基于低速无人驾驶车辆的无线遥控方法及系统与流程

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种基于低速无人驾驶车辆的无线遥控方法及系统。

背景技术：

无人驾驶技术是近年的热点话题。尤其低速自动驾驶，其应用场景多，落地产品广，如低速无人清扫车、物流车等，正逐渐大规模投入商用。但目前无人驾驶技术不够成熟，无法实现高度/完全自动驾驶，对于无实车驾驶系统(方向盘、加速踏板、制动踏板)的低速车，需要无线遥控系统进行辅助遥控驾驶，同时根据车辆功能，实现特定业务功能实现。

目前无人驾驶车辆遥控方式讨论较多的是通过车对外界的信息交换(vehicletoeverything，v2x)通信。具体实现方法为遥控设备通过v2x通信模块连接无人驾驶车辆，遥控设备通过v2x通信模块连接无人驾驶车辆；遥控设备对用户输入的遥控指令进行加密，将加密后的遥控指令通过v2x通信模块传输给无人驾驶车辆；无人驾驶车辆接收遥控设备传输的遥控指令，并判断无人驾驶车辆当前的驾驶模式；若无人驾驶车辆当前处于自动驾驶模式，则解密遥控指令，并向遥控设备发送反馈信号；若解密后的遥控指令为启动遥控驾驶模式指令，则控制无人驾驶车辆进入遥控驾驶模式，并制动至停车；遥控设备在通过v2x通信模块接收到无人驾驶车辆发送的反馈信号时，确认无人驾驶车辆当前处于遥控范围，发出提示。具体而言，无人驾驶车辆进入自动驾驶模式。用户在遥控设备上输出启动遥控指令，遥控设备经过加密转码后发出对应指令信号。无人驾驶车辆接收到启动遥控模式指令后反馈信号并进入遥控模式；遥控设备发出控制指令，无人驾驶车辆收到信息后反馈并执行响应动作。遥控设备发出退出遥控指令，无人驾驶车辆接收到信息后反馈并退出遥控模式。

虽然目前不管是政府还是各大整车厂、运营商以及相关厂商都在大力推进v2x，但完整的v2x的应用与实现，需要许多产业支撑，目前许多关键产品未达到商用化,如芯片、基础设施建设等，还需要加大研发进度。此类技术涉及到产业链长，整个遥控控制系统实现方案复杂，成本高而且该技术仍在完善中，无法成熟运用与无人驾驶车上。

目前无人驾驶技术是一个热门领域，但无人驾驶技术的发展是一个循序渐进的过程。许多公司在推动无人驾驶落地场景中选择了低速车，包括低速物流车、低速清洁车等。但低速车目前也存在几个问题：

只能在固定场景，固定区域实现无人驾驶，即需要定制。而在定制区域之外，车辆无法动作。

目前无人驾驶技术也待发展成熟，在实际使用中车辆也可能会出现各类故障，导致车辆无法自动行进、完成业务等问题。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种基于低速无人驾驶车辆的无线遥控方法及系统，以解决现有技术中的低速车在定制区域之外无法动作的问题。

为解决上述问题，第一方面，本发明提供了一种基于低速无人驾驶车辆的无线遥控系统，所述系统包括：

无线遥控器，所述无线遥控器包括数字信号采集模块、模拟信号采集模块、第一mcu处理器、无线发射模块；

所述数字信号采集模块，用于接收遥控器的功能按键被按压时产生的电平信号，并将所述电平信号发送给第一mcu处理器；

所述模拟信号采集模块，用于接收摇杆拨动时的模拟信号，并将所述模拟信号发送给第一mcu处理器；

所述第一mcu处理器，用于接收所述数字信号采集模块发送的电平信号，并根据所述电平信号，生成有效控制信号；以及，用于接收所述模拟采集模块发送的模拟信号，并对所述模拟信号进行ad转换后生成车辆纵横向控制信号；将所述有效控制信号以及所述车辆纵横向控制信号编码后生成数据包，并将所述数据包发送给所述无线发射模块；

