本申请涉及车辆泊车技术领域,尤其涉及一种铰接式车辆泊车控制方法、装置及铰接式车辆。
背景技术:
现有技术中辅助铰接式车辆倒车泊车的方法,包括以下步骤:记录针对指定路径的第一铰接式车辆的预定数目的位置;记录在预定数目的位置处铰接式车辆的每个铰接接头的铰接角度;记录在预定数目的位置处第一铰接式车辆的方位;将指定路径的记录值保存在存储器中;通过使用记录值和铰接式车辆的尺寸信息来计算针对指定路径的第一铰接式车辆的扫掠区域;以及当铰接式车辆沿着指定路径倒车时使用扫掠区域来控制铰接式车辆的转向,使得铰接式车辆在倒车期间不延伸到扫掠区域外。然而,该方法需要事先记录预定数目位置的铰接角度,且铰接角度不易测量,操作比较繁琐,人工成本比较高。
技术实现要素:
本申请提供一种铰接式车辆泊车控制方法、装置及铰接式车辆,以实现准确泊车。
本申请提供一种铰接式车辆泊车控制方法,包括:
基于分设在车辆的铰接轴两端的角度传感器所采集的铰接角度,确定车辆的铰接角速度;
基于车头质心参数,以及所述车辆的铰接角速度,确定车辆的转向参数;
基于所述车辆的转向参数,控制车辆泊车至停车点。
根据本申请提供的一种铰接式车辆泊车控制方法,所述基于分设在车辆的铰接轴两端的角度传感器所采集的铰接角度,确定车辆的铰接角速度,包括:
通过分设在车辆的铰接轴两端的角度传感器,采集第一铰接角度集和第二铰接角度集;
基于第一铰接角度集确定第一角速度,基于第二铰接角度集确定第二角速度;
基于所述第一角速度和所述第二角速度,确定车辆的铰接角速度。
根据本申请提供的一种铰接式车辆泊车控制方法,所述通过分设在车辆的铰接轴两端的角度传感器,采集第一铰接角度集和第二铰接角度集,包括:
每隔第一预设时间间隔,通过设置在铰接轴一端的铰接角度传感器采集一个第一铰接角度,并置入所述第一铰接角度集;
每隔第二预设时间间隔,通过设置在铰接轴另一端的铰接角度传感器采集一个第二铰接角度,并置入所述第二铰接角度集。
根据本申请提供的一种铰接式车辆泊车控制方法,所述基于第一铰接角度集确定第一角速度,基于第二铰接角度集确定第二角速度,包括:
基于所述第一铰接角度集中每两个相邻角度值的差值,以及所述第一预设时间间隔,确定第一初始角速度,并对各第一初始角速度进行滤波处理后获取所述第一角速度;
基于所述第二铰接角度集中每两个相邻角度值的差值,以及所述第二预设时间间隔,确定第二初始角速度,并对各第二初始角速度进行滤波处理后获取所述第二角速度。
根据本申请提供的一种铰接式车辆泊车控制方法,所述基于车头质心参数,以及所述车辆的铰接角速度,确定车辆的转向参数,包括:
基于车头质心参数,确定车头铰接点参数;
基于所述车头铰接点参数,以及车辆的铰接角速度,确定车尾的质心参数;
基于所述车尾的质心参数,确定车辆的转向参数。
根据本申请提供的一种铰接式车辆泊车控制方法,所述车头质心参数包括:车头质心的位置、车头质心的速度、车头质心的航向角以及车头质心的航向角速度,所述车头铰接点参数包括:车头铰接点的位置、车头铰接点的速度、车头铰接点的航向角以及车头铰接点的航向角速度;
所述基于车头质心参数,确定车头铰接点参数,包括:
采用杆臂补偿的方式将所述车头质心的位置和所述车头质心的速度进行转换,获取所述车头铰接点的位置和所述车头铰接点的速度;
将所述车头质心的航向角作为所述车头铰接点的航向角,并将所述车头质心的航向角速度作为所述车头铰接点的航向角速度。
根据本申请提供的一种铰接式车辆泊车控制方法,所述车尾的质心参数包括:车尾质心的位置、车尾质心的速度、车尾质心的航向角以及车尾质心的航向角速度;
所述基于所述车头铰接点参数,以及车辆的铰接角速度,获取车尾的质心参数,包括:
基于所述车头铰接点的航向角,所述车头铰接点的航向角速度和所述车辆的铰接角速度,获取车尾铰接点的航向角和车尾铰接点的航向角速度;
将所述车头铰接点的位置作为所述车尾铰接点的位置,并将车头铰接点的速度作为所述车尾铰接点的速度;
采用杆臂补偿的方式将所述车尾铰接点的位置和所述车尾铰接点的速度进行转换,获取车尾质心的位置和车尾质心的速度,并将所述车尾铰接点的航向角作为所述车尾质心的航向角,以及将所述车尾铰接点的航向角速度作为所述车尾质心的航向角速度。
根据本申请提供的一种铰接式车辆泊车控制方法,所述基于所述车头铰接点的航向角,所述车头铰接点的航向角速度和所述车辆的铰接角速度,获取车尾铰接点的航向角和车尾铰接点的航向角速度,包括:
