角角度,实现对车辆停泊过程的精确控制,提高方向盘控制精度,提高泊车效果。

请参阅图6,图6是本申请实施例提供的一种车辆控制设备600的结构示意图,该车辆控制设备600包括处理器、通信接口,以及一个或多个程序,其中,上述一个或多个程序被存储在上述存储器中,并且被配置由上述处理器执行,上述程序包括用于执行以下步骤的指令:

接收设定指令,获取第一位置坐标,采集以所述第一位置坐标为中心的预设阈值范围内的环境图像数据,依据所述环境图像数据规划停泊路径;

执行泊车循环直至泊车结束,所述泊车循环包括:

计算所述第一位置坐标对应的第一世界坐标,依据所述停泊路径与所述第一世界坐标确定第一路径规划点,计算所述第一路径规划点与所述第一世界坐标的第一误差值;

依据所述第一误差值计算得到第一纵向加速度,对所述第一纵向加速度进行计算得到第一纵向距离,将所述第一纵向加速度转换为第一总线指令,依据所述第一总线指令执行第一泊车动作;

确定所述第一泊车动作执行结束,获取第二位置坐标,计算所述第二位置坐标对应的第二世界坐标,依据所述停泊路径与所述第二世界坐标确定第二路径规划点,计算所述第二路径规划点与所述第二世界坐标的第二误差值;

依据所述第二误差值与所述第一纵向距离计算得到第二纵向加速度,对所述第二纵向加速度进行计算得到第二纵向距离,将所述第二纵向加速度转换为第二总线指令,依据所述第二总线指令执行第二泊车动作。

可以看出,在本申请实施例中,车辆控制设备首先确定第一纵向加速度与第一纵向距离,其次,通过将第一纵向加速度转换为第一总线指令,依据第一总线指令执行第一泊车动作,在第一泊车动作结束后依据第二位置坐标与第一纵向距离确定第二纵向加速度与第二纵向距离,将第二纵向加速度转换为第二总线指令,最后,依据第二总线指令执行第二泊车动作。这样避免车辆在执行第一泊车动作时产生的错误累积到第二泊车动作中,即避免了累积误差的产生,同时实现了依据车辆的实时位置更新车辆的泊车参数。请参阅图7,图7是本申请实施例提供的一种计算误差值的方法的流程示意图,如图7所示,该方法包括以下步骤:

步骤701、确定所述第一世界坐标在所述停泊路径上的投影点,确定所述投影点为第一路径规划点。

可选的,依据第一世界坐标与停泊路径得到第一世界坐标在停泊路径上的投影点,确定该投影点为第一世界坐标对应的第一路径规划点。

步骤702、依据所述第一世界坐标与所述第一路径规划点确定第一直线,依据所述第一路径规划点沿所述停泊路径方向作切线得到第二直线,确定所述第一直线与所述第二直线的第一夹角角度。

可选的,依据第一世界坐标与第一路径规划点两个坐标点确定一条直线,确定该直线为第一直线,在第一路径规划点沿停泊路径方向作切线,确定该切线为第二直线,计算第一直线与第二直线的夹角角度为第一夹角角度。

步骤703、计算所述第一路径规划点与所述第一世界坐标的欧氏距离,依据所述第一夹角角度与所述欧氏距离进行计算得到误差值。

可选的,依据第一世界坐标、第一投影点与第一夹角角度计算第一误差值,其中,(xa,ya)表示第一世界坐标,(xc,yc)表示第一路径规划点坐标,θpath表示第一夹角角度,则依据第一世界坐标、第一投影点坐标、第一夹角角度计算第一误差值δl的计算公式包括:

可以看出,在本申请实施例中,通过第一世界坐标、第一路径规划点坐标与第一夹角角度计算第一误差值,可以计算车辆与停泊路径的实时误差,更准确表示车辆与停泊路径的距离,便于根据车辆行驶方向与距离调整车辆停泊的角度。

请参阅图8,图8是本申请实施例提供的一种闭环控制系统的流程简化示意图,如图8所示,所述闭环控制系统包括:

可选的,闭环控制系统由路径规划点的纵向位置lref、车辆后轴中心点的纵向位置距离路径规划点的距离lp、车辆后轴中心点的纵向速度vp、纵向加速度a构成,其中,误差值通过闭环控制系统的闭环传递函数转换成纵向加速度a,纵向加速度a通过l/s积分运算得到车辆后轴中心点的纵向速度vp,车辆后轴中心点的纵向速度vp通过l/s积分运算得到车辆后轴中心点的纵向位置距离路径规划点的距离lp,车辆后轴中心点的纵向位置距离路径规划点的距离lp反馈至闭环传递函数,获取更新后的误差值,车辆后轴中心点的纵向位置距离路径规划点的距离lp与更新后的误差值通过闭环传递函数对纵向加速度a进行更新构成闭环控制系统。

进一步地,该闭环控制系统包含闭环传递函数,该闭环传递函数由开环传递函数推导得到,开环传递函数包括:gk(s)=(k(s/ω1+1))/s2=(kds+kp)/s2,其中,ω1为转折频率,kp为比例参数,kd为微分参数,且s=jω=j2πf,kd=k/ω1,kp=k,其中,截止频率ωc的取值为控制频率ωctrl的十分之一,转折频率ω1的取值为大于截止频率ωc的取值的四分之一且小于截止频率ωc的取值的二分之一,微分参数kd的取值包括:控制频率ωctrl的取值的十分之一即kd=ωctrl/10,比例参数kp的取值包括:控制频率ωctrl进行平方运算得到的计算结果的四百分之一,即kp=ωctrl2/400,根据参数的选取与开环传递函数计算得到闭环传递函数:gb(s)=gk(s)/(1+gk(s))=(kds+kp)/(s2+kds+kp),其中,只要保证kd、kp均为正数,则闭环传递函数的极点一定位于左半平面,保证整闭环控制系统的稳定性。

本申请实施例还提供一种计算机存储介质,该计算机存储介质用于存储计算机程序,上述计算机程序被处理器执行,以实现如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤,上述计算机包括车辆控制设备。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品,上述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质,上述计算机程序可操作来使计算机执行如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包,上述计算机包括车辆控制设备。

需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置,可通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如上述模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。

上述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中,也可以是各个模块单独物理存在,也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。

上述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储器中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括:u盘、只读存储器(rom,read-onlymemory)、随机存取存储器(ram,randomaccessmemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储器中,存储器可以包括:闪存盘、只读存储器(英文:read-onlymemory,简称:rom)、随机存取器(英文:randomaccessmemory,简称:ram)、磁盘或光盘等。

以上对本申请实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实现方式及应用范围上均会有改变之处,综上上述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

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