一种自动驾驶汽车底盘域的指令仲裁方法及系统与流程

本发明涉及汽车电子
技术领域：
，尤其涉及一种自动驾驶汽车底盘域的指令仲裁方法及系统。
背景技术：
：现有的汽车底盘域的指令仲裁方法，一般是基于优先级的判断方法。自动驾驶和辅助驾驶控制器的所有功能都会产生底盘控制指令，对这些指令按照功能的优先级，选择较高优先级的交由底盘执行器执行。纵向指令与横向指令分别有独立的优先级列表，独立执行仲裁。目前，随着汽车自动驾驶功能的日益复杂，增多，甚至会在线更新或安装新的功能，如果只在功能层面进行优先级的仲裁，难以处理复杂工况下功能的交互，不利于自动驾驶功能的扩展。因此，如何有效的对自动驾驶汽车底盘域的指令进行仲裁，以实现处理复杂工况下功能的交互，有利于自动驾驶功能的扩展，是一项亟待解决的问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明提供了一种自动驾驶汽车底盘域的指令仲裁方法及系统，能够处理复杂工况下功能的交互，有利于自动驾驶功能的扩展。本发明提供了一种自动驾驶汽车底盘域的指令仲裁方法，包括：在接收到多个功能指令时，基于功能指令对应的功能的优先级高低，确定一个优先级最高的主功能指令，其中，多个功能指令中包括：至少一个主功能指令，以及至少一个辅助功能指令；在多个功能指令中确定出允许叠加到所述优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令；基于所述主功能指令以及叠加到所述优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令，分别设置横向指令对应的横向力的阈值以及纵向指令对应的纵向力的阈值；协调横向指令对应的横向力和纵向指令对应的纵向力，以使所述横向力和所述纵向力构成的坐标点在附着椭圆范围内。优选地，所述在接收到多个功能指令时，基于功能指令对应的功能的优先级高低，确定一个优先级最高的主功能指令，包括：在接收到多个功能指令时，基于多个功能指令中的所有主功能指令获取预先生成的主功能优先级表；基于所述主功能优先级表，确定一个优先级最高的主功能指令。优选地，所述在多个功能指令中确定出允许叠加到所述优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令，包括：基于辅助功能与主功能的兼容属性，在多个功能指令中确定出与所述优先级最高的主功能指令兼容的至少一个辅助功能指令。优选地，所述协调横向指令对应的横向力和纵向指令对应的纵向力，以使所述横向力和所述纵向力构成的坐标点在附着椭圆范围内，包括：判断通过车辆动力学模型计算出的车辆轮胎横向力以及纵向力构成的坐标点是否在附着椭圆范围内，若否，则：当纵向指令为制动指令时，调整减小横向指令对应的横向力，以使调整后的横向力以及纵向力构成的坐标点在所述附着椭圆范围内。优选地，所述协调横向指令对应的横向力和纵向指令对应的纵向力，以使所述横向力和所述纵向力构成的坐标点在附着椭圆范围内，包括：判断通过车辆动力学模型计算出的车辆轮胎横向力以及纵向力构成的坐标点是否在附着椭圆范围内，若否，则：当纵向指令为加速指令时，调整减小纵向指令对应的纵向力，以使调整后的横向力以及纵向力构成的坐标点在所述附着椭圆范围内。一种自动驾驶汽车底盘域的指令仲裁系统，包括：第一确定模块，用于在接收到多个功能指令时，基于功能指令对应的功能的优先级高低，确定一个优先级最高的主功能指令，其中，多个功能指令中包括：至少一个主功能指令，以及至少一个辅助功能指令；第二确定模块，用于在多个功能指令中确定出允许叠加到所述优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令；设置模块，用于基于所述主功能指令以及叠加到所述优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令，分别设置横向指令对应的横向力的阈值以及纵向指令对应的纵向力的阈值；协调模块，用于协调横向指令对应的横向力和纵向指令对应的纵向力，以使所述横向力和所述纵向力构成的坐标点在附着椭圆范围内。