CN108693881A - 车辆控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种车辆控制方法，包括：接收操作指令，并根据操作指令，调用清扫区域信息和环境地图配置文件；根据清扫区域信息和环境地图配置文件，生成清扫路径数据；获取环境感知数据，并对环境感知数据进行处理，提取障碍物信息；获取车辆的位置信息；根据障碍物信息、位置信息以及清扫路径数据，生成决策结果信息；根据决策结果信息，生成转向控制信息和扭矩控制信息；对转向控制信息和扭矩控制信息进行转换处理，将转换处理后的转向控制信息发送给EPS控制器，以使EPS控制器控制车辆的转向；并且，将转换处理后的扭矩控制信息发送给电机控制器，以使电机控制器控制车辆的电机的转速。由此，完成各种控制功能，且拟人化程度高。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种车辆控制方法。
背景技术
自动驾驶技术是近年的热点话题，在缓解交通拥堵、提高道路安全性、减少空气污染等领域，自动驾驶将会带来颠覆性的改变。
随着我国人口老龄化的加剧、用工荒的出现及用工成本的不断提高，直接导致了用户招工难、人员管理难、成本不断攀高的问题，人工清扫被机械自动化所代替势不可挡，但是现有的扫地车需要人工驾驶，功能单一且不够方便。
但是，现有技术中，在对车辆进行控制时，存在着诸多问题，比如，灵敏度不高，拟人性不高等。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种车辆控制方法，以解决现有技术中车辆运行过程中，控制系统的灵敏度不高，拟人化不高等问题。
为解决上述目的本发明提供了一种车辆控制方法，所述AVCU的控制方法包括：
接收操作指令，并根据所述操作指令，调用清扫区域信息和环境地图配置文件；
根据所述清扫区域信息和所述环境地图配置文件，生成清扫路径数据；
获取环境感知数据，并对所述环境感知数据进行处理，提取障碍物信息；
获取车辆的位置信息；
根据所述障碍物信息、所述位置信息以及所述清扫路径数据，生成决策结果信息；
根据所述决策结果信息，生成转向控制信息和扭矩控制信息；
对所述转向控制信息和所述扭矩控制信息进行转换处理，将转换处理后的所述转向控制信息发送给电动助力转向系统EPS控制器，以使所述EPS控制器控制车辆的转向；并且，将转换处理后的所述扭矩控制信息发送给电机控制器，以使所述电机控制器控制所述车辆的电机的转速。
优选的，所述方法之前还包括：
接收到上电指令后，进行自检，生成自检结果；
根据所述自检结果，判断自检是否成功，当自检成功后，进入待机模式。
优选的，所述方法还包括：所述根据所述自检结果，判断自检是否成功，当自检成功后，进入待机模式之前，所述方法还包括：
向车身控制器BCM发送指示消息，以使所述BCM根据所述指示消息进行灯光提示。
优选的，所述获取环境感知数据，并对所述环境感知数据进行处理，提取障碍物信息具体包括：
对所述环境感知数据进行处理，生成激光点云数据；
对所述激光点云数据进行分析处理，从中提取出障碍物信息。
优选的，所述方法之后还包括：
获取第一速度信息和第二速度信息；
对所述第一速度信息和所述第二速度信息进行融合处理，生成速度融合信息；
根据所述速度融合信息，修正所述转向控制信息和扭矩控制信息。
优选的，所述获取第一速度信息和第二速度信息，具体包括：
从全球定位系统获取第一速度信息；
从轮速计获取第二速度信息。
通过应用本发明实施例提供的车辆控制方法，AVCU接收操作指令，并根据操作指令，调用清扫区域信息和环境地图配置文件；根据清扫区域信息和环境地图配置文件，生成清扫路径数据；获取环境感知数据，并对环境感知数据进行处理，提取障碍物信息；获取车辆的位置信息；根据障碍物信息、位置信息以及清扫路径数据，生成决策结果信息；根据决策结果信息，生成转向控制信息和扭矩控制信息；对转向控制信息和扭矩控制信息进行转换处理，将转换处理后的转向控制信息发送给电动助力转向系统EPS控制器，以使EPS控制器控制车辆的转向；并且，将转换处理后的扭矩控制信息发送给电机控制器，以使电机控制器控制车辆的电机的转速。由此，完成各种控制功能，且拟人化程度高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的车辆控制方法流程图；