所述无线发射模块，用于接收所述第一mcu发送的数据包，并对所述数据包进行调制，生成射频调制信号；接收器，所述接收器包括无线接收模块、第二mcu处理器；

所述无线接收模块，用于接收所述射频调制信号，并对所述射频信号进行滤波，对滤波后的所述射频信号进行解调，生成有效控制信号和车辆纵横向控制信号；将所述有效控制信号和所述车辆纵横向控制信号发送给所述第二mcu处理器；

所述第二mcu处理器，用于接收所述无线接收模块发送的所述有效控制信号，以及车辆纵横向控制信号，并对所述有效控制信号进行处理，生成第一控制命令，以及，对所述车辆纵横向控制信号进行处理，生成第二控制命令，并将所述第一控制命令，以及，所述第二控制命令发送给底层执行器。

在一种可能的实现方式中，通过433mhzask调制技术、lora和2.4g无线技术中的任意一种通信。

在一种可能的实现方式中，所述功能按键包括灯光系统按键、档位按键、业务按键、匹配按键和模式按键。

在一种可能的实现方式中，所述无线接收模块接收车辆控制单元发送的障碍物信号，所述第二mcu根据所述障碍物信号，生成停止信号，并将所述停止信号发送给底层执行器，以通过所述底层执行器控制车辆停止运行。

在一种可能的实现方式中，所述无线接收模块包括接收天线和解调芯片；

所述接收天线，用于接收所述射频调制信号，并对所述射频调制信号进行滤波；

所述解调芯片，用于对滤波后的所述射频信号进行解调，生成有效控制信号和车辆纵横向控制信号，并将所述有效控制信号和所述车辆纵横向控制信号发送给所述第二mcu处理器。

在一种可能的实现方式中，所述无线接收模块，用于接收车辆控制单元发送的匹配信号，并将所述匹配信号发送给所述无线发射模块；

所述无线发射模块，接收所述匹配信号，进行配对。

第二方面，本发明提供了一种基于低速无人驾驶车辆的无线遥控方法，所述方法包括：

数字信号采集模块接收遥控器的功能按键被按压时产生的电平信号，并将所述电平信号发送给第一mcu处理器；

模拟信号采集模块接收摇杆拨动时的模拟信号，并将所述模拟信号发送给第一mcu处理器；

第一mcu处理器接收所述数字信号采集模块发送的电平信号，并根据所述电平信号，生成有效控制信号；以及，用于接收所述模拟采集模块发送的模拟信号，并对所述模拟信号进行ad转换后生成车辆纵横向控制信号；将所述有效控制信号以及所述车辆纵横向控制信号编码后生成数据包，并将所述数据包发送给所述无线发射模块；

无线发射模块接收所述第一mcu发送的数据包，并对所述数据包进行调制，生成射频调制信号；

无线接收模块接收所述射频调制信号，并对所述射频信号进行滤波，对滤波后的所述射频信号进行解调，生成有效控制信号和车辆纵横向控制信号；将所述有效控制信号和所述车辆纵横向控制信号发送给所述第二mcu处理器；

第二mcu处理器接收所述无线接收模块发送的所述有效控制信号，以及车辆纵横向控制信号，并对所述有效控制信号进行处理，生成第一控制命令，以及，对所述车辆纵横向控制信号进行处理，生成第二控制命令，并将所述第一控制命令，以及，所述第二控制命令发送给底层执行器。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述无线接收模块接收车辆控制单元发送的障碍物信号，所述第二mcu根据所述障碍物信号，生成停止信号，并将所述停止信号发送给底层执行器，以通过所述底层执行器控制车辆停止运行。

