自动驾驶充电车精准泊车的纵向控制方法与流程

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种自动驾驶充电车精准泊车的纵向控制方法。

背景技术：

自动驾驶汽车又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。

自动驾驶汽车由于不依靠人工控制，需要后台服务器监控车辆的状态，随时补充电量，避免影响执行行驶任务。由于固定充电地点数量有限，需要自动驾驶充电车作为移动充电站对固定充电站进行补充。自动驾驶充电车需要停靠在指定的停车区域，为了保证安全，需要对车辆进行精准控制。因此，需要一种自动驾驶充电车精准泊车的纵向控制方法。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种自动驾驶充电车精准泊车的纵向控制方法及装置。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种自动驾驶充电车精准泊车的纵向控制方法，包括：

自动驾驶充电车获取路径规划信息，所述路径规划信息包括道路路点位置信息、每个路点对应的期望速度信息和期望航向信息；

根据所述自动驾驶充电车的行驶速度实时获取车辆行驶过程中的预瞄距离；

在所述路径规划信息中选取所述预瞄距离内的所有道路路点位置信息、每个路点对应的期望速度信息和期望航向信息；

将所述自动驾驶充电车的当前速度信息、当前航向信息分别与前方路点对应的期望速度信息、期望航向信息进行比对，得到比对结果信息；

根据所述比对结果信息分别生成档位控制参数、纵向速度控制指令；

根据所述档位控制参数切换所述自动驾驶充电车的控制档位；

根据所述纵向速度控制指令控制所述自动驾驶充电车的纵向速度；

当预瞄距离内的路点对应的期望速度值为零时，根据所述自动驾驶充电车的当前位置和期望速度值为零的路点对应的位置确定停车距离和目标停车位置；

根据所述停车距离生成制动控制信号，根据所述制动控制信号控制所述自动驾驶充电车在所述目标停车位置停车。

进一步的，所述自动驾驶充电车获取路径规划信息具体包括：

所述自动驾驶充电车向服务器发送地图数据获取请求，所述地图数据获取请求中包含行驶区域标识信息；

所述服务器根据所述行驶区域标识信息在地图数据库中调用行驶区域地图发送至所述自动驾驶充电车；

所述自动驾驶充电车对所述行驶区域地图进行解析，提取道路信息；

根据所述道路信息进行路径规划，得到道路路点位置信息、每个路点对应的期望速度信息和期望航向信息。

进一步的，所述根据所述自动驾驶充电车的行驶速度实时获取车辆行驶过程中的预瞄距离具体包括：

根据所述自动驾驶充电车的车体上安装的传感器获取行驶速度；

根据所述行驶速度计算所述预瞄距离。

进一步的，所述根据所述档位控制参数切换所述自动驾驶充电车的控制档位具体包括：

根据所述档位控制参数将所述自动驾驶充电车的控制档位切换到前进档位或者倒车档位。

进一步的，所述根据所述纵向速度控制指令控制所述自动驾驶充电车的纵向速度具体包括：

根据所述纵向速度控制指令控制所述自动驾驶充电车的纵向加速或减速。

进一步的，所述根据所述停车距离生成制动控制信号，根据所述制动控制信号控制所述自动驾驶充电车在所述目标停车位置停车具体包括：

当所述停车距离满足预设条件时，生成强度线性增加的制动控制信号；

所述自动驾驶充电车根据所述制动控制信号减速行驶，并在所述目标停车位置停车。

进一步的，所述方法还包括：

对所述制动控制信号进行低通滤波处理，以使所述制动控制信号产生的制动力的变化趋于平滑。

进一步的，在根据所述制动控制信号控制所述自动驾驶充电车在所述目标停车位置停车之后，所述方法还包括：

所述自动驾驶充电车向所述服务器发送停车完成信息；

所述服务器根据所述停车完成信息获取所述自动驾驶充电车的id信息和剩余电量信息；

将所述id信息、剩余电量信息以及停车位置信息生成自动驾驶充电车信息列表。

进一步的，所述方法还包括：

所述服务器接收自动驾驶车辆发送的充电请求信息，所述充电请求信息中包含请求车辆位置信息；

在所述自动驾驶充电车信息列表中查询距离所述请求车辆位置信息距离最近的自动驾驶充电车的停车位置信息，并发送至所述自动驾驶车辆。

