一种车辆轨迹的规划方法及规划系统与流程

1.本发明涉及车辆自动驾驶领域，特别是涉及一种车辆轨迹的规划方法及规划系统。


背景技术：

2.随着汽车智能化、网联化的蓬勃发展，自动驾驶技术应运而生。然而，由于自动驾驶技术目前不够成熟，系统稳定性仍有待加强。因此，当自动驾驶车辆的部分组件发生异常时，如何保证自动驾驶车辆的安全，是行业内的研究重点。
3.目前，行业内针对此问题多依托于执行器的冗余方案，控制器在判断自动驾驶系统异常后，通过执行器停车，判断执行器异常后，通过冗余执行器接管车辆。但是，这种方案存在以下问题：(1)需要增加大量冗余执行器，成本极高，且对整车的设计也有较高的要求；(2)自动驾驶控制器失效后，安全员必须介入车辆控制，故仍无法实现完全的自动驾驶。


技术实现要素：

4.本发明第一方面的目的是要提供一种车辆轨迹的规划方法，解决现有技术中在主控制器失效时车辆无法实现完全自动驾驶的技术问题。
5.本发明第一方面的进一步的目的是要提高车辆的停车安全性。
6.本发明第二方面的目的是要提供一种车辆轨迹的规划系统。
7.根据本发明第一方面的目的，本发明提供了一种车辆轨迹的规划方法，所述车辆包括通信连接的主控制器和从控制器，所述方法应用于所述从控制器，所述方法包括：
8.实时接收来自所述主控制器的目标障碍物的运动信息；其中，所述目标障碍物是所述主控制器从待规划车辆周围的各个障碍物中确定出的最危险的障碍物；
9.在检测到所述主控制器失效且所述车辆的电子制动系统处于正常状态时，根据最新接收到的所述目标障碍物的运动信息判断所述车辆的行驶轨迹上是否存在所述目标障碍物；
10.当判定所述行驶轨迹上存在所述目标障碍物时，根据最新接收到的所述目标障碍物的运动信息规划所述车辆的停车轨迹。
11.可选地，所述根据最新接收到的所述目标障碍物的运动信息规划车辆的停车轨迹的步骤，具体包括：
12.根据所述目标障碍物的运动信息计算出所述目标障碍物的运动轨迹；
13.获取车辆的当前速度和当前位置；
14.针对预设的多个减速度中的每个减速度，根据车辆的所述当前速度、当前位置以及所述减速度，计算该减速度对应的停车轨迹；
15.将所述目标障碍物的运动轨迹与每一个所述停车轨迹进行比较；
16.选择与所述目标障碍物的运动轨迹没有交点的所述停车轨迹作为车辆最终的停车轨迹。
17.可选地，还包括：
18.在检测到所述主控制器未失效时处于待机状态，以便所述主控制器根据目标障碍物的运动信息规划车辆的行驶轨迹，并根据车辆的当前位置和所述目标障碍物的当前位置判断车辆与所述目标障碍物是否会发生碰撞，在判定车辆与所述目标障碍物会发生碰撞时根据所述目标障碍物的运动信息规划车辆的停车轨迹。
19.可选地，所述判断车辆与所述目标障碍物是否会发生碰撞的检测方法为：
20.将车辆和所述目标障碍物虚拟化为矩形，并将车辆的纵向中心线和横向中心线、所述目标障碍物的纵向中心线和横向中心线设为四个投影线；
21.若车辆和所述目标障碍物在四个投影线上投影后均满足公式a，则判定车辆会与所述目标障碍物发生碰撞；其中，
22.公式a：ap≤0.5*(bp+cp)；
23.ap表示车辆的中心与所述目标障碍物的中心的连线在投影线上的投影长度；
24.bp表示车辆在投影线上的投影长度的一半；
25.cp表示所述目标障碍物在投影线上的投影长度的一半。
26.可选地，还包括：
27.在所述车辆无法正常规划行驶轨迹时，根据所述目标障碍物的运动信息规划车辆的停车轨迹。
28.可选地，在所述车辆无法正常规划行驶轨迹时，所述根据所述目标障碍物的运动信息规划车辆的停车轨迹的步骤，具体包括：
29.判断车辆的电子制动系统是否发生故障；
30.若所述电子制动系统发生故障且车辆的速度大于预设阈值同时车辆的电池电量小于预设电量时，控制车辆进行能量回收制动和控制电子驻车制动系统进行制动；若所述电子制动系统发生故障且车辆的速度不大于所述预设阈值或车辆的电量不小于预设电量时直接控制电子驻车制动系统进行制动。