优选地，所述第一确定模块在执行在接收到多个功能指令时，基于功能指令对应的功能的优先级高低，确定一个优先级最高的主功能指令时，具体用于：在接收到多个功能指令时，基于多个功能指令中的所有主功能指令获取预先生成的主功能优先级表；基于所述主功能优先级表，确定一个优先级最高的主功能指令。优选地，所述第二确定模块在执行在多个功能指令中确定出允许叠加到所述优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令时，具体用于：基于辅助功能与主功能的兼容属性，在多个功能指令中确定出与所述优先级最高的主功能指令兼容的至少一个辅助功能指令。优选地，所述协调模块在执行协调横向指令对应的横向力和纵向指令对应的纵向力，以使所述横向力和所述纵向力构成的坐标点在附着椭圆范围内时，具体用于：判断通过车辆动力学模型计算出的车辆轮胎横向力以及纵向力构成的坐标点是否在附着椭圆范围内，若否，则：当纵向指令为制动指令时，调整减小横向指令对应的横向力，以使调整后的横向力以及纵向力构成的坐标点在所述附着椭圆范围内。优选地，所述协调模块在执行协调横向指令对应的横向力和纵向指令对应的纵向力，以使所述横向力和所述纵向力构成的坐标点在附着椭圆范围内时，具体用于：判断通过车辆动力学模型计算出的车辆轮胎横向力以及纵向力构成的坐标点是否在附着椭圆范围内，若否，则：当纵向指令为加速指令时，调整减小纵向指令对应的纵向力，以使调整后的横向力以及纵向力构成的坐标点在所述附着椭圆范围内。综上所述，本发明公开了一种自动驾驶汽车底盘域的指令仲裁方法，当需要对自动驾驶汽车的底盘域的指令进行仲裁时，首先在接收到多个功能指令时，基于功能指令对应的功能的优先级高低，确定一个优先级最高的主功能指令，然后在多个功能指令中确定出允许叠加到所述优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令，然后基于主功能指令以及叠加到优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令，分别设置横向指令对应的横向力的阈值以及纵向指令对应的纵向力的阈值；最后协调横向指令对应的横向力和纵向指令对应的纵向力，以使横向力和纵向力构成的坐标点在附着椭圆范围内。本发明通过将辅助功能指令叠加在主功能指令上，实现了复杂工况下功能的交互，有利于自动驾驶功能的扩展，通过对横向指令对应的横向力和纵向指令对应的纵向力的协调处理，在保证安全的前提下能够达到最大的底盘性能利用。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明公开的一种自动驾驶汽车底盘域的指令仲裁方法实施例1的方法流程图；图2为本发明公开的一种自动驾驶汽车底盘域的指令仲裁方法实施例2的方法流程图；图3为本发明公开的一种自动驾驶汽车底盘域的指令仲裁系统实施例1的结构示意图；图4为本发明公开的一种自动驾驶汽车底盘域的指令仲裁系统实施例2的结构示意图；图5为本发明公开的一种附着椭圆的示意图；图6为本发明公开的其中一种附着椭圆的应用示意图；图7为本发明公开的另一种附着椭圆的应用示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1所示，为本发明公开的一种自动驾驶汽车底盘域的指令仲裁方法实施例1的方法流程图，所述方法可以包括以下步骤：s101、在接收到多个功能指令时，基于功能指令对应的功能的优先级高低，确定一个优先级最高的主功能指令，其中，多个功能指令中包括：至少一个主功能指令，以及至少一个辅助功能指令；在各个功能同时发出功能指令时，需要对多个功能指令进行仲裁。其中，各个功能同时发出的功能指令中包括一个或多个主功能指令，还包括一个或多个辅助功能指令。其中，主功能指令由主功能发出，辅助功能指令由辅助功能发出。主功能可以包括：高速自动驾驶功能、城市道路自动驾驶功能、自动巡航功能、辅助泊车功能、自动驶离功能、人工驾驶模式功能等。辅助功能可以包括：车道线保持辅助功能、稳定性控制功能、触觉报警功能等。在接收到多个功能指令时，首先根据功能指令中的主功能指令对应的主功能的功能优先级高低，确定出一个优先级最高的主功能对应的主功能指令。