第二方面，本发明提供了一种自动驾驶充电车精准泊车的纵向控制装置，包括：

第一获取模块，用于获取路径规划信息，所述路径规划信息包括道路路点位置信息、每个路点对应的期望速度信息和期望航向信息；

第二获取模块，用于根据所述自动驾驶充电车的行驶速度实时获取车辆行驶过程中的预瞄距离；

选取模块，用于在所述路径规划信息中选取所述预瞄距离内的所有道路路点位置信息、每个路点对应的期望速度信息和期望航向信息；

比对模块，用于将所述自动驾驶充电车的当前速度信息、当前航向信息分别与前方路点对应的期望速度信息、期望航向信息进行比对，得到比对结果信息；

生成模块，用于根据所述比对结果信息分别生成档位控制参数、纵向速度控制指令；

切换模块，用于根据所述档位控制参数切换所述自动驾驶充电车的控制档位；

第一控制模块，用于根据所述纵向速度控制指令控制所述自动驾驶充电车的纵向速度；

确定模块，用于当预瞄距离内的路点对应的期望速度值为零时，根据所述自动驾驶充电车的当前位置和期望速度值为零的路点对应的位置确定停车距离和目标停车位置；

第二控制模块，用于根据所述停车距离生成制动控制信号，根据所述制动控制信号控制所述自动驾驶充电车在所述目标停车位置停车。

本发明提供的自动驾驶充电车精准泊车的纵向控制方法及装置，获取路径规划信息，路径规划信息包括道路路点位置信息、每个路点对应的期望速度信息和期望航向信息；根据自动驾驶充电车的行驶速度实时获取车辆行驶过程中的预瞄距离；选取预瞄距离内的所有道路路点位置信息、每个路点对应的期望速度信息和期望航向信息；将自动驾驶充电车的当前速度信息、当前航向信息分别与前方路点对应的期望速度信息、期望航向信息进行比对，得到比对结果信息；根据比对结果信息分别生成档位控制参数、纵向速度控制指令；根据档位控制参数切换自动驾驶充电车的控制档位；根据纵向速度控制指令控制自动驾驶充电车的纵向速度；当预瞄距离内的路点对应的期望速度值为零时，根据自动驾驶充电车的当前位置和期望速度值为零的路点对应的位置确定停车距离和目标停车位置；根据停车距离生成制动控制信号，根据制动控制信号控制自动驾驶充电车在目标停车位置停车。本发明提供的方法及装置，根据路径规划信息中预瞄距离内的路点对应的期望速度信息和期望航向信息进行速度跟随和纵向控制，根据停车距离生成制动控制信号，从而实现精准泊车。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的自动驾驶充电车精准泊车的纵向控制方法流程图；

图2为本发明实施例二提供的自动驾驶充电车精准泊车的纵向控制装置示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明技术方案中的自动驾驶充电车和自动驾驶车辆通过车载终端实现各个模块的控制以及与服务器进行信息交互，能够通过激光雷达、超声波雷达、毫米波雷达、摄像头等传感器感知周围环境并实现自动驾驶，按照预先设定的行驶路径行驶到指定地点。自动驾驶充电车能够为自动驾驶车辆进行充电。

本发明技术方案中的服务器为自动驾驶充电车运营商管理服务器，可以是单个服务器，也可以是多个服务器组成的服务器集群，如果是单个服务器，则该单个服务器管理所有自动驾驶充电车，所有自动驾驶充电车注册到服务器之后，服务器可以和所有自动驾驶充电车进行指令和数据交互；如果是多个服务器组成的服务器集群，则通过一个总服务器管理多个子服务器，总服务器为每个子服务器设定权限，每个子服务器根据总服务器设定的权限管理对应数量的自动驾驶充电车，和有管理权限的自动驾驶充电车进行指令和数据交互。

图1为本发明实施例一提供的自动驾驶充电车精准泊车的纵向控制方法流程图。如图1所示，具体包括如下步骤：

步骤101，自动驾驶充电车获取路径规划信息；

其中，路径规划信息包括道路路点位置信息、每个路点对应的期望速度信息和期望航向信息。道路路点为路径规划过程中根据路程长度和行驶时间在整个行驶路径上按照预设间距设置的多个点，每个点对应一个期望速度值和期望航向。

具体的，自动驾驶充电车向服务器发送地图数据获取请求，地图数据获取请求中包含行驶区域标识信息；服务器根据行驶区域标识信息在地图数据库中调用行驶区域地图发送至自动驾驶充电车；自动驾驶充电车对行驶区域地图进行解析，提取道路信息；根据道路信息进行路径规划，得到道路路点位置信息、每个路点对应的期望速度信息和期望航向信息。