将所述车头铰接点的航向角与所述车辆的铰接角速度之和,作为所述车尾铰接点的航向角;
将所述车头铰接点的航向角速度与所述车辆的铰接角速度之和,作为所述车尾铰接点的航向角速度。
根据本申请提供的一种铰接式车辆泊车控制方法,所述基于所述车尾的质心参数,获取车辆的转向参数,包括:
基于所述车尾质心的位置与预设参考点的位置,确定位置误差;
基于所述车尾质心的速度与预设参考点的速度,确定速度误差;
基于所述位置误差与所述速度误差,确定车辆的转向参数。
本申请还提供一种铰接式车辆泊车控制装置,包括:
根据本申请提供的一种铰接式车辆泊车控制装置,角速度获取单元,用于基于分设在车辆的铰接轴两端的角度传感器所采集的铰接角度,确定车辆的铰接角速度;
转向参数获取单元,用于基于车头质心参数,以及所述车辆的铰接角速度,确定车辆的转向参数;
泊车单元,用于基于所述车辆的转向参数,控制车辆泊车至停车点。
根据本申请提供的一种铰接式车辆泊车控制装置,所述角速度获取单元,包括:
第一获取单元,用于通过分设在车辆的铰接轴两端的角度传感器,采集第一铰接角度集和第二铰接角度集;
第二获取单元,用于基于第一铰接角度集确定第一角速度,基于第二铰接角度集确定第二角速度;
第三获取单元,用于基于所述第一角速度和所述第二角速度,确定车辆的铰接角速度。
根据本申请提供的一种铰接式车辆泊车控制装置,所述转向参数获取单元,包括:
第一参数获取单元,用于基于车头质心参数,确定车头铰接点参数;
第二参数获取单元,用于基于所述车头铰接点参数,以及车辆的铰接角速度,确定车尾的质心参数;
第三参数获取单元,用于基于所述车尾的质心参数,确定车辆的转向参数。
本申请还提供一种铰接式车辆,包括如上任一实施例所述的铰接式车辆泊车控制装置。
本申请还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述铰接式车辆泊车控制方法的步骤。
本申请还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述铰接式车辆泊车控制方法的步骤。
本申请提供的铰接式车辆泊车控制方法、装置及铰接式车辆,基于分设在车辆的铰接轴两端的角度传感器所采集的铰接角度,确定车辆的铰接角速度;基于车头质心参数,以及车辆的铰接角速度,确定车辆的转向参数;基于车辆的转向参数,控制车辆泊车至停车点。由于本申请中车辆的铰接角速度是基于铰接式车辆上已经具备的两个铰接角度传感器获取的,从而能够快速且准确获取铰接角速度,然后通过控制逻辑实现流畅泊车且控制误差较小,实现准确到达停车位置。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍,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是本申请提供的铰接式车辆泊车控制方法的流程示意图;
图2是本申请提供的铰接式车辆泊车控制方法中步骤110的实施方式的流程示意图;
图3是本申请提供的铰接式车辆泊车控制方法中步骤111的实施方式的流程示意图;
图4是本申请提供的铰接式车辆泊车控制方法中步骤112的实施方式的流程示意图;
图5是本申请提供的铰接式车辆泊车控制方法中步骤120的实施方式的流程示意图;
图6是本申请提供的铰接式车辆泊车控制方法中步骤121的实施方式的流程示意图;
图7是本申请提供的车头质心和车头铰接点的示意图;
图8是本申请提供的铰接式车辆泊车控制方法中步骤122的实施方式的流程示意图;
图9是本申请提供的车头质心、车尾质心和车头铰接点的示意图;
图10是本申请提供的铰接式车辆泊车控制方法中步骤122a的实施方式的流程示意图;
图11是本申请提供的铰接式车辆泊车控制方法中步骤123的实施方式的流程示意图;
图12是本申请提供的铰接式车辆泊车控制装置的结构示意图;
图13是本申请提供的铰接式车辆泊车控制装置的角速度获取单元的结构示意图;
图14是本申请提供的铰接式车辆泊车控制装置的第一获取单元的结构示意图;
图15是本申请提供的铰接式车辆泊车控制装置的转向参数获取单元的结构示意图;
图16是本申请提供的铰接式车辆泊车控制装置的第一参数获取单元的结构示意图;
图17是本申请提供的铰接式车辆泊车控制装置的第二参数获取单元的结构示意图;