在一种可能的实现方式中，所述无线接收模块包括接收天线和解调芯片；所述无线接收模块接收所述射频调制信号，并对所述射频信号进行滤波，对滤波后的所述射频信号进行解调，生成有效控制信号和车辆纵横向控制信号；将所述有效控制信号和所述车辆纵横向控制信号发送给所述第二mcu处理器具体包括：

所述接收天线接收所述射频调制信号，并对所述射频调制信号进行滤波；

所述解调芯片对滤波后的所述射频信号进行解调，生成有效控制信号和车辆纵横向控制信号，并将所述有效控制信号和所述车辆纵横向控制信号发送给所述第二mcu处理器。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述无线接收模块接收车辆控制单元发送的匹配信号，并将所述匹配信号发送给所述无线发射模块；

所述无线发射模块接收所述匹配信号，进行配对。

通过应用本发明提供的基于低速无人驾驶车辆的无线遥控方法及系统，在定制区域之外，可以使用遥控模式控制车辆，如运输过程当中。当无人驾驶方案出现故障时，可进入遥控模式，协助控制车辆，实现车辆的控制、业务功能等。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的基于低速无人驾驶车辆的无线遥控方法流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的基于低速无人驾驶车辆的无线遥控系统结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的无线遥控器结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的接收器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1为本发明实施例一提供的基于低速无人驾驶车辆的无线遥控方法流程示意图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤101，数字信号采集模块接收遥控器的功能按键被按压时产生的电平信号，并将电平信号发送给第一微控制单元(microcontrollerunit，mcu)处理器。

步骤102，模拟信号采集模块接收摇杆拨动时的模拟信号，并将模拟信号发送给第一mcu处理器。

步骤103，第一mcu处理器接收数字信号采集模块发送的电平信号，并根据电平信号，生成有效控制信号；以及，用于接收模拟采集模块发送的模拟信号，并对模拟信号进行模数(analogtodigitalconverter，ad)ad转换后生成车辆纵横向控制信号；将有效控制信号以及车辆纵横向控制信号编码后生成数据包，并将数据包发送给无线发射模块。

步骤104，无线发射模块接收第一mcu发送的数据包，并对数据包进行调制，生成射频调制信号。

步骤105，无线接收模块接收射频调制信号，并对射频信号进行滤波，对滤波后的射频信号进行解调，生成有效控制信号和车辆纵横向控制信号；将有效控制信号和车辆纵横向控制信号发送给第二mcu处理器。

步骤106，第二mcu处理器接收无线接收模块发送的有效控制信号，以及车辆纵横向控制信号，并对有效控制信号进行处理，生成第一控制命令，以及，对车辆纵横向控制信号进行处理，生成第二控制命令，并将第一控制命令，以及，第二控制命令发送给底层执行器。

进一步的，基于低速无人驾驶车辆的无线遥控方法还包括：

无线接收模块接收车辆控制单元发送的障碍物信号，第二mcu根据障碍物信号，生成停止信号，并将停止信号发送给底层执行器，以通过底层执行器控制车辆停止运行。

进一步的，无线接收模块包括接收天线和解调芯片；无线接收模块接收所述射频调制信号，并对所述射频信号进行滤波，对滤波后的所述射频信号进行解调，生成有效控制信号和车辆纵横向控制信号；将所述有效控制信号和所述车辆纵横向控制信号发送给所述第二mcu处理器具体包括：

接收天线接收射频调制信号，并对射频调制信号进行滤波；

解调芯片对滤波后的射频信号进行解调，生成有效控制信号和车辆纵横向控制信号，并将有效控制信号和车辆纵横向控制信号发送给第二mcu处理器。

进一步的，基于低速无人驾驶车辆的无线遥控方法还包括：

无线接收模块接收车辆控制单元发送的匹配信号，并将匹配信号发送给无线发射模块；

无线发射模块接收匹配信号，进行配对。

通过应用本发明提供的基于低速无人驾驶车辆的无线遥控方法，在定制区域之外，可以使用遥控模式控制车辆，如运输过程当中。当无人驾驶方案出现故障时，可进入遥控模式，协助控制车辆，实现车辆的控制、业务功能等。