31.可选地，当所述行驶轨迹上不存在所述目标障碍物时，选择多个预设减速度中的任一减速度在当前的行驶轨迹上停车。
32.可选地，根据以下公式计算出所述目标障碍物的运动轨迹：
33.s＝s1+v*t+0.5*a*t2；
34.其中，v＝v1+a*t；
35.s1表示所述目标障碍物的当前位置；
36.a表示所述目标障碍物的加速度；
37.t表示未来某一时刻；
38.v表示所述目标障碍物的未来某一时刻的速度；
39.v1表示所述目标障碍物的当前速度；
40.s表示所述目标障碍物的未来某一时刻的位置。
41.可选地，根据以下公式计算出车辆的停车轨迹：
42.t＝(v
‑
v1)/a；
43.t为车辆的停车所用时间；
44.s＝s1+0.5*t1*(v+v1)；
45.其中，v＝v1+a*t；
46.s1表示车辆的当前位置；
47.a表示车辆的预设的减速度；
48.t1表示未来某一时刻；
49.v表示车辆的未来某一时刻的速度；
50.v1表示车辆的当前速度；
51.s表示车辆的未来某一时刻的位置。
52.根据本发明第二方面的目的，本发明还提供了一种车辆轨迹的规划系统，包括通信连接的主控制器和从控制器，其中，
53.所述主控制器，用于获取目标障碍物的运动信息并发送给所述从控制器，所述目标障碍物是从待规划车辆周围的各个障碍物中确定出的最危险的障碍物；
54.所述从控制器，用于实时接收来自所述主控制器的目标障碍物的运动信息，并在检测到所述主控制器失效且所述车辆的电子制动系统处于正常状态时，根据最新接收到的所述目标障碍物的运动信息判断所述车辆的行驶轨迹上是否存在所述目标障碍物；当所述行驶轨迹上存在所述目标障碍物时根据最新接收到的所述目标障碍物的运动信息规划车辆的停车轨迹。
55.本发明中的从控制器实时接收来自主控制器的目标障碍物的运动信息，并在检测到主控制器失效且车辆的电子制动系统处于正常状态时，根据最新接收到的目标障碍物的运动信息判断车辆的行驶轨迹上是否存在目标障碍物；当判定行驶轨迹上存在目标障碍物时，根据最新接收到的目标障碍物的运动信息规划车辆的停车轨迹。本发明中信息获取和处理均由主控制器执行，从控制器在主控制器失效的情况下，依托于主控制器获取到的信息规划停车轨迹，避免了从控制器繁琐的信息处理过程，且能够完全实现自动驾驶功能。
56.进一步地，本发明先根据目标障碍物的运动信息计算出目标障碍物的运动轨迹；然后获取车辆的当前速度和当前位置；之后针对预设的多个减速度中的每个减速度，根据车辆的当前速度、当前位置以及减速度，计算该减速度对应的停车轨迹；然后将目标障碍物的运动轨迹与每一个停车轨迹进行比较；最后选择与目标障碍物的运动轨迹没有交点的停车轨迹作为车辆最终的停车轨迹。因此，本发明在主控制器失效时通过从控制器也能够实现安全停车，提高了停车的安全性。
57.根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
58.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
59.图1是根据本发明一个实施例的车辆轨迹的规划方法的示意性流程图；
60.图2是根据本发明另一个实施例的车辆轨迹的规划方法的示意性流程图；
61.图3是根据本发明一个实施例中车辆与目标障碍物是否会发生碰撞的检测方法的示意图；
62.图4是根据本发明一个实施例的车辆轨迹的规划系统的示意性连接框图。
具体实施方式
63.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
64.图1是根据本发明一个实施例的车辆轨迹的规划方法的示意性流程图。如图1所示，在一个具体地实施例中，车辆包括通信连接的主控制器和从控制器，车辆轨迹的规划方法包括以下步骤：
