一种无人车行驶过程中的转向保护方法及终端与流程

本发明涉及无人车技术领域，尤其涉及一种无人车行驶过程中的转向保护方法及终端。

背景技术：

无人驾驶汽车时汽车领域今后发展的主要趋势。无人驾驶汽车通过车载传感系统感知道路环境、车辆位置、交通信号以及障碍物等信息，在此基础上自动规划行车路线并通过一定的控制逻辑事先车辆的纵向、横向耦合控制，使车辆安全到达预定目的地，在此期间不需要人工额外干预。

但是，现有的无人驾驶汽车还处于研发设计探索阶段，要使用无人驾驶技术，均需要选择路面状态、交通状况良好的道路低速行驶。而在实际的应用过程中，无人驾驶汽车行驶的道路状况是各种各样的，会遇到崎岖的道路，而对于复杂崎岖路面，车辆高速行驶过程中，容易造成转向失控，导致无法控制的局面。如果在车辆发生转向失控的情况下，如果不对其采取任何保护措施，则为了迫使无人驾驶汽车回到正确的路径上，无人驾驶汽车会出现大幅度的转弯，而大幅度的转弯容易造成交通事故，如果车辆行驶速度较快，大幅度的转弯甚至会导致车辆失控侧翻。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种无人车行驶过程中的转向保护方法及终端，能够在无人车行驶过程中发生转向异常时，对其进行转向保护，使无人车平稳的回到正确路径上，提高无人车行驶过程中的安全性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：

一种无人车行驶过程中的转向保护方法，包括步骤：

s1、在无人车寻迹驾驶的过程中判断所述无人车是否出现转向异常，若是，执行步骤s2；

s2、获取所述无人车的实时速度，根据所述实时速度动态调整所述无人车的行驶速度和转向角度直至所述无人车回到预设的无人车寻迹路径。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种无人车行驶过程中的转向保护终端，包括存储器、处理器以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以下步骤：

s1、在无人车寻迹驾驶的过程中判断所述无人车是否出现转向异常，若是，执行步骤s2；

s2、获取所述无人车的实时速度，根据所述实时速度动态调整所述无人车的行驶速度和转向角度直至所述无人车回到预设的无人车寻迹路径。

本发明的有益效果在于：在无人车寻迹驾驶的过程中当无人车出现转向异常时，根据无人车的实时速度动态调整无人车的行驶速度和转向角度直至所述无人车回到预设的无人车寻迹路径，不像现有技术中直接进行大幅度转弯，也不考虑速度的调整导致在回到预设的无人车寻迹路径的过程中要经过大幅度的来回偏转，平稳性很差，而本发明会根据实时速度对无人车的行驶速度和转向角度值进行适应性调整，使无人车平稳的回到正确路径上，实现对无人车的转向保护，提高无人车行驶过程中的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的一种无人车行驶过程中的转向保护方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例的一种无人车行驶过程中的转向保护终端的结构示意图；

图3为本发明实施例的无人车的行驶方向与预设的无人车寻迹路径的轨迹方向的夹角示意图；

图4为本发明实施例的在无人车发生转向异常时采用转向保护机制后的实际行驶路线图；

图5为本发明实施例的在无人车发生转向异常时采用转向保护机制和未采用转向保护机制的实际行驶路线对比图；

标号说明：

1、一种无人车行驶过程中的转向保护终端；2、存储器；3、处理器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种无人车行驶过程中的转向保护方法，包括步骤：

s1、在无人车寻迹驾驶的过程中判断所述无人车是否出现转向异常，若是，执行步骤s2；

s2、获取所述无人车的实时速度，根据所述实时速度动态调整所述无人车的行驶速度和转向角度直至所述无人车回到预设的无人车寻迹路径。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：在无人车寻迹驾驶的过程中当无人车出现转向异常时，根据无人车的实时速度动态调整无人车的行驶速度和转向角度直至所述无人车回到预设的无人车寻迹路径，不像现有技术中直接进行大幅度转弯，也不考虑速度的调整导致在回到预设的无人车寻迹路径的过程中要经过大幅度的来回偏转，平稳性很差，而本发明会根据实时速度对无人车的行驶速度和转向角度值进行适应性调整，使无人车平稳的回到正确路径上，实现对无人车的转向保护，提高无人车行驶过程中的安全性。