图18是本申请提供的铰接式车辆泊车控制装置的第三计算单元的结构示意图;
图19是本申请提供的铰接式车辆泊车控制装置的第三参数获取单元的结构示意图;
图20是本申请提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请中的附图,对本申请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。
现有技术中辅助铰接式车辆倒车泊车的方法,包括以下步骤:记录针对指定路径的第一铰接式车辆的预定数目的位置;记录在预定数目的位置处铰接式车辆的每个铰接接头的铰接角度;记录在预定数目的位置处第一铰接式车辆的方位;将指定路径的记录值保存在存储器中;通过使用记录值和铰接式车辆的尺寸信息来计算针对指定路径的第一铰接式车辆的扫掠区域;以及当铰接式车辆沿着指定路径倒车时使用扫掠区域来控制铰接式车辆的转向,使得铰接式车辆在倒车期间不延伸到扫掠区域外。然而,该方法需要事先记录预定数目位置的铰接角度,且铰接角度不易测量,操作比较繁琐,人工成本比较高。
对此,本申请提供一种铰接式车辆泊车控制方法,如图1所示,该方法包括如下步骤:
步骤110、基于分设在车辆的铰接轴两端的角度传感器所采集的铰接角度,确定车辆的铰接角速度。
在本步骤中,需要说明的是,铰接式车辆是指用铰连装置连接在一起的两节或多节车身组成的轮式车辆和履带式车辆,使用专门的液压机构,能够使车身相对的在水平面或垂直纵断(或横断)面上移动。它靠各车身之间的连接环的相互转动而改变前进方向。由于铰接式车辆没有转向桥和转向轮,其转向是独特的依靠前车身绕铰接体的横摆运动来实现,因此对于铰接式车辆,需要通过车辆的铰接角速度来控制铰接式车辆的泊车。
本实施例通过在铰接轴的两端各设置一个铰接角度传感器,基于两个铰接角度传感器分别获取第一铰接角度集和第二铰接角度集,例如,可以通过铰接轴一端的铰接角度传感器按照预设条件获取若干个车辆铰接角度,若干个车辆铰接角度构成第一铰接角度集;其中,预设条件可以为按照等时间间隔获取车辆铰接角度(如按每隔5ms获取),也可以为按照时间间隔递增获取车辆铰接角度(如第一次按间隔1ms、第二次按间隔2ms、第三次按间隔3ms,依次类推第n次按间隔nms),本实施例对此不作具体限定。同理,通过铰接轴另一端的铰接角度传感按照预设条件获取若干个车辆铰接角度,构成第二铰接角度集。
需要说明的是,由于角度传感器本身会存在测量误差等不稳定因素,为了避免传感器本身对测量结果的影响,本实施例通过设置两个角度传感器分别获取铰接角度,从而可以避免单个传感器获取角度时由于仪器本身造成的测量误差,使得获取的铰接角度结果更稳定且准确。同时,角度传感器是直接安装于铰接轴上,不依赖于任何机械结构,而且测量范围较大,从而可以快速且便捷获取测量结果。此外,本实施例考虑铰接式车辆铰接轴的具体结构空间,所以设置了两个角度传感器,若空间足够还可设置多个角度传感器。
步骤120、基于车头质心参数,以及车辆的铰接角速度,确定车辆的转向参数。
在本步骤中,车头质心参数可包括:车头质心的位置、车头质心的速度、车头质心的姿态和车头质心的姿态角速度。其中,质心的位置包括经度、纬度和高度,速度包括东、北、天三个方向的速度,姿态可包括航向角、俯仰角和横滚角,姿态角速度包括:航向角速度、俯仰角速度和横滚角速度。由于目前的铰接式车辆上装有惯性导航,且定位传感器安装在车辆的车头位置,因此可以通过定位传感器和惯性导航获取车头质心的参数。基于车头质心参数,和车辆的铰接角速度,可以确定车辆的转向参数,以供车辆根据转向参数进行精确停车。
步骤130、基于所述车辆的转向参数,控制车辆泊车至停车点。
在本步骤中,通过实时判断车辆位置与泊车停车点的位置之间的关系,根据转向参数控制车辆进行转向,当车辆达到泊车停车点时,控制车辆停车,从而无需额外增加定位传感器,且不需要预先记录预定数目位置的铰接角度,利用现有的车头部分设置的定位传感器和铰接轴上的角度传感器,实现流畅泊车,且控制误差小,能够准确的到达停车点停车。
本申请提供的铰接式车辆泊车控制方法,基于分设在车辆的铰接轴两端的角度传感器所采集的铰接角度,确定车辆的铰接角速度;基于车头质心参数,以及车辆的铰接角速度,确定车辆的转向参数;基于车辆的转向参数,控制车辆泊车至停车点。由于本申请中车辆的铰接角速度是基于铰接式车辆上已经具备的两个铰接角度传感器获取的,从而能够快速且准确获取铰接角速度,然后通过控制逻辑实现流畅泊车且控制误差较小,实现准确到达停车位置。