步骤102，根据自动驾驶充电车的行驶速度实时获取车辆行驶过程中的预瞄距离；

根据自动驾驶充电车的车体上安装的轮速计等传感器获取行驶速度；根据行驶速度计算预瞄距离。预瞄距离是根据行驶速度的变化实时计算得到的。

对预瞄距离previewdistance的计算采用公式previewdistance＝k*v，即当前车速v乘以一个比例系数k，并对预瞄距离的最小值和最大值做一定限制。根据车速的大小调整预瞄距离的长短，当车速较大时，预瞄距离较长，提高速度控制的稳定性；当车速较低时，预瞄距离较短，提高速度控制的灵活性。

步骤103，在路径规划信息中选取预瞄距离内的所有道路路点位置信息、每个路点对应的期望速度信息和期望航向信息；

路径规划信息中已经规划出自动驾驶充电车整个行驶路径中所有路点的位置、每个路点对应的期望速度值和期望航向，确定预瞄距离后，在路径规划信息中选取预瞄距离内的预瞄点的位置坐标、对应的期望速度值和期望航向。

步骤104，将自动驾驶充电车的当前速度信息、当前航向信息分别与前方路点对应的期望速度信息、期望航向信息进行比对，得到比对结果信息；

在自动驾驶车辆行驶过程中，实时将车辆的当前速度和预瞄距离内的预瞄点对应的期望速度和航向进行比对，目的是根据比对结果及时进行速度调整，从而实现速度跟随和纵向控制。

步骤105，根据比对结果信息分别生成档位控制参数、纵向速度控制指令；

根据当前速度、航向和预瞄点对应的期望速度、期望航向之间的偏差生成控制信号，包括档位控制、纵向速度控制。例如，当预瞄点对应的期望速度大于车辆的当前速度时，生成纵向加速控制信号，反之，生成纵向减速控制信号。

步骤106，根据档位控制参数切换自动驾驶充电车的控制档位；

根据档位控制参数将自动驾驶充电车的控制档位切换到前进档位或者倒车档位。在档位切换过程中，首先产生制动信号，控制车辆停车后再切换到指定的档位。

步骤107，根据纵向速度控制指令控制自动驾驶充电车的纵向速度；

根据纵向速度控制指令控制自动驾驶充电车的纵向加速或减速，从而保证车辆行驶速度和航向与预瞄点的期望速度和期望航向保持一致。

步骤108，当预瞄距离内的路点对应的期望速度值为零时，根据自动驾驶充电车的当前位置和期望速度值为零的路点对应的位置确定停车距离和目标停车位置；

当预瞄距离内出现速度值为零的预瞄点时，速度值为零的点即为目标停车位置对应的点，车辆当前位置和目标停车位置之间的距离为停车距离。

步骤109，根据停车距离生成制动控制信号，根据制动控制信号控制自动驾驶充电车在目标停车位置停车。

当停车距离满足预设条件时，生成强度线性增加的制动控制信号；自动驾驶充电车根据制动控制信号减速行驶，并在目标停车位置停车。

在停车的过程中，为了保证制动过程更加平滑，对制动控制信号进行低通滤波处理，目的是使产生的制动力的变化趋于平滑，防止产生车身抖动现象，保证行车安全性。

在一个具体的实施例中，还包括服务器对自动驾驶充电车的状态进行统计，生成状态列表的步骤，具体包括：

自动驾驶充电车向服务器发送停车完成信息；服务器根据停车完成信息获取自动驾驶充电车的id信息和剩余电量信息；将id信息、剩余电量信息以及停车位置信息生成自动驾驶充电车信息列表。

在另一个具体的实施例中，自动驾驶车辆需要进行充电时，向服务器发送充电请求，服务器接收自动驾驶车辆发送的充电请求信息，充电请求信息中包含请求车辆位置信息；在自动驾驶充电车信息列表中查询距离请求车辆位置信息距离最近的自动驾驶充电车的停车位置信息，并发送至自动驾驶车辆。自动驾驶车辆根据当前位置和充电车的停车位置规划行驶路径，按照行驶路径行驶到充电车所在的位置进行充电。

本发明提供的自动驾驶充电车精准泊车的纵向控制方法，获取路径规划信息，路径规划信息包括道路路点位置信息、每个路点对应的期望速度信息和期望航向信息；根据自动驾驶充电车的行驶速度实时获取车辆行驶过程中的预瞄距离；选取预瞄距离内的所有道路路点位置信息、每个路点对应的期望速度信息和期望航向信息；将自动驾驶充电车的当前速度信息、当前航向信息分别与前方路点对应的期望速度信息、期望航向信息进行比对，得到比对结果信息；根据比对结果信息分别生成档位控制参数、纵向速度控制指令；根据档位控制参数切换自动驾驶充电车的控制档位；根据纵向速度控制指令控制自动驾驶充电车的纵向速度；当预瞄距离内的路点对应的期望速度值为零时，根据自动驾驶充电车的当前位置和期望速度值为零的路点对应的位置确定停车距离和目标停车位置；根据停车距离生成制动控制信号，根据制动控制信号控制自动驾驶充电车在目标停车位置停车。本发明提供的方法，根据路径规划信息中预瞄距离内的路点对应的期望速度信息和期望航向信息进行速度跟随和纵向控制，根据停车距离生成制动控制信号，从而实现精准泊车。