进一步的，所述在无人车寻迹驾驶的过程中判断所述无人车是否出现转向异常包括：

获取所述无人车的实时位置和实时行驶方向；

根据所述实时位置、实时行驶方向和预设的无人车寻迹路径，判断所述无人车是否偏离所述无人车寻迹路径，并且所述无人车的转向是否大于预设角度值，若是，则判断所述无人车出现转向异常。

由上述描述可知，通过无人车的实时位置和实时行驶方向与预设的无人车寻迹路径的比对，能够准确地判断出无人车是否出现转向异常，保证了可靠性。

进一步的，所述根据所述实时速度动态调整所述无人车的行驶速度包括：

判断所述实时速度是否大于预设速度值，若是，则根据实时速度控制收油门的量和刹车量使所述实时速度减到所述预设速度值。

由上述描述可知，通过对油门和刹车的综合控制能够使得所述速度更加平稳地进行递减，从而保证无人车回到预设的无人车寻迹路径的平稳性。

进一步的，所述根据实时速度控制收油门的量和刹车量包括：

在进行收油门和踩刹车的过程中定时记录所述无人车的实时速度；

将预设速度值分别减去定时记录的各个时间点对应的实时速度，得到各个时间点对应的速度差值；

计算所述无人车在预设时间段内各个记录的时间点对应的速度差值的累计偏差σd(t)：

σd(t)＝d(t)+d(t-1)+d(t-2)+...d(t－m)；

所述m为预设时间段内时间采样点的个数；

计算△d(t)＝d(t)-d(t-1)；

所述收油门的量：out1(t)＝kp1*d(t)+ki1*σd(t)+kd1*△d；

所述刹车量：out2(t)＝kp2*d(t)+ki2*σd(t)+kd2*△d；

其中，kp1，ki1，kd1，kp2，ki2，kd2为预设的控制系数。

由上述描述可知，通过上述基于预设速度值与各个采样时间点对应的实时速度的差值以及预设时间段内的累计差值能够准确地获得使得所述实时速度平稳地减小至预设速度值的收油门的量和刹车量，保证了无人车行驶过程的稳定性。

进一步的，根据所述实时速度动态调整所述无人车的转向角度包括：

s21、根据所述无人车的实时行驶方向与所述预设的无人车寻迹路径的轨迹方向的夹角调整所述无人车的行驶方向，使所述无人车的行驶方向与预设的无人车寻迹路径的轨迹方向的夹角在预设夹角值以内；

s22、记录所述无人车的当前位置，确定所述无人车的当前位置与所述预设的无人车寻迹路径的距离，根据所述无人车的当前速度限制所述无人车的转向角度并控制所述无人车朝所述预设的无人车寻迹路径方向行驶；

s23、实时计算所述无人车的当前位置与所述预设的无人车寻迹路径的距离，当实时计算的所述距离小于或者等于所述步骤s22确定的距离的一半时，返回步骤s21直至所述无人车回到预设的无人车寻迹路径。

由上述描述可知，在调整所述无人车的转向角度时，先将无人车的行驶方向调整到与预设的无人车寻迹路径的轨迹方向基本一致时，再基于无人车的实时速度限制无人车的转向角度并控制无人车朝向预设的无人车寻迹路径方向行驶，并且在无人车朝预设的无人车寻迹路径方向行驶的过程中，基于无人车与预设的无人车寻迹路径的距离不断递归上述过程直至无人车回到预设的无人车寻迹路径，从而使得无人车平稳地逐渐地靠近预设地无人车寻迹路径。