65.步骤s100，实时接收来自主控制器的目标障碍物的运动信息，其中，目标障碍物是主控制器从待规划车辆周围的各个障碍物中确定出的最危险的障碍物；这里，主控制器是通过安装在车辆周围的各个传感器获取到的各个障碍物的运动信息，如果根据障碍物的运动信息和待规划车辆的运动信息确定出某个障碍物和待规划车辆在未来同一时刻出现在待规划车辆的运动轨迹上的同一位置时则认为是最危险的障碍物，也就是目标障碍物。如果有多个障碍物满足上述条件的话则将最早出现的障碍物作为目标障碍物。
66.步骤s200，在检测到主控制器失效且车辆的电子制动系统处于正常状态时，根据最新接收到的目标障碍物的运动信息判断车辆的行驶轨迹上是否存在目标障碍物；这里，从控制器具有监测主控制器是否失效的功能，且监测电子制动系统是否正常的功能。从控制器根据目标障碍物当前的运动信息判断目标障碍物在将来某一时刻是否会与车辆在运动轨迹的同一位置处出现，如果会的话则认为运动轨迹上存在目标障碍物。
67.步骤s300，当判定行驶轨迹上存在目标障碍物时，根据最新接收到的目标障碍物的运动信息规划车辆的停车轨迹。
68.本实施例中信息获取和处理均由主控制器执行，从控制器在主控制器失效的情况下，依托于主控制器获取到的信息规划停车轨迹，避免了从控制器繁琐的信息处理过程，且能够完全实现自动驾驶功能。
69.图2是根据本发明另一个实施例的车辆轨迹的规划方法的示意性流程图。
70.如图2所示，在另一个实施例中，步骤s300具体包括以下步骤：
71.步骤s310，根据目标障碍物的运动信息计算出目标障碍物的运动轨迹；
72.具体地，根据以下公式计算出目标障碍物的运动轨迹：
73.s＝s1+v*t+0.5*a*t2；
74.其中，v＝v1+a*t；
75.s1表示目标障碍物的当前位置；
76.a表示目标障碍物的加速度；
77.t表示未来某一时刻；
78.v表示目标障碍物的未来某一时刻的速度；
79.v1表示目标障碍物的当前速度；
80.s表示目标障碍物的未来某一时刻的位置。
81.步骤s320，获取车辆的当前速度和当前位置；
82.步骤s330，针对预设的多个减速度中的每个减速度，根据车辆的当前速度、当前位
置以及减速度，计算该减速度对应的停车轨迹；这里，预设的多个减速度是用户预设的，多个减速度是不同的，且车辆采用不同的减速度进行制动的话制动距离是不同的，减速度较大的话制动距离较短，车辆能够相对较快的停下来，减速度较小的话制动距离较长，车辆就相对缓慢的停下来。预设的多个减速度可以为
‑
0.5m/s2、
‑
1m/s2、
‑
2m/s2、
‑
3m/s2、
‑
4m/s2等。
83.具体地，根据以下公式计算出车辆的停车轨迹：
84.t＝(v
‑
v1)/a；
85.t为车辆的停车所用时间；
86.s＝s1+0.5*t1*(v+v1)；
87.其中，v＝v1+a*t；
88.s1表示车辆的当前位置；
89.a表示车辆的预设的减速度；
90.t1表示未来某一时刻；
91.v表示车辆的未来某一时刻的速度；
92.v1表示车辆的当前速度；
93.s表示车辆的未来某一时刻的位置。
94.步骤s340，将目标障碍物的运动轨迹与每一停车轨迹进行比较；这里，运动轨迹指的是目标障碍物正常行驶或移动的轨迹，停车轨迹指的是车辆采用减速度对车辆进行制动，以最终使得车辆停止运动的轨迹。
95.步骤s350，选择与目标障碍物的运动轨迹没有交点的停车轨迹作为车辆最终的停车轨迹。
96.可以理解的是，若计算出的车辆的某个停车轨迹与目标障碍物的运动轨迹有交点，则说明车辆按照该停车轨迹行驶的话未来会与目标障碍物碰撞，需要选择另外一个与目标障碍物的运动轨迹没有交点的停车轨迹行驶，从而可以避免与目标障碍物碰撞，提高了车辆的停车安全性。本实施例在主控制器失效时通过从控制器也能够实现安全停车，提高了停车的安全性。