基于上述实施例,如图2所示,步骤110包括:
步骤111、通过分设在车辆的铰接轴两端的角度传感器,采集第一铰接角度集和第二铰接角度集;
步骤112、基于第一铰接角度集确定第一角速度,基于第二铰接角度集确定第二角速度;
步骤113、基于第一角速度和第二角速度,确定车辆的铰接角速度。
在本实施例中,需要说明的是,由于角度传感器获取的铰接角度会携带对应的时间信息,因此基于“铰接角速度=铰接角度变化量/时间”,可以获取对应的铰接角速度。
例如,第一铰接角度集包括铰接角度α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8、α9、α10、α11,且两个相邻的铰接角度的时间间隔为t,那么可以通过如下方式获取对应的角速度ω1=(α2-α1)/t,ω2=(α3-α2)/t,...,ω10=(α11-α10)/t,也可以通过如下方式获取对应的角速度ω’1=(α3-α1)/2t,ω’2=(α4-α2)/2t,...,ω’9=(α11-α9)/2t。
由此可见,基于第一铰接角度集可以获取多个铰接角速度,然后对多个铰接角速度进行滤波(如均值滤波),可以获取第一角速度。同理,基于第二铰接角度集可以获取多个铰接角速度,然后对多个铰接角速度进行滤波(如均值滤波),可以获取第二角速度。
此外,由于第一角速度和第二角速度是基于两个角度传感器获取的,两个角度传感器在不同情况下的测量精度不同,例如某一角度传感器损坏,测量精度较低,或者某一传感器型号对应的精度较高。因此,本实施例可以基于两个角度传感器的测量精度,确定第一角速度权重和第二角速度权重(如测量精度较高的角度传感器对应的铰接角速度权重较高),进而获取车辆的铰接角速度,也可以将第一角速度和第二角速度的平均值作为车辆的铰接角速度。
基于上述任一实施例,如图3所示,步骤111包括:
步骤111a、每隔第一预设时间间隔,通过设置在铰接轴一端的铰接角度传感器采集一个第一铰接角度,并置入所述第一铰接角度集;
步骤111b、每隔第二预设时间间隔,通过设置在铰接轴另一端的铰接角度传感器采集一个第二铰接角度,并置入所述第二铰接角度集。
在本实施例中,为了能够准确获取车辆的铰接角度,第一铰接角度集和第二铰接角度集均是由多个铰接角度构成的,即按照第一预设时间间隔,通过设置在铰接轴一端的铰接角度传感器获取若干组车辆铰接角度,得到第一铰接角度集,如按照时间间隔t1,通过角度传感器采集若干组车辆铰接角度。同理,第二铰接角度集可以按照时间间隔t2,通过角度传感器采集若干组车辆铰接角度。
需要说明的是,第一预设时间间隔和第二预设时间间隔可以根据角度传感器的状态进行设置,其中第一预设时间间隔可以与第二预设时间间隔相同,本实施例对此不作具体限定。
基于上述任一实施例,如图4所示,步骤112包括:
步骤112a、基于所述第一铰接角度集中每两个相邻角度值的差值,以及所述第一预设时间间隔,确定第一初始角速度,并对各第一初始角速度进行滤波处理后获取所述第一角速度;
步骤112b、基于所述第二铰接角度集中每两个相邻角度值的差值,以及所述第二预设时间间隔,确定第二初始角速度,并对各第二初始角速度进行滤波处理后获取所述第二角速度。
在本步骤中,需要说明的是,角度传感器是将感受到的被测角度转换成可用输出角度信号,而由于噪声影响会导致角度传感器输出的角度信号中存在误码,为了保证能够准确获取车辆的铰接角度,需要对角度传感器输出的角度信号进行滤波处理,去除信号中的误码,即分别对第一铰接角度集和第二铰接角度集进行滤波处理。其中,滤波处理可以包括中位值滤波、均值滤波、平滑滤波、低通滤波等。