如图2所示，一种无人车行驶过程中的转向保护终端，包括存储器、处理器以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以下步骤：

s1、在无人车寻迹驾驶的过程中判断所述无人车是否出现转向异常，若是，执行步骤s2；

s2、获取所述无人车的实时速度，根据所述实时速度动态调整所述无人车的行驶速度和转向角度直至所述无人车回到预设的无人车寻迹路径。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：在无人车寻迹驾驶的过程中当无人车出现转向异常时，根据无人车的实时速度动态调整无人车的行驶速度和转向角度直至所述无人车回到预设的无人车寻迹路径，不像现有技术中直接进行大幅度转弯，也不考虑速度的调整导致在回到预设的无人车寻迹路径的过程中要经过大幅度的来回偏转，平稳性很差，而本发明会根据实时速度对无人车的行驶速度和转向角度值进行适应性调整，使无人车平稳的回到正确路径上，实现对无人车的转向保护，提高无人车行驶过程中的安全性。

进一步的，所述在无人车寻迹驾驶的过程中判断所述无人车是否出现转向异常包括：

获取所述无人车的实时位置和实时行驶方向；

根据所述实时位置、实时行驶方向和预设的无人车寻迹路径，判断所述无人车是否偏离所述无人车寻迹路径，并且所述无人车的转向是否大于预设角度值，若是，则判断所述无人车出现转向异常。

由上述描述可知，通过无人车的实时位置和实时行驶方向与预设的无人车寻迹路径的比对，能够准确地判断出无人车是否出现转向异常，保证了可靠性。

进一步的，所述根据所述实时速度动态调整所述无人车的行驶速度包括：

判断所述实时速度是否大于预设速度值，若是，则根据实时速度控制收油门的量和刹车量使所述实时速度减到所述预设速度值。

由上述描述可知，通过对油门和刹车的综合控制能够使得所述速度更加平稳地进行递减，从而保证无人车回到预设的无人车寻迹路径的平稳性。

进一步的，所述根据实时速度控制收油门的量和刹车量包括：

在进行收油门和踩刹车的过程中定时记录所述无人车的实时速度；

将预设速度值分别减去定时记录的各个时间点对应的实时速度，得到各个时间点对应的速度差值；

计算所述无人车在预设时间段内各个记录的时间点对应的速度差值的累计偏差σd(t)：

σd(t)＝d(t)+d(t-1)+d(t-2)+...d(t－m)；

所述m为预设时间段内时间采样点的个数；

计算△d(t)＝d(t)-d(t-1)；

所述收油门的量：out1(t)＝kp1*d(t)+ki1*σd(t)+kd1*△d；

所述刹车量：out2(t)＝kp2*d(t)+ki2*σd(t)+kd2*△d；

其中，kp1，ki1，kd1，kp2，ki2，kd2为预设的控制系数。

由上述描述可知，通过上述基于预设速度值与各个采样时间点对应的实时速度的差值以及预设时间段内的累计差值能够准确地获得使得所述实时速度平稳地减小至预设速度值的收油门的量和刹车量，保证了无人车行驶过程的稳定性。

进一步的，根据所述实时速度动态调整所述无人车的转向角度包括：

s21、根据所述无人车的实时行驶方向与所述预设的无人车寻迹路径的轨迹方向的夹角调整所述无人车的行驶方向，使所述无人车的行驶方向与预设的无人车寻迹路径的轨迹方向的夹角在预设夹角值以内；

s22、记录所述无人车的当前位置，确定所述无人车的当前位置与所述预设的无人车寻迹路径的距离，根据所述无人车的当前速度限制所述无人车的转向角度并控制所述无人车朝所述预设的无人车寻迹路径方向行驶；

s23、实时计算所述无人车的当前位置与所述预设的无人车寻迹路径的距离，当实时计算的所述距离小于或者等于所述步骤s22确定的距离的一半时，返回步骤s21直至所述无人车回到预设的无人车寻迹路径。

由上述描述可知，在调整所述无人车的转向角度时，先将无人车的行驶方向调整到与预设的无人车寻迹路径的轨迹方向基本一致时，再基于无人车的实时速度限制无人车的转向角度并控制无人车朝向预设的无人车寻迹路径方向行驶，并且在无人车朝预设的无人车寻迹路径方向行驶的过程中，基于无人车与预设的无人车寻迹路径的距离不断递归上述过程直至无人车回到预设的无人车寻迹路径，从而使得无人车平稳地逐渐地靠近预设地无人车寻迹路径。