97.另一种情况是，当行驶轨迹上不存在目标障碍物时，选择多个预设的减速度中的任一减速度在当前的行驶轨迹上停车。优选地是选择一个使得车辆缓慢停下来的减速度，以提高用户的舒适感。
98.在一个实施例中，车辆轨迹的规划方法还包括以下步骤：
99.在检测到主控制器未失效时处于待机状态，以便主控制器根据目标障碍物的运动信息规划车辆的行驶轨迹，并根据车辆的当前位置和目标障碍物的当前位置判断车辆与目标障碍物是否会发生碰撞，在判定车辆与目标障碍物会发生碰撞时根据目标障碍物的运动信息规划车辆的停车轨迹。这里的待机状态指的是从控制器是上电的，但是不工作的状态。
100.具体地，车辆在自动驾驶启动后，主控制器监测安装在车辆上的各个传感器的输入数据以及底盘网络数据(包括gps、地图、感知数据以及紧急开关的状态)，各个传感器的输入数据包括各个障碍物的运动信息，运动信息包括障碍物的位置、速度、行驶角度等信息，当确定出目标障碍物时根据目标障碍物的运动信息规划出自车的合理的行驶轨迹。并且主控制器将自车的行驶轨迹和目标障碍物的运动信息实时地传递至从控制器中。这里，从控制器通过以太网接收主控制器的目标障碍物的运动信息，并向主控制器反馈自身的状
态，同时从控制器通过控制器局域网络(controller area network，can)网络监控主控制器的状态。传感器包括激光雷达、摄像头、毫米波雷达和超声波雷达，传感器用于获取各个障碍物的运动信息。
101.图3是根据本发明一个实施例中车辆与目标障碍物是否会发生碰撞的检测方法的示意图。如图3所示，判断车辆与目标障碍物是否会发生碰撞的检测方法为：
102.将车辆和目标障碍物虚化为矩形，并将车辆a的纵向中心线a和横向中心线b、目标障碍物b的纵向中心线c和横向中心线d设为四个投影线；这里，最主要的目标障碍物是车辆，而车辆大体的外观是呈矩形的，因此可以将车辆和目标障碍物的外形均看成是一个矩形。
103.若车辆和目标障碍物在四个投影线上投影后均满足公式a(图3中是以车辆的纵向中心线a为例)，则判定车辆会与目标障碍物发生碰撞；其中，
104.公式a：ap≤0.5*(bp+cp)；
105.ap表示车辆的中心与目标障碍物的中心的连线在投影线上的投影长度；
106.bp表示车辆在投影线上的投影长度的一半；
107.cp表示目标障碍物在投影线上的投影长度的一半。
108.在该实施例中，主控制器在正常规划行驶轨迹时根据上述碰撞检测方法来检测是否会与目标障碍物发生碰撞，若判定会发生碰撞的话则立刻规划停车轨迹，使得车辆安全停车，提高了车辆行驶的安全性。
109.进一步地，车辆轨迹的规划方法还包括：
110.在车辆无法正常规划行驶轨迹时，根据目标障碍物的运动信息规划车辆的停车轨迹。该步骤具体包括以下步骤：
111.步骤一：判断车辆的电子制动系统是否发生故障；
112.步骤二：若电子制动系统发生故障且车辆的速度大于预设阈值同时车辆的电池电量小于预设电量时，控制车辆进行能量回收制动和控制电子驻车制动系统进行制动；若电子制动系统发生故障且车辆的速度不大于预设阈值或车辆的电量不小于预设电量时直接控制电子驻车制动系统进行制动。这里，预设阈值为15m/s，预设电量为100％。
113.具体地，当主控制器监测到感知数据失效、地图数据失效、全球定位系统(global positioning system，gps)数据失效、电子助力转向系统(electric power steering，eps)失效、整车控制器(vehicle control unit，vcu)失效以及紧急开关使能，主控制器决策在行驶轨迹内停车，并生成停车轨迹，电子制动系统(electronic braking system，ebs)执行该指令使车辆停车，当监测到电子制动系统(ebs)系统故障时，车辆判断当前车速信息，若当前车速高于15m/s且soc不足100％，则通过指令使能vcu能量回收，车辆快速减速，并拉起电子驻车制动系统(electrical park brake，epb)进行停车制动，如果当前车速不高于15m/s或soc为100％，则车辆直接拉起epb制动停车，确保车辆行驶功能的安全性。