图2为本发明实施例提供的车辆控制单元的结构示意图。
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为本发明实施例提供的车辆控制方法流程图，本发明的应用场景为无人驾驶状态下的低速车辆。所述方法的执行主体为车辆控制单元，该车辆控制单元为自动驾驶车辆控制单元(Automated Vehicle Control Unit，AVCU)。下面以将该车辆控制方法应用在自动驾驶的清扫车为例进行说明。如图1所示，所述方法包括以下步骤：
步骤11，接收操作指令，并根据所述操作指令，调用清扫区域信息和环境地图配置文件。
其中，该操作指令可以是后台服务器发送的，也可以是车载人机交互装置发送的。
在步骤11之前，还可以包括：步骤10，接收到上电指令后，进行自检，生成自检结果；根据所述自检结果，判断自检是否成功，当自检成功后，进入待机模式。
其中，进入待机模式之前，所述方法还包括：向车身控制器BCM发送指示消息，以使所述BCM根据所述指示消息进行灯光提示。由此，可以通过灯光提示获知是否自检成功，操作便利。
步骤12，根据所述清扫区域信息和所述环境地图配置文件，生成清扫路径数据。
步骤13，获取环境感知数据，并对所述环境感知数据进行处理，提取障碍物信息。
其中，所述获取环境感知数据，并对所述环境感知数据进行处理，提取障碍物信息具体包括：对所述环境感知数据进行处理，生成激光点云数据；对所述激光点云数据进行分析处理，从中提取出障碍物信息。
步骤14，获取车辆的位置信息。
步骤15，根据所述障碍物信息、所述位置信息以及所述清扫路径数据，生成决策结果信息。
具体的，可以通过激光雷达获取到环境感知数据，并对该环境感知数据进行处理，提取出障碍物信息。从超声波雷达获取到超声波探测数据，并从该超声波探测数据中提取出障碍物信息，对两种方式获得的障碍物信息进行融合处理，从而分析出最终的障碍物信息。
步骤16，根据所述决策结果信息，生成转向控制信息和扭矩控制信息。
步骤17，对所述转向控制信息和所述扭矩控制信息进行转换处理，将转换处理后的所述转向控制信息发送给电动助力转向系统EPS控制器，以使所述EPS控制器控制车辆的转向；并且，将转换处理后的所述扭矩控制信息发送给电机控制器，以使所述电机控制器控制所述车辆的电机的转速。
在步骤17之后，所述方法之后还包括：
获取第一速度信息和第二速度信息；对所述第一速度信息和所述第二速度信息进行融合处理，生成速度融合信息；根据所述速度融合信息，修正所述转向控制信息和扭矩控制信息。
可选的，在步骤17之后，所述方法还包括：
接收急停按钮被按压时的按压指令，进入紧急制动状态。在进入紧急制动状态后，车辆停止运行，以应对紧急状况。
由于AVCU的各个模块之间的紧密结合才可实现AVCU的控制，因此，下面结合AVCU的具体的模块，对AVCU的控制方法进行详细的描述。图2为本发明实施例提供的AVCU的结构示意图。
该AVCU包括：主处理单元100和从处理单元200。其中，主处理单元100通过第一控制器局域网(Controller Area Network，CAN)总线和从处理单元相连接。主处理单元100也可以称为AVCU的中央处理器(Central Processing Unit/Processor，CPU)，从处理单元200也可以称为AVCU的微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)。
主处理单元100包括：第一通信模块110和第二通信模块120、清扫路径规划模块130、感知模块140、定位模块150、决策规划模块160、控制模块170和执行反馈模块180。
第一通信模块110与后台服务器相连接，用于接收后台服务器的操作指令，并根据操作指令，调用清扫区域信息和环境地图配置文件，发送给清扫路径规划模块。