在本实施例中,若第一预设时间间隔为t1,第一铰接角度集包括铰接角度α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8、α9、α10、α11,那么可以通过如均值滤波方式获取对应的第一初始角速度ω1=(α2-α1)/t1,ω2=(α3-α2)/t1,...,ω10=(α11-α10)/t1,则第一角速度为ω=(ω1+ω2+...+ω10)/10。同理,若第一预设时间间隔为t2,第二铰接角度集包括铰接角度α’1、α’2、α’3、α’4、α’5、α’6、α’7、α’8、α’9、α’10、α’11,那么可以通过如下方式获取对应的第二初始角速度ω’1=(α’2-α’1)/t2,ω’2=(α’3-α’2)/t2,...,ω’10=(α’11-α’10)/10,则第二角速度为ω’=(ω’1+ω’2+...+ω’10)。同样,也可以对各第一初始角速度和第二初始角速度进行其它滤波方式处理(如中位值滤波,低通滤波),获取第一角速度和第二角速度。本实施例优选采用中位值滤波,中位值滤波是通过采集n个周期的数据,去掉n个周期数据中的最大值和最小值,取剩下的数据的平均值,从而能够减小偶发性传感器数据异常对角速度造成的影响。因此,本实施例基于预设滤波长度,分别对第一铰接角度集和第二铰接角度集进行中位值滤波,不仅可以滤除角度传感器输出信号中的误码,而且能够减小偶发性传感器数据异常对角速度造成的影响,准确且稳定获取角速度。其中,预设滤波长度可以根据实际情况进行设置,本实施例对此不作具体限定。
基于上述任一实施例,如图5所示,步骤120包括:
步骤121、基于车头质心参数,确定车头铰接点参数;
步骤122、基于所述车头铰接点参数,以及车辆的铰接角速度,确定车尾的质心参数;
步骤123、基于所述车尾的质心参数,确定车辆的转向参数。
在本实施例中,车头质心参数可包括:车头质心的位置、车头质心的速度、车头质心的姿态和车头质心的姿态角速度。其中,质心的位置包括经度、纬度和高度,速度包括东、北、天三个方向的速度,姿态可包括航向角、俯仰角和横滚角,姿态角速度包括:航向角速度、俯仰角速度和横滚角速度。
在确定车头铰接点参数以及车辆的铰接角速度的基础上,可以获取车尾铰接点的参数,进而根据车尾铰接点的参数获取车尾的质心参数。由于车尾铰接点与车尾质心在同一个刚体上,因此车尾质心的姿态角与车尾铰接点的姿态角相同,车尾质心的姿态角速度与车尾铰接点的姿态角速度相同,但车尾铰接点的位置和车尾铰接点的速度需要分别进行转换后,得到车尾质心的位置和车尾质心的速度。
在确定车尾的质心参数的基础上,可以确定车辆的转向参数,进而根据转向参数精确控制车辆停车。
基于上述任一实施例,车头质心参数包括:车头质心的位置、车头质心的速度、车头质心的航向角以及车头质心的航向角速度,所述车头铰接点参数包括:车头铰接点的位置、车头铰接点的速度、车头铰接点的航向角以及车头铰接点的航向角速度;
如图6所示,步骤121包括:
步骤121a、采用杆臂补偿的方式将所述车头质心的位置和所述车头质心的速度进行转换,获取所述车头铰接点的位置和所述车头铰接点的速度;
步骤121b、将所述车头质心的航向角作为所述车头铰接点的航向角,并将所述车头质心的航向角速度作为所述车头铰接点的航向角速度。
在本实施例中,由于车头质心与车头铰接点在同一个刚体上,因此不用转换航向角以及航向角速度,只需要将车头质心的位置和速度进行转换,得到车头铰接点的位置和速度。也就是说,车头质心的航向角和航向角速度即为车头铰接点的航向角和航向角速度。
其中,采用杆臂补偿的方式将车头质心的位置和速度转换到车头铰接点的位置和速度,具体的转换过程如下所述:
如图7所示,假设车头铰接点相对于地心o的矢量为r,车头质心相对于底薪o的矢量为r,车头铰接点相对于车头质心的矢量为δl,三者之间的矢量关系满足:r=r+δl。
根据图中的相对位置关系,结合相对求导公式,可以得到车头铰接点与车头质心位置关系:
式中,
其中,vvhh表示车头铰接点的速度矢量,vchcm表示车头质心的速度矢量,
基于上述任一实施例,车尾的质心参数包括:车尾质心的位置、车尾质心的速度、车尾质心的航向角以及车尾质心的航向角速度;
如图8所示,步骤122包括:
步骤122a、基于所述车头铰接点的航向角,所述车头铰接点的航向角速度和所述车辆的铰接角速度,获取车尾铰接点的航向角和车尾铰接点的航向角速度;
步骤122b、将所述车头铰接点的位置作为所述车尾铰接点的位置,并将车头铰接点的速度作为所述车尾铰接点的速度;
步骤122c、采用杆臂补偿的方式将所述车尾铰接点的位置和所述车尾铰接点的速度进行转换,获取车尾质心的位置和车尾质心的速度,并将所述车尾铰接点的航向角作为所述车尾质心的航向角,以及将所述车尾铰接点的航向角速度作为所述车尾质心的航向角速度。
在本实施例,由于车头铰接点和车尾铰接点是同一个点,所以车头交接点的位置和速度即为车尾铰接点的位置和速度,但是,车头交接点固定在车头部分,而车尾铰接点固定在车尾部分,所以车头铰接点与车尾铰接点的航向角和航向角速度不同。