下面结合图2-4，对本申请中的基于低速无人驾驶车辆的无线遥控系统进行具体的说明。

图2为本发明实施例二提供的基于低速无人驾驶车辆的无线遥控系统结构示意图。该基于低速无人驾驶车辆的无线遥控系统应用在基于低速无人驾驶车辆的无线遥控方法中，如图2所示，该基于低速无人驾驶车辆的无线遥控系统包括：无线遥控器1和接收器2。

图3为本发明实施例二提供的无线遥控器结构示意图。如图2所示，该无线遥控器1包括：包括数字信号采集模块11、模拟信号采集模块12、第一mcu处理器13、无线发射模块14。

数字信号采集模块11，用于接收遥控器的功能按键被按压时产生的电平信号，并将电平信号发送给第一mcu处理器13。

具体的，无线遥控系统具有两种工作模式，匹配模式及工作模式。无线遥控器系统上具有模式按键，通过模式按键可进行两种模式的切换。其中，匹配模式表示无线遥控系统与车辆配对成功，无线遥控系统进入工作模式后，才能对车辆进行遥控控制。

每个无线遥控系统具有不同id，车辆触发匹配模式，接收器2采集到匹配信号进入遥控配对状态，无线遥控器1打开，无线遥控器1上的匹配按键采集2-3s数据，通过433mhzask调制信号无线传输至接收器2。无线遥控器1与接收器2配对成功后，接收器2只处理此id的无线遥控器1，接收到其它id的无线遥控器1的数据作为无效收据不做处理。

功能按键包括灯光系统中，各个指示灯的按键，指示灯包括但不限于遥控器示廓灯、左转向灯、右转向灯、前大灯。

档位按键包括快速和缓行，通过这两个按键，可以进行档位的切换。

业务按键，比如，当该低速无人驾驶车辆为清扫车时，业务按键包括清扫按键、振尘按键、洒水按键、挡板按键。

挡位控制：遥控器留有两个按键：快速、缓行。可以通过这两个按键，对车辆的档位切换。

其它功能：屏蔽障碍物功能。无人驾驶车辆最基本特点都具有雷达、超声波探头、超声波雷达中的一种或者多种传感器。遥控器可结合软件算法，实现遥控驾驶时的安全行驶。当传感器检测到周围一定范围内具有障碍物，遥控车辆会停止行走，避免车辆撞倒物体。遥控器按键按下有效时，车辆会退出检测功能，通过遥控器控制，避开障碍物行驶。

当无线遥控系统上的上述按键中的某个被按压时，会生成电平信号，比如低电平信号，后续，第一mcu处理器13会根据该低电平信号，产生有效控制信号。以上功能的实现原理简单、可靠，无线遥控系统成本低。

模拟信号采集模块12，用于接收摇杆拨动时的模拟信号，并将模拟信号发送给第一mcu处理器13。

具体的，横纵向控制包括：遥控器有两个遥控：左摇杆和右摇杆。右摇杆往前，车辆以中速向前行走，右摇杆往后，车辆以中速向后倒退，右摇杆回到中位车辆停止。左摇杆往左，车辆往左转向。左摇杆往右，车辆往右转向，左摇杆回到中位，前轮回到中间。

模拟信号，即模拟信号是由摇杆产生的，摇杆为一滑动变阻器，通过电池供电。当摇杆拨动，电阻变化，输入到第一mcu处理器13的电压就会变化，第一mcu处理器13采集到的ad值也会相应变化。