其中，第一通信模块可以是和后台服务器进行通信的通信模块。后台服务器可以根据AVCU的应用场景而确定，当该AVCU应用场景为扫地机时，该后台服务器可以是扫地机的服务器，该扫地机可以单独作业于一特定区域，也可由多台扫地机共同作业于同一区域的不同小区域，本申请对此并不限定。示例而非限定，第一通信模块110和后台服务器直接可以通过wifi网络进行通信，也可以通过第四代通讯技术(the 4th Generationcommunication system,4G)网络进行通信，本申请对此并不限定。
第二通信模块120用于与车载人机交互装置相连接，接收车载人机交互装置发送的操作指令。
其中，该第二通信模块可以是和车载人机交互装置进行通信的通信模块。车载人机交互装置可以是车载显示屏，也可以是遥控器，还可以是其他可以进行人机交互的装置，本申请对此并不限定。
第一通信模块110和第二通信模块120可以是同时工作的，也可以是第一通信模块110工作，第二通信模块120不工作，或者第一通信模块110不工作，第二通信模块120工作。第一通信模块110和第二通信模块120一起又可称为业务功能模块。该业务功能模块可以分别与车身控制器(Body Control Module，BCM)和从处理单元200进行通信。比如，在车辆上电自检时，通过与BCM控制器进行通信，可以在自检成功时，向BCM发送提示信息，BCM通过灯光提示以指示车辆的状态(自检成功进入待机模式等)。
操作指令可以是启动操作指令，在一个示例中，当通过后台服务器接收到操作指令时，该操作指令可以是后台服务器上的几个连续指令之和，比如通过点击“启动”、“自动清扫”、“历史路径模式”等指令，进而选择了对某区域进行自动清扫。在另一个示例中，当通过车载人机交互装置接收到操作指令时，该指令可以是对车载人机交互装置中的多个按键进行选择的多个指令之和。
当接收到操作指令后，调用主处理单元中存储的清扫区域信息和环境地图配置文件，该清扫区域信息用于划定清扫区域的边界、该环境地图配置文件是该清扫区域对应的地图配置文件。
清扫路径规划模块130，用于根据清扫区域信息和环境地图配置文件，生成清扫路径数据，并将清扫路径数据发送给决策规划模块。
具体的，清扫路径规划模块130根据该清扫区域信息和环境地图配置文件，规划好清扫路径数据，比如，清扫的区域为A区域，在A区域中，具有花园、树木等，清扫路径规划模块130可以避开该些不可能进行自动清扫的区域。
感知模块140，用于获取环境感知数据，并对环境感知数据进行处理，提取障碍物信息，并将障碍物信息发送至决策规划模块。
其中，感知模块具体用于：
对所述环境感知数据进行处理，生成激光点云数据；
对所述激光点云数据进行分析处理，从中提取出障碍物信息。
具体的，该感知模块140可以通过激光雷达扫描周围的物体，激光雷达转一圈之后，对收集到的所有点进行统一的解包、补偿处理，生成一个包含这一圈扫描到的多个激光点云数据，然后从激光点云数据中提取到障碍物信息。示例而非限定，激光雷达的数量可以是一个，也可以是多个，当激光雷达的数量是多个时，可以对多个激光雷达的环境感知数据进行融合处理，从而得到激光点云数据。
在另一个例子中，可以对通过激光雷达提取出的障碍物信息和通过超声波雷达提取出的障碍物信息进行融合处理，从而得到最终的障碍物信息。示例而非限定，激光雷达的数量为一个或多个。由此，提高了探测障碍物的灵敏度。
定位模块150，用于获取车辆的位置信息，并将位置信息发送给决策规划模块。
其中，定位模块150可以从全球定位(Global Positioning System，GPS)获取到车辆的位置信息。
定位模块还用于：
从全球定位系统GPS获取第一速度信息；
从执行反馈模块获取第二速度信息；
对所述第一速度信息和所述第二速度信息进行融合处理，生成速度融合信息；
将所述速度融合信息发送给所述控制模块。
具体的，定位模块同时还从GPS获取到车辆的第一速度信息，并从轮速计获取到车辆底层执行信息，即车辆的第二速度信息，对这两种速度信息进行融合处理后，生成速度融合信息，并将该速度融合信息发送给控制模块，该速度融合信息用于后续的闭环控制，该融合信息相比单独的第一速度信息和第二速度信息，更加准确。通过该闭环控制，对控制信息进行调整，提高了车辆整体的拟人化程度。
决策规划模块160，用于根据障碍物信息、位置信息以及清扫路径数据，生成决策结果信息，并将决策结果信息发送给控制模块。