通过铰接角度传感器获取铰接角度,如图9中的α角,基于α角可以得到铰接角速度ω′,并对获取的铰接角速度进行滤波。假设,获取一些列铰接角度值α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8、α9、α10、α11,计算周期为t,那么可以对应获取铰接角速度的值ω1′=(α2-α1)/t,...,ω10′=(α11-α10)/t,设置滤波长度为10,可以得到铰接角速度ω′=(ω1′+ω2′+...+ω10′)/10。可以理解的是,如果滤波长度不够10的话,那么得到几个数据就按照几个数据求平均值,使用滤波的目的是为了消除差分的噪音。
假设车头铰接点的航向角为ψh(与车头质心的航向角相同)、航向角速度为ωh(与车头质心的航向角速度相同),车尾铰接点的航向角为ψt、航向角速度为ωt,那么通过以下公式即可计算得到车尾铰接点的航向角为ψt、航向角速度为ωt:ψt=ψh+α,ωh=ωt+ω′。
利用杆臂补偿的方式,根据车尾铰接点的参数获取车尾的质心参数。其中,车尾铰接点与车尾质心在同一个刚体上,因此不需要转换航向角和航向角速度,只需要将车尾铰接点的位置和速度进行转换。具体地转换方式参照上述的实施例,这里不再详述。
基于上述任一实施例,如图10所示,步骤122a,包括:
步骤122a-1、将所述车头铰接点的航向角与所述车辆的铰接角速度之和,作为所述车尾铰接点的航向角;
步骤122a-2、将所述车头铰接点的航向角速度与所述车辆的铰接角速度之和,作为所述车尾铰接点的航向角速度。
基于上述任一实施例,如图11所示,步骤123,包括:
步骤123a、基于所述车尾质心的位置与预设参考点的位置,确定位置误差;
步骤123b、基于所述车尾质心的速度与预设参考点的速度,确定速度误差;
步骤123c、基于所述位置误差与所述速度误差,确定车辆的转向参数。
在本实施例中,根据车尾的质心参数和预设参考点参数可以计算转向指令。预设的参考点的获取方式为:图9中有一系列目标轨迹点(每个参考点信息有:位置、东北天三个方向的速度、航向角、航向角速度)。将车尾质心的位置坐标转换到与参考点相同的坐标系中,根据车尾的质心位置查找与其最近的参考点,作为预设的参考点。
其中,根据车尾的质心参数和预设的参考点参数计算转向指令,包括:计算车尾的质心位置、速度、航向角和航向角速度分别与预设的参考点的位置、速度、航向角和航向角速度之间的误差;根据位置误差、速度误差、航向角误差和航向角速度误差计算转向指令。
具体而言,假设预设的参考点的参数包括:位置坐标(xref,yref),东向速度vxref,北向速度vyref,航向角ψref、航向角速度ωref,车尾的质心的参数为:质心位置坐标(x,y),东向速度vx,北向速度vy,航向角ψ、航向角速度ω,那么,车辆的横向位置误差和横向速度误差如下所示:
llaterr=(x-xref)cosψ+(y-yref)sinψref;
vlaterr=(vx-vxref)cosψ+(vy-vyref)sinψref;
其中,llaterr表示位置误差,x和y表示车尾质心的位置坐标,xref和yref表示预设参考点的位置坐标,ψ表示车尾质心的航向角,ψref表示预设参考点的航向角;vlaterr表示速度误差,vx表示车尾质心的东向速度,vxref表示预设参考点的东向速度,vy表示车尾质心的北向速度,vyref表示预设参考点的北向速度。
式中,两公式里的cosψ、sinψref涉及到把预设的参考点到车尾的质心的位置矢量、速度矢量转换到预设的参考点坐标系(坐标原点为预设的参考点,纵坐标为预设的参考点的切线方向,如图8中预设的参考点的坐标系)中,横坐标即为横向位置误差、横向速度误差。需要说明的是,航向北向为0度,北偏西为正,北偏东为负。
根据实时计算的横向位置误差llaterr、横向速度误差vlaterr、航向角误差ψ-ψref、航向角速度误差ω-ωref。采用pd控制算法,通过以下公式计算转向指令:
scmd=kpxllaterr+kdvvlaterr+kpψ(ψ-ψref)+kdω(ω-ωref);
其中,scmd表示转向参数,kpx、kdv、kpψ和kdω表示常数,ω表示车尾质心的航向角速度,ωref表示预设的参考点的航向角速度。其中,scmd具有正负的区分,正负号表示控制车辆转向的反向,例如,当scmd为负值时,控制车辆向左转,当scmd为正值时,控制车辆向右转。