例如，当接收到的功能指令包括的主功能指令有高速自动驾驶功能指令、城市道路自动驾驶功能指令、自动巡航功能指令、辅助泊车功能指令、自动驶离功能指令和人工驾驶模式功能指令时，根据高速自动驾驶功能、城市道路自动驾驶功能、自动巡航功能、辅助泊车功能、自动驶离功能和人工驾驶模式功能的功能优先级高低，确定出优先级最高的人工驾驶模式功能，进而确定出对应的人工驾驶模式功能指令，将人工驾驶模式功能指令确定为接收到的多个功能指令中优先级最高的主功能指令。s102、在多个功能指令中确定出允许叠加到优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令；在接收到的多个功能指令中确定出一个优先级最高的主功能指令后，进一步在多个功能指令的辅助功能指令中确定出允许叠加到优先级最高的主功能指令的辅助功能指令。需要说明的是，在确定出允许叠加到优先级最高的主功能指令的辅助功能指令后，可以根据实际需求只叠加一个辅助功能指令到优先级最高的主功能指令，也可以叠加多个辅助功能指令到优先级最高的主功能指令。s103、基于主功能指令以及叠加到优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令，分别设置横向指令对应的横向力的阈值以及纵向指令对应的纵向力的阈值；在确定出优先级最高的主功能指令，以及叠加到优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令后，进一步根据优先级最高的主功能指令，以及叠加到优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令，对横向指令对应的横向力和纵向指令对应的纵向力分别进行阈值限制。其中，横向指令对应的横向力的阈值为附着椭圆横向力的最大值，纵向指令对应的纵向力的阈值为附着椭圆纵向力的最大绝对值。例如，当附着椭圆的最大横向力为3000n时，横向指令对应的横向力的阈值为3000n；当附着椭圆的最大驱动力为8000n时，纵向指令对应的纵向力的阈值为8000n。s104、协调横向指令对应的横向力和纵向指令对应的纵向力，以使横向力和纵向力构成的坐标点在附着椭圆范围内。然后，在指令的仲裁过程中，对横向指令对应的横向力和纵向指令对应的纵向力进行协调，使得横向力和纵向力构成的坐标点在附着椭圆范围内。需要说明的是，本实施例所述附着椭圆范围内包含附着椭圆的边界，即，横向力和纵向力构成的坐标点可以在附着椭圆上。如图5所示，为本发明公开的一种附着椭圆的示意图，其中，虚线为附着椭圆的边界。如表1所示为本发明公开的一种附着椭圆的数据。表1附着椭圆数据其中，附着椭圆的数据可以预先确定好，以标准车重和标准附着系数为条件试验得到。如考虑路面和车重变化带来的影响，只需再乘以一个系数a，a＝(当前车重/标准车重)*(当前路面附着系数/标准附着系数)。当前车重与当前路面附着系数为系统外部提供的实时信息(车重一般由空气悬架控制器提供，附着系数由电子稳定系统提供)。综上所述，上述实施例在对自动驾驶汽车的底盘域的指令进行仲裁时，通过将辅助功能指令叠加在主功能指令上，实现了复杂工况下功能的交互，有利于自动驾驶功能的扩展；通过设置横向指令对应的横向力的阈值和纵向指令对应的纵向力的阈值，以及通过对横向指令对应的横向力和纵向指令对应的纵向力的协调处理，在保证安全的前提下能够达到最大的底盘性能利用。如图2所示，为本发明公开的一种自动驾驶汽车底盘域的指令仲裁方法实施例2的方法流程图，所述方法可以包括以下步骤：s201、在接收到多个功能指令时，基于多个功能指令中的所有主功能指令获取预先生成的主功能优先级表，基于主功能优先级表，确定一个优先级最高的主功能指令，其中，多个功能指令中包括：至少一个主功能指令，以及至少一个辅助功能指令；在各个功能同时发出功能指令时，需要对多个功能指令进行仲裁。其中，各个功能同时发出的功能指令中包括一个或多个主功能指令，还包括一个或多个辅助功能指令。其中，主功能指令由主功能发出，辅助功能指令由辅助功能发出。主功能可以包括：高速自动驾驶功能、城市道路自动驾驶功能、自动巡航功能、辅助泊车功能、自动驶离功能、人工驾驶模式功能等。辅助功能可以包括：车道线保持辅助功能、稳定性控制功能、触觉报警功能等。在接收到多个功能指令时，首先根据功能指令中的主功能指令对应的主功能，获取相应的预先生成的主功能优先级表。