114.进一步地，当主控制器失效且从控制器监测到感知数据失效、地图数据失效、gps数据失效、eps失效、vcu失效以及紧急开关使能，从控制器决策在行驶轨迹内停车，并生成停车轨迹，ebs执行该指令使车辆停车，当检测到ebs系统故障时，车辆判断当前车速信息是否大于15km/h，如果处于高速行驶，则通过指令使能vcu能量回收，车辆快速减速，并拉起epb进行停车制动，如果车速小于15km/h，则车辆直接拉起epb制动停车，确保车辆行驶功能
的安全性。本实施例所提供的多维度失效处理机制，可在自动驾驶系统各个模块分别失效的情况下，均能够给出合理的决策方案，进一步提升自动驾驶的安全等级。
115.本实施例提供了一种车辆轨迹的规划方法，该方法是基于各个传感器、主从控制器和执行器多维度的车辆无法正常规划行驶轨迹的处理方法。本实施例在不新增执行器的条件下设计了执行端冗余控制策略，在ebs失效情况下，通过控制vcu扭矩输出，并使能发动机能量回收，配合epb进行制动冗余控制停车；在其它组件失效的情况下，车辆控制ebs进行停车，可保障行车安全的情况下降低设备成本。
116.本实施例通过传感器、主从控制器异常失效判断，设计一种基于车辆轨迹规划的方法，这里，传感器包括激光雷达、摄像头、毫米波雷达和超声波雷达，传感器用于获取各个障碍物的运动信息，针对激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波雷达的置信度以及主控制器、从控制器、eps、ebs、vcu及epb等执行器失效的综合判断，决策出合理舒适的停车轨迹，在判断前方没有存在目标障碍物的情况下，车辆选择预设的减速度中的任一减速度，从而实现缓慢停车，前方存在障碍物目标的情况下，车辆智能地根据障碍物的运动信息自适应停车。
117.图4是根据本发明一个实施例的车辆轨迹的规划系统100的示意性结构图。如图4所示，在一个具体地实施例中，车辆轨迹的规划系统100包括主控制器10和从控制器20，其中，主控制器10用于获取目标障碍物的运动信息，目标障碍物是从待规划车辆周围的各个障碍物中确定出的最危险的障碍物，并实时地将目标障碍物的运动信息发送给从控制器20。从控制器20与主控制器10相连，从控制器20用于在主控制器10用于实时接收来自主控制器10的目标障碍物的运动信息，并在检测到主控制器10失效且车辆的电子制动系统处于正常状态时，根据最新接收到的目标障碍物的运动信息判断车辆的行驶轨迹上是否存在目标障碍物；当行驶轨迹上存在目标障碍物时根据最新接收到的目标障碍物的运动信息规划车辆的停车轨迹。
118.从控制器20还用于当行驶轨迹上不存在目标障碍物时，选择多个预设减速度中的任一减速度在当前的行驶轨迹上停车。
119.进一步地，从控制器20还用于先根据目标障碍物的运动信息计算出目标障碍物的运动轨迹；然后获取车辆的当前速度和当前位置；之后针对预设的多个减速度中的每个减速度，根据车辆的当前速度、当前位置以及减速度，计算该减速度对应的停车轨迹；之后将目标障碍物的运动轨迹与每一个停车轨迹进行比较；最后选择与目标障碍物的运动轨迹没有交点的停车轨迹作为车辆最终的停车轨迹。
120.具体地，从控制器20按照以下方式计算出目标障碍物的运动轨迹：
121.s＝s1+v*t+0.5*a*t2；
122.其中，v＝v1+a*t；
123.s1表示所述目标障碍物的当前位置；
124.a表示所述目标障碍物的加速度；
125.t表示未来某一时刻；