可以理解的是,为了减小上述几次转换过程中的噪声,还可对获取的转向指令进行低通滤波。
下面对本申请提供的铰接式车辆泊车控制装置进行描述,下文描述的铰接式车辆泊车控制装置与上文描述的铰接式车辆泊车控制方法可相互对应参照。
基于上述任一实施例,本申请提供一种铰接式车辆泊车控制方法,如图12所示,该装置包括:
角速度获取单元1210,用于基于分设在车辆的铰接轴两端的角度传感器所采集的铰接角度,确定车辆的铰接角速度;
转向参数获取单元1220,用于基于车头质心参数,以及所述车辆的铰接角速度,确定车辆的转向参数;
泊车单元1230,用于基于所述车辆的转向参数,控制车辆泊车至停车点。
基于上述任一实施例,如图13所示,所述角速度获取单元1210,包括:
第一获取单元1211,用于通过分设在车辆的铰接轴两端的角度传感器,采集第一铰接角度集和第二铰接角度集;
第二获取单元1212,用于基于第一铰接角度集确定第一角速度,基于第二铰接角度集确定第二角速度;
第三获取单元1213,用于基于所述第一角速度和所述第二角速度,确定车辆的铰接角速度。
基于上述任一实施例,如图14所示,所述第一获取单元1211,包括:
第一角度获取单元1211a,用于每隔第一预设时间间隔,通过设置在铰接轴一端的铰接角度传感器采集一个第一铰接角度,并置入所述第一铰接角度集;
第二角度获取单元1211b,用于每隔第二预设时间间隔,通过设置在铰接轴另一端的铰接角度传感器采集一个第二铰接角度,并置入所述第二铰接角度集。
基于上述任一实施例,还包括滤波单元,用于在采集第一铰接角度集和第二铰接角度集之后,分别对所述第一铰接角度集和所述第二铰接角度集进行滤波处理。
基于上述任一实施例,如图15所示,所述转向参数获取单元1220,包括:
第一参数获取单元1221,用于基于车头质心参数,确定车头铰接点参数;
第二参数获取单元1222,用于基于所述车头铰接点参数,以及车辆的铰接角速度,确定车尾的质心参数;
第三参数获取单元1223,用于基于所述车尾的质心参数,确定车辆的转向参数。
基于上述任一实施例,所述车头质心参数包括:车头质心的位置、车头质心的速度、车头质心的航向角以及车头质心的航向角速度,所述车头铰接点参数包括:车头铰接点的位置、车头铰接点的速度、车头铰接点的航向角以及车头铰接点的航向角速度;
如图16所示,所述第一参数获取单元1221,包括:
第一计算单元1221a,用于采用杆臂补偿的方式将所述车头质心的位置和所述车头质心的速度进行转换,获取所述车头铰接点的位置和所述车头铰接点的速度;
第二计算单元1221b,用于将所述车头质心的航向角作为所述车头铰接点的航向角,并将所述车头质心的航向角速度作为所述车头铰接点的航向角速度。
基于上述任一实施例,所述车尾的质心参数包括:车尾质心的位置、车尾质心的速度、车尾质心的航向角以及车尾质心的航向角速度;
如图17所示,所述第二参数获取单元1222,包括:
第三计算单元1222a,用于基于所述车头铰接点的航向角,所述车头铰接点的航向角速度和所述车辆的铰接角速度,获取车尾铰接点的航向角和车尾铰接点的航向角速度;
第四计算单元1222b,用于将所述车头铰接点的位置作为所述车尾铰接点的位置,并将车头铰接点的速度作为所述车尾铰接点的速度;
第五计算单元1222c,用于采用杆臂补偿的方式将所述车尾铰接点的位置和所述车尾铰接点的速度进行转换,获取车尾质心的位置和车尾质心的速度,并将所述车尾铰接点的航向角作为所述车尾质心的航向角,以及将所述车尾铰接点的航向角速度作为所述车尾质心的航向角速度。
基于上述任一实施例,如图18所示,所述第三计算单元1222a,包括:
航向角计算单元1222a-1,用于将所述车头铰接点的航向角与所述车辆的铰接角速度之和,作为所述车尾铰接点的航向角;
航向角速度计算单元1222a-2,用于将所述车头铰接点的航向角速度与所述车辆的铰接角速度之和,作为所述车尾铰接点的航向角速度。
基于上述任一实施例,如图19所示,所述第三参数获取单元1223,包括:
位置误差获取单元1223a,用于基于所述车尾质心的位置与预设参考点的位置,确定位置误差;
速度误差获取单元1223b,用于基于所述车尾质心的速度与预设参考点的速度,确定速度误差;