图2为本发明实施例二提供的自动驾驶充电车精准泊车的纵向控制装置示意图。如图2所示，包括：第一获取模块21、第二获取模块22、选取模块23、比对模块24、生成模块25、切换模块26、第一控制模块27、确定模块28、第二控制模块29；

第一获取模块21，用于获取路径规划信息，路径规划信息包括道路路点位置信息、每个路点对应的期望速度信息和期望航向信息；

第二获取模块22，用于根据自动驾驶充电车的行驶速度实时获取车辆行驶过程中的预瞄距离；

选取模块23，用于在路径规划信息中选取预瞄距离内的所有道路路点位置信息、每个路点对应的期望速度信息和期望航向信息；

比对模块24，用于将自动驾驶充电车的当前速度信息、当前航向信息分别与前方路点对应的期望速度信息、期望航向信息进行比对，得到比对结果信息；

生成模块25，用于根据比对结果信息分别生成档位控制参数、纵向速度控制指令；

切换模块26，用于根据档位控制参数切换自动驾驶充电车的控制档位；

第一控制模块27，用于根据纵向速度控制指令控制自动驾驶充电车的纵向速度；

确定模块28，用于当预瞄距离内的路点对应的期望速度值为零时，根据自动驾驶充电车的当前位置和期望速度值为零的路点对应的位置确定停车距离和目标停车位置；

第二控制模块29，用于根据停车距离生成制动控制信号，根据制动控制信号控制自动驾驶充电车在目标停车位置停车。

其中，第一获取模块21具体用于：向服务器发送地图数据获取请求，地图数据获取请求中包含行驶区域标识信息；服务器根据行驶区域标识信息在地图数据库中调用行驶区域地图发送至自动驾驶充电车；自动驾驶充电车对行驶区域地图进行解析，提取道路信息；根据道路信息进行路径规划，得到道路路点位置信息、每个路点对应的期望速度信息和期望航向信息。

第二获取模块22具体用于：根据自动驾驶充电车的车体上安装的传感器获取行驶速度；根据行驶速度计算所述预瞄距离。

切换模块26具体用于：根据档位控制参数将自动驾驶充电车的控制档位切换到前进档位或者倒车档位。

第一控制模块27具体用于：根据纵向速度控制指令控制自动驾驶充电车的纵向加速或减速。

第二控制模块29具体用于：当停车距离满足预设条件时，生成强度线性增加的制动控制信号；自动驾驶充电车根据制动控制信号减速行驶，并在目标停车位置停车。

另外，装置还包括处理模块，用于对制动控制信号进行低通滤波处理，以使制动控制信号产生的制动力的变化趋于平滑。

本申请实施例二提供的自动驾驶充电车精准泊车的纵向控制装置的具体工作过程和实施例一提供的自动驾驶充电车精准泊车的纵向控制方法对应，此处不再赘述。

本发明提供的自动驾驶充电车精准泊车的纵向控制装置，获取路径规划信息，路径规划信息包括道路路点位置信息、每个路点对应的期望速度信息和期望航向信息；根据自动驾驶充电车的行驶速度实时获取车辆行驶过程中的预瞄距离；选取预瞄距离内的所有道路路点位置信息、每个路点对应的期望速度信息和期望航向信息；将自动驾驶充电车的当前速度信息、当前航向信息分别与前方路点对应的期望速度信息、期望航向信息进行比对，得到比对结果信息；根据比对结果信息分别生成档位控制参数、纵向速度控制指令；根据档位控制参数切换自动驾驶充电车的控制档位；根据纵向速度控制指令控制自动驾驶充电车的纵向速度；当预瞄距离内的路点对应的期望速度值为零时，根据自动驾驶充电车的当前位置和期望速度值为零的路点对应的位置确定停车距离和目标停车位置；根据停车距离生成制动控制信号，根据制动控制信号控制自动驾驶充电车在目标停车位置停车。本发明提供的装置，根据路径规划信息中预瞄距离内的路点对应的期望速度信息和期望航向信息进行速度跟随和纵向控制，根据停车距离生成制动控制信号，从而实现精准泊车。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。