126.v表示所述目标障碍物的未来某一时刻的速度；
127.v1表示所述目标障碍物的当前速度；
128.s表示所述目标障碍物的未来某一时刻的位置。
129.从控制器20按照以下方式计算出车辆的停车轨迹：
130.t＝(v
‑
v1)/a；
131.t为车辆的停车所用时间；
132.s＝s1+0.5*t1*(v+v1)；
133.其中，v＝v1+a*t；
134.s1表示车辆的当前位置；
135.a表示车辆的预设的减速度；
136.t1表示未来某一时刻；
137.v表示车辆的未来某一时刻的速度；
138.v1表示车辆的当前速度；
139.s表示车辆的未来某一时刻的位置。
140.进一步地，从控制器20还用于在检测到主控制器未失效时处于待机状态，以便主控制器10根据目标障碍物的运动信息规划车辆的行驶轨迹，并根据车辆的当前位置和目标障碍物的当前位置判断车辆与目标障碍物是否会发生碰撞，在判定车辆与目标障碍物会发生碰撞时根据目标障碍物的运动信息规划车辆的停车轨迹。
141.具体地，判断车辆与目标障碍物是否会发生碰撞的检测方法为：
142.将车辆和目标障碍物虚化为矩形，并将车辆a的纵向中心线a和横向中心线b、目标障碍物b的纵向中心线c和横向中心线d设为四个投影线；
143.若车辆和目标障碍物在四个投影线上投影后均满足公式a，则判定车辆会与目标障碍物发生碰撞；其中，
144.公式a：ap≤0.5*(bp+cp)；
145.ap表示车辆的中心与目标障碍物的中心的连线在投影线上的投影长度；
146.bp表示车辆在投影线上的投影长度的一半；
147.cp表示目标障碍物在投影线上的投影长度的一半。
148.进一步地，主控制器10和从控制器20还配置成在车辆无法正常规划行驶轨迹时根据目标障碍物的运动信息规划车辆的停车轨迹。这里，优先使用主控制器10，在主控制器10失效时再使用从控制器20。
149.具体地，主控制器10根据目标障碍物的运动信息规划车辆的停车轨迹时先判断车辆的电子制动系统是否发生故障；若电子制动系统发生故障且车辆的速度大于预设阈值同时车辆的电池电量小于预设电量时，控制车辆进行能量回收制动和控制电子驻车制动系统进行制动；若电子制动系统发生故障且车辆的速度不大于预设阈值或车辆的电量不小于预设电量时直接控制电子驻车制动系统进行制动。这里，预设阈值为15m/s，预设电量为100％。
150.具体地，主控制器10监测到感知数据失效、地图数据失效、gps数据失效、电子助力转向系统(eps)失效、整车控制器(vcu)失效以及紧急开关使能，主控制器10决策在行驶轨迹内停车，并生成停车轨迹，电子制动系统(ebs)执行该指令使车辆停车，当监测到ebs系统故障时，车辆判断当前车速信息，若当前车速高于15m/s且soc不足100％，则通过指令使能vcu能量回收，车辆快速减速，并拉起电子驻车制动系统(epb)进行停车制动，如果当前车速不高于15m/s或soc为100％，则车辆直接拉起epb制动停车，确保车辆行驶功能的安全性。
151.进一步地，当从控制器20监测到主控制器10失效且从控制器20监测到感知数据失效、地图数据失效、gps数据失效、eps失效、vcu失效以及紧急开关使能，从控制器20决策在行驶轨迹内停车，并生成停车轨迹，ebs执行该指令使车辆停车，当检测到ebs系统故障时，车辆判断当前车速信息是否大于15km/h，如果处于高速行驶，则通过指令使能vcu能量回收，车辆快速减速，并拉起epb进行停车制动，如果车速小于15km/h，则车辆直接拉起epb制动停车，确保车辆行驶功能的安全性。本实施例所提供的多维度失效处理机制，可在自动驾驶系统各个模块分别失效的情况下，均能够给出合理的决策方案，进一步提升自动驾驶的安全等级。
152.至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。