例如，当接收到的功能指令包括的主功能指令有高速自动驾驶功能指令、城市道路自动驾驶功能指令、自动巡航功能指令、辅助泊车功能指令、自动驶离功能指令和人工驾驶模式功能指令时，生成高速自动驾驶功能、城市道路自动驾驶功能、自动巡航功能、辅助泊车功能、自动驶离功能和人工驾驶模式功能时，获取到的生成的主功能的优先级表如表2所示。表2主功能优先级然后，根据获取到的主功能优先级表确定出优先级最高的功能，如，确定出优先级最高的人工驾驶模式功能，进而确定出对应的人工驾驶模式功能指令，将人工驾驶模式功能指令确定为接收到的多个功能指令中优先级最高的主功能指令。s202、基于辅助功能与主功能的兼容属性，在多个功能指令中确定出与优先级最高的主功能指令兼容的至少一个辅助功能指令；在接收到的多个功能指令中确定出一个优先级最高的主功能指令后，进一步在多个功能指令的辅助功能指令中确定出允许叠加到优先级最高的主功能指令的辅助功能指令。具体的，可以根据辅助功能与主功能的兼容属性，确定出与优先级最高的主功能指令兼容的至少一个辅助功能指令。如表3所示，为辅助功能与主功能兼容性的对应关系。表3辅助功能与主功能兼容性的对应关系辅助功能名称id兼容的主功能idaeb1任意lka23、6稳定性控制3任意触觉报警4任意例如，当确定出的优先级最高的主功能指令为人工驾驶模式功能指令时，允许叠加到人工驾驶模式功能指令的辅助功能指令可以有：aeb指令、lka指令、稳定性控制指令和触觉报警指令。需要说明的是，在确定出允许叠加到优先级最高的主功能指令的辅助功能指令后，可以根据实际需求只叠加一个辅助功能指令到优先级最高的主功能指令，也可以叠加多个辅助功能指令到优先级最高的主功能指令。s203、基于主功能指令以及叠加到优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令，分别设置横向指令对应的横向力的阈值以及纵向指令对应的纵向力的阈值；在确定出优先级最高的主功能指令，以及叠加到优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令后，进一步根据优先级最高的主功能指令，以及叠加到优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令，对横向指令对应的横向力和纵向指令对应的纵向力分别进行阈值限制。其中，横向指令对应的横向力的阈值为附着椭圆横向力的最大值，纵向指令对应的纵向力的阈值为附着椭圆纵向力的最大绝对值。例如，当附着椭圆的最大横向力为3000n时，横向指令对应的横向力的阈值为3000n；当附着椭圆的最大驱动力为8000n时，纵向指令对应的纵向力的阈值为8000n。s204、判断通过车辆动力学模型计算出的车辆轮胎横向力以及纵向力构成的坐标点是否在附着椭圆范围内，若否，则：进入s205或s206，在指令的仲裁过程中，通过车辆动力学模型计算出车辆轮胎横向力以及纵向力，并判断计算出的车辆轮胎横向力以及纵向力构成的坐标点是否在附着椭圆范围内。需要说明的是，本实施例所述附着椭圆范围内包含附着椭圆的边界，即，横向力和纵向力构成的坐标点可以在附着椭圆上。如图5所示，为本发明公开的一种附着椭圆的示意图，其中，虚线为附着椭圆的边界。如表1所示为本发明公开的一种附着椭圆的数据。其中，附着椭圆的数据可以预先确定好，以标准车重和标准附着系数为条件试验得到。如考虑路面和车重变化带来的影响，只需再乘以一个系数a，a＝(当前车重/标准车重)*(当前路面附着系数/标准附着系数)。当前车重与当前路面附着系数为系统外部提供的实时信息(车重一般由空气悬架控制器提供，附着系数由电子稳定系统提供)。s205、当纵向指令为制动指令时，调整减小横向指令对应的横向力，以使调整后的横向力以及纵向力构成的坐标点在附着椭圆范围内；当车辆轮胎横向力以及纵向力构成的坐标点未在附着椭圆范围内时，需要对横向力和纵向力进行协调。当纵向指令为制动指令时，则调整减小横向指令对应的横向力，以使调整后的横向力以及纵向力构成的坐标点在附着椭圆；即，减小侧偏力，制动力不变，制动指令优先级高于横向指令。如图6所示，当纵向指令为制动指令，车辆轮胎横向力和纵向力构成的坐标点为a时，此时调整减小横向指令对应的横向力至附着椭圆，即通过减小横向指令对应的横向力，将坐标点a调整到坐标点c，以使调整后的车辆轮胎横向力以及纵向力构成的坐标点c在附着椭圆范围内。