参数计算单元1223c,用于基于所述位置误差与所述速度误差,确定车辆的转向参数。
本申请实施例提供的铰接式车辆泊车控制装置用于执行上述铰接式车辆泊车控制方法,其实施方式与本申请提供的铰接式车辆泊车控制方法的实施方式一致,且可以达到相同的有益效果,此处不再赘述。
基于上述实施例,本申请还提供一种铰接式车辆,包括如上任一实施例所述的铰接式车辆泊车控制装置。
图20示例了一种电子设备的实体结构示意图,如图20所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)2010、通信接口(communicationsinterface)2020、存储器(memory)2030和通信总线2040,其中,处理器2010,通信接口2020,存储器2030通过通信总线2040完成相互间的通信。处理器2010可以调用存储器2030中的逻辑指令,以执行铰接式车辆泊车控制方法,该方法包括:基于分设在车辆的铰接轴两端的角度传感器所采集的铰接角度,确定车辆的铰接角速度;基于车头质心参数,以及所述车辆的铰接角速度,确定车辆的转向参数;基于所述车辆的转向参数,控制车辆泊车至停车点。
此外,上述的存储器2030中的逻辑指令可以通过软件功能单元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介质中。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介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(rom,read-onlymemory)、随机存取存储器(ram,randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请实施例提供的电子设备中的处理器2010可以调用存储器2030中的逻辑指令,实现上述铰接式车辆泊车控制方法,其实施方式与本申请提供的铰接式车辆泊车控制方法的实施方式一致,且可以达到相同的有益效果,此处不再赘述。
另一方面,本申请还提供一种计算机程序产品,下面对本申请提供的计算机程序产品进行描述,下文描述的计算机程序产品与上文描述的铰接式车辆泊车控制方法可相互对应参照。
所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被计算机执行时,计算机能够执行上述各方法所提供的铰接式车辆泊车控制方法,该方法包括:基于分设在车辆的铰接轴两端的角度传感器所采集的铰接角度,确定车辆的铰接角速度;基于车头质心参数,以及所述车辆的铰接角速度,确定车辆的转向参数;基于所述车辆的转向参数,控制车辆泊车至停车点。
本申请实施例提供的计算机程序产品被执行时,实现上述铰接式车辆泊车控制方法,其实施方式与本申请提供的铰接式车辆泊车控制方法的实施方式一致,且可以达到相同的有益效果,此处不再赘述。
又一方面,本申请还提供一种非暂态计算机可读存储介质,下面对本申请提供的非暂态计算机可读存储介质进行描述,下文描述的非暂态计算机可读存储介质与上文描述的铰接式车辆泊车控制方法可相互对应参照。
本申请还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的铰接式车辆泊车控制方法,该方法包括:基于分设在车辆的铰接轴两端的角度传感器所采集的铰接角度,确定车辆的铰接角速度;基于车头质心参数,以及所述车辆的铰接角速度,确定车辆的转向参数;基于所述车辆的转向参数,控制车辆泊车至停车点。
本申请实施例提供的非暂态计算机可读存储介质上存储的计算机程序被执行时,实现上述铰接式车辆泊车控制方法,其实施方式与本申请提供的铰接式车辆泊车控制方法的实施方式一致,且可以达到相同的有益效果,此处不再赘述。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。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。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如rom/ram、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。