摇杆的ad值变化，定义为速度、方向的变化，从而可以实现车辆横纵向的改变。

第一mcu处理器13，用于接收数字信号采集模块11发送的电平信号，并根据电平信号，生成有效控制信号；以及，用于接收模拟采集模块12发送的模拟信号，并对模拟信号进行ad转换后生成车辆纵横向控制信号；将有效控制信号以及车辆纵横向控制信号编码后生成数据包，并将数据包发送给无线发射模块14。

具体的，第一mcu接收到数字信号采集模块11发送的电平信号后，确定该电平信号对应的按键，并根据该按键和该电平信号，生成有效控制信号，比如，第一mcu接收到数字信号采集模块11发送的左转向灯的低电平信号，则生成左转向灯的有效控制信号。

其中，该第一mcu位低功耗芯片，内部集成时钟，无需外置时钟源。

第一mcu还接收模拟信号采集模块12发送的模拟信号，对该模拟信号进行转换，生成车辆纵横向控制信号。然后将有效控制信号和车辆纵横向控制信号进行打包，打包为数据包，通过特定的接口发送给无线发射模块14。

无线发射模块14，用于接收第一mcu发送的数据包，并对数据包进行调制，生成射频调制信号。

具体的，无线发射模块14可以为无线发射芯片，第一mcu处理器的信号可以通过通用型之输入输出(general-purposeinput/output，gpio)传输至无线发射芯片。无线发射模块14可以对数据包进行调制，比如调制到433.92mhz射频信号上，并通过无线发射模块14的发射天线，发送给接收器2。

其中，发射天线可以采用陶瓷天线或板载天线，尺寸小，性能优。

其中，调制方式可以是采用ask调制、fsk调制，本申请对此并不限定。

进一步的，该无线遥控器还包括电池，用于进行供电。

图4为本发明实施例二提供的接收器2结构示意图，如图3所示，该接收器2包括：无线接收模块21、第二mcu处理器22。

无线接收模块21用于接收射频调制信号，并对射频信号进行滤波，对滤波后的射频信号进行解调，生成有效控制信号和车辆纵横向控制信号；将有效控制信号和车辆纵横向控制信号发送给第二mcu处理器。

具体的，无线接收模块21具有接收天线和解调芯片，该接收天线可以采用外置天线，无线接收模块21于接收射频调制信号，并对射频调制信号进行滤波。解调芯片，用于对滤波后的射频信号进行解调，生成有效控制信号和车辆纵横向控制信号，并将有效控制信号和车辆纵横向控制信号发送给第二mcu处理器。

第二mcu处理器22，用于接收无线接收模块发送的有效控制信号，以及车辆纵横向控制信号，并对有效控制信号进行处理，生成第一控制命令，以及，对车辆纵横向控制信号进行处理，生成第二控制命令，并将第一控制命令，以及，第二控制命令发送给底层执行器。

具体的，第二mcu接收到该有效控制信号后，将该有效控制信号发送给底层执行器，底层执行器根据其包含的控制命令进行执行。

进一步的，无线接收模块接收车辆控制单元发送的障碍物信号，第二mcu根据障碍物信号，生成停止信号，并将停止信号发送给底层执行器，以通过底层执行器控制车辆停止运行，从而避免车辆撞倒物体，当无线遥控系统上的功能按键有效时，车辆会退出传感器检测状态，通过无线遥控系统，避开障碍物行驶。

具体的，车辆上具有激光雷达、超声波探头、超声波累着中的一种或多种组合，当传感器检测到周围一定范围内有障碍物时，车辆控制单元会发送障碍物信号，该障碍物信号可以被接收器中的无线接收模块，该无线接收模块将该障碍物信号发送给第二mcu，第二mcu进行格式上的转换后，转换为停止信号，发送给底层执行器，以控制车辆停止运行。

通过应用本发明提供的基于低速无人驾驶车辆的无线遥控系统，在定制区域之外，可以使用遥控模式控制车辆，如运输过程当中。当无人驾驶方案出现故障时，可进入遥控模式，协助控制车辆，实现车辆的控制、业务功能等。

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。