s206、当纵向指令为加速指令时，调整减小纵向指令对应的纵向力，以使调整后的横向力以及纵向力构成的坐标点在附着椭圆范围内。当车辆轮胎横向力以及纵向力构成的坐标点未在附着椭圆范围内时，需要对横向力和纵向力进行协调。当纵向指令为加速指令时，则调整减小纵向指令对应的纵向力，以使调整后的横向力以及纵向力构成的坐标点在附着椭圆；即，减小驱动力，侧偏力不变，横向指令优先级高于加速指令。如图7所示，当纵向指令为加速指令，车辆轮胎横向力和纵向力构成的坐标点为a时，此时调整减小纵向指令对应的纵向力至附着椭圆，即通过减小纵向指令对应的纵向力，将坐标点a调整到坐标点b，以使调整后的车辆轮胎横向力以及纵向力构成的坐标点b在附着椭圆范围内。综上所述，上述实施例在对自动驾驶汽车的底盘域的指令进行仲裁时，能够根据主功能优先级表以及辅助功能与主功能的兼容性，将辅助功能指令叠加在主功能指令上，实现了复杂工况下功能的交互，有利于自动驾驶功能的扩展；通过设置横向指令对应的横向力的阈值和纵向指令对应的纵向力的阈值，以及通过对横向指令对应的横向力和纵向指令对应的纵向力的协调处理，在保证安全的前提下能够达到最大的底盘性能利用。如图3所示，为本发明公开的一种自动驾驶汽车底盘域的指令仲裁系统实施例1的结构示意图，所述系统可以包括：第一确定模块301，用于在接收到多个功能指令时，基于功能指令对应的功能的优先级高低，确定一个优先级最高的主功能指令，其中，多个功能指令中包括：至少一个主功能指令，以及至少一个辅助功能指令；第二确定模块302，用于在多个功能指令中确定出允许叠加到优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令；设置模块303，用于基于主功能指令以及叠加到优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令，分别设置横向指令对应的横向力的阈值以及纵向指令对应的纵向力的阈值；协调模块304，用于协调横向指令对应的横向力和纵向指令对应的纵向力，以使横向力和纵向力构成的坐标点在附着椭圆范围内。关于本实施例提供的自动驾驶汽车底盘域的指令仲裁系统的方案详见图1所示的实施例，在此不再赘述。如图4所示，为本发明公开的一种自动驾驶汽车底盘域的指令仲裁系统实施例2的结构示意图，所述系统可以包括：第一确定模块401，用于在接收到多个功能指令时，基于多个功能指令中的所有主功能指令获取预先生成的主功能优先级表，基于主功能优先级表，确定一个优先级最高的主功能指令，其中，多个功能指令中包括：至少一个主功能指令，以及至少一个辅助功能指令；第二确定模块402，用于基于辅助功能与主功能的兼容属性，在多个功能指令中确定出与优先级最高的主功能指令兼容的至少一个辅助功能指令；设置模块403，用于基于主功能指令以及叠加到优先级最高的主功能指令的至少一个辅助功能指令，分别设置横向指令对应的横向力的阈值以及纵向指令对应的纵向力的阈值；协调模块404，用于判断通过车辆动力学模型计算出的车辆轮胎横向力以及纵向力构成的坐标点是否在附着椭圆范围内；协调模块404，还用于在车辆轮胎横向力以及纵向力构成的坐标点未在附着椭圆范围内，纵向指令为制动指令时，调整减小横向指令对应的横向力，以使调整后的横向力以及纵向力构成的坐标点在附着椭圆范围内；协调模块404，还用于在车辆轮胎横向力以及纵向力构成的坐标点未在附着椭圆范围内，纵向指令为加速指令时，调整减小纵向指令对应的纵向力，以使调整后的横向力以及纵向力构成的坐标点在附着椭圆范围内。关于本实施例提供的自动驾驶汽车底盘域的指令仲裁系统的方案详见图2所示的实施例，在此不再赘述。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。专业人员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直接用硬件、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。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。当前第1页12