实施例一

请参照图1，一种无人车行驶过程中的转向保护方法，包括步骤：

s1、在无人车寻迹驾驶的过程中判断所述无人车是否出现转向异常，若是，执行步骤s2，否则，则保持行驶状态不变；

其中，在无人车寻迹驾驶的过程中判断所述无人车是否出现转向异常包括：

获取所述无人车的实时位置和实时行驶方向；

根据所述实时位置、实时行驶方向和预设的无人车寻迹路径，判断所述无人车是否偏离所述无人车寻迹路径，并且所述无人车的转向是否大于预设角度值，若是，则判断所述无人车出现转向异常；

具体的，根据所述实时位置、实时行驶方向和预设的无人车寻迹路径可以确定下一个寻迹点的位置，确定实时位置和下一个寻迹点的连线与实时行驶方向的夹角，若夹角大于预设夹角值，则表示此时无人车偏离了预设轨迹，并且此时无人车的转向大于预设角度值，即无人车出现大幅度转弯，则判断此时无人车出现了转向异常；

s2、获取所述无人车的实时速度，根据所述实时速度动态调整所述无人车的行驶速度和转向角度直至所述无人车回到预设的无人车寻迹路径；

其中，所述根据所述实时速度动态调整所述无人车的行驶速度包括：

判断所述实时速度是否大于预设速度值，若是，则根据实时速度控制收油门的量和刹车量使所述实时速度减到所述预设速度值；

具体的，对车速的控制包括：

当实时车速小于第一预设速度值时，控制无人车以设定的弯道油门行驶；

当实时车速大于或等于第一预设速度值并且小于第二预设速度值时，主控制器通过can向车辆发送收油门操作，不踩刹车；

当实时车速大于或或者等于第二预设速度值并且小于第三预设速度值时，主控制器通过can向车辆发送收油门的同时，并向车辆发送踩刹车(三分之一行程)；

当实时速度大于或者等于第三预设速度值时，主控制器通过can向车辆发送收油门的同时，并向车辆发送踩刹车(二分之一的行程)；

对转向角度的控制包括：

当实时车速小于或者等于第一预设速度值时，运行无人车满行程转弯；

当实时车速大于第一预设速度值并且小于第三预设速度值时，则转向角＝x＊转向的极限值/当前实时速度，其中，x为小于30的设定值，其可以根据整车状态决定；

当实时车速大于或者等于第三预设速度值时，则限制转弯，并立刻踩刹车开始减速；

其中，第一预设速度值、第二预设速度值和第三预设速度值可以根据实际情况需要进行灵活设定，优选的，第一预设速度值＝30km/h，第二预设速度值＝60km/h，第三预设速度值＝90km/h；

当经过车速和转向角度的调整后车辆平稳回到预设的无人车寻迹路径时，则恢复设定的油门控制值，继续开始寻迹驾驶。

实施例二

本实施例与实施例一的不同在于，所述根据实时速度控制收油门的量和刹车量包括：

在进行收油门和踩刹车的过程中定时记录所述无人车的实时速度；

将目标速度值分别减去定时记录的各个时间点对应的实时速度，得到各个时间点对应的速度差值，优选的，目标速度值设置为所述第一预设速度值，即30km/h，所述记录实时速度的频率为每200ms记录一次；

计算所述无人车在预设时间段内各个记录的时间点对应的速度差值的累计偏差σd(t)：

σd(t)＝d(t)+d(t-1)+d(t-2)+...d(t－m)；

其实，当σd(t)<－800时，则设置σd(t)＝800；

所述m为预设时间段内时间采样点的个数；

计算△d(t)＝d(t)-d(t-1)；

所述收油门的量：out1(t)＝kp1*d(t)+ki1*σd(t)+kd1*△d；

所述刹车量：out2(t)＝kp2*d(t)+ki2*σd(t)+kd2*△d；

其中，kp1，ki1，kd1，kp2，ki2，kd2为预设的控制系数；

当实时速度大于目标速度值时，则进行收油门和刹车的操作，继而进行上述收油门的量和刹车量的控制，当实时速度小于或这等于目标速度值时，则以设定的弯道油门行驶；

在具体进行收油门的量和刹车量的控制时，可以先进行刹车，并按照上述的控制方法控制刹车量，等待车速小于或者等于目标速度值时，松开刹车，然后收油门，按照上述方法对油门进行上述控制，使得车速平稳地降低并稳定在目标速度值。

实施例三

本实施例与实施例一或二的不同在于，根据所述实时速度动态调整所述无人车的转向角度包括：

s21、根据所述无人车的实时行驶方向与所述预设的无人车寻迹路径的轨迹方向的夹角调整所述无人车的行驶方向，使所述无人车的行驶方向与预设的无人车寻迹路径的轨迹方向的夹角在预设夹角值以内的夹角在预设夹角值以内；

其中，所如图3所示，述无人车的实时行驶方向与所述预设的无人车寻迹路径的轨迹方向的夹角指的是车辆实时位置和基于车辆实时位置和预设的无人车寻迹路径确定的下一个寻迹点的连线与实时行驶方向的夹角a，其取值范围为－90<a<90，若a>0，则右转，反之，则左转，转向角度为：(a/90)＊转向角度最大值，其中转向角度最大值为100度；

s22、记录所述无人车的当前位置，确定所述无人车的当前位置与所述预设的无人车寻迹路径的距离，根据所述无人车的当前速度限制所述无人车的转向角度并控制所述无人车朝所述预设的无人车寻迹路径方向行驶；

其中，转向角度为：(第一预设速度值/实时车速)＊转向角度最大值＊(a/90)；

s23、实时计算所述无人车的当前位置与所述预设的无人车寻迹路径的距离，当实时计算的所述距离小于或者等于所述步骤s22确定的距离的一半时，返回步骤s21直至所述无人车回到预设的无人车寻迹路径；

车辆发生转向异常时按照本实施例的上述转向保护机制后得到的实际行驶路线如图4所示，从图中可以看出在采用了本实施例所述的转向保护机制后，无人车平稳地回到预设的无人车寻迹路径；

图5所示则为在无人车发生转向异常时采用转向保护机制和未采用转向保护机制的实际行驶路线对比图，其中，a点为开始发生转向异常的点，通过对比可以看出，未采用转向保护机制，则在无人车回到预设行驶路径的过程中，无人车发生了很大幅度的来回转弯，而采用了转向保护机制，则无人车平稳地回到预设行驶路径。

实施例四

请参照图2，一种无人车行驶过程中的转向保护终端1，包括存储器2、处理器3以及存储在所述存储器2上并可在所述处理器3上运行的计算机程序，所述处理器3执行所述计算机程序时实现实施例一的各个步骤。

实施例五

请参照图2，一种无人车行驶过程中的转向保护终端1，包括存储器2、处理器3以及存储在所述存储器2上并可在所述处理器3上运行的计算机程序，所述处理器3执行所述计算机程序时实现实施例二的各个步骤。

实施例六

请参照图2，一种无人车行驶过程中的转向保护终端1，包括存储器2、处理器3以及存储在所述存储器2上并可在所述处理器3上运行的计算机程序，所述处理器3执行所述计算机程序时实现实施例三的各个步骤。

综上所述，本发明提供的一种无人车行驶过程中的转向保护方法及终端，当无人车发生转向异常时，根据无人车的实时速度动态调整所述无人车的行驶速度和转向角度直至所述无人车回到预设的无人车寻迹路径；在进行行驶速度的调整时，基于预设速度值与各个采样时间点对应的实时速度的差值以及预设时间段内的累计差值准确地获得使得实时速度平稳地减小至预设速度值的收油门的量和刹车量，在进行转向角度的调整时，基于无人车与预设行驶路径的距离、实时速度和无人车的实时行驶方向与所述预设的无人车寻迹路径的轨迹方向的夹角间断式地对无人车的转向角度进行调整，从而使得无人车在发生转向异常时能够平稳地回到预设行驶路径，实现对无人车的转向保护，提高无人车行驶过程中的安全性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。