其中，决策结果信息可以包括轨迹信息，轨迹信息可以包括运行轨迹信息、行为轨迹信息等，比如，在xx区域以某速度进行行驶。
控制模块170，用于根据决策结果信息，生成转向控制信息和扭矩控制信息，并发送给执行反馈模块。
其中，转向控制信息和扭矩控制信息用于分别对车辆的转向和速度进行控制。此时，上述的闭环控制为，定位模块实时的将速度融合信息反馈给控制模块后，控制模块根据该速度融合信息，对转向控制信息和扭矩控制信息进行调整，从而使得车辆快速的达到预计的转向角度和行驶速度。
执行反馈模块180，用于对转向控制信息和扭矩控制信息进行转换处理，将转换处理后的转向控制信息和扭矩控制信息分别通过CAN总线发送给从处理单元。
具体的，执行反馈模块180对该转向控制信息和扭矩控制信息进行格式上的处理，转化为CAN总线可以识别的消息。
从处理单元200，用于将转换处理后的转向控制信息发送给电动助力转向系统(Electric Power Steering，EPS)控制器，以使EPS控制器控制车辆的转向；并且，将转换处理后的扭矩控制信息发送给电机控制器，以使电机控制器控制车辆的电机的转速。
在另一个具体的实施例中，该主处理器还包括驱动模块190。在图2中，该主处理单元100还包括：驱动模块190，所述驱动模块190包括：wifi驱动子模块191、4G驱动子模块192、USB驱动子模块193、以太网驱动子模块194、GPS驱动子模块195、CAN驱动子模块196中的一个或多个。
其中，wifi驱动子模块191，用于作为第一通信模块110和后台服务器通过wifi网络进行通信时的驱动。
4G驱动子模块192作为第一通信模块110与后台服务器通过4G网络进行通信时的驱动。
USB驱动子模块193可以作为主处理器和外接设备的驱动。
以太网驱动子模块194可以被感知模块调用，以读取激光雷达的环境感知数据。或者，以太网驱动子模块194作为第二通信模块120与车载人机交互装置通信时的驱动。
GPS驱动子模块195，被定位模块130调用，以使定位模块130获取到位置信息。
CAN驱动子模块196，通过该CAN驱动子模块196可以读取转换处理后的转向控制信息和转换处理后的扭矩控制信息。
获取车辆的状态信息，并将所述状态信息发送给后台服务器和/或车载人机交互装置。
由此，通过本发明实施例提供的车辆控制方法，
下面，以将该车辆控制方法应用在自动驾驶低速其它车为例进行说明。
此时，如果该车辆对定位要求比较高，为了消除盲区，可以将激光雷达的数量设置为两个，一个设置在车辆的顶部，另一个设置在车辆的前端。此时，感知模块可以对获取到的两个激光雷达的环境感知数据进行融合处理，生成激光点云数据，后续方法和上述相同，此处不再赘述。
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。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。
Claims (6)
1.一种车辆控制方法，其特征在于，所述车辆控制方法包括：
接收操作指令，并根据所述操作指令，调用清扫区域信息和环境地图配置文件；
根据所述清扫区域信息和所述环境地图配置文件，生成清扫路径数据；
获取环境感知数据，并对所述环境感知数据进行处理，提取障碍物信息；
获取车辆的位置信息；
根据所述障碍物信息、所述位置信息以及所述清扫路径数据，生成决策结果信息；
根据所述决策结果信息，生成转向控制信息和扭矩控制信息；
对所述转向控制信息和所述扭矩控制信息进行转换处理，将转换处理后的所述转向控制信息发送给电动助力转向系统EPS控制器，以使所述EPS控制器控制车辆的转向；并且，将转换处理后的所述扭矩控制信息发送给电机控制器，以使所述电机控制器控制所述车辆的电机的转速。
2.根据权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，所述方法之前还包括：
接收到上电指令后，进行自检，生成自检结果；
根据所述自检结果，判断自检是否成功，当自检成功后，进入待机模式。
3.根据权利要求2所述的车辆控制方法，其特征在于，所述方法还包括：所述根据所述自检结果，判断自检是否成功，当自检成功后，进入待机模式之前，所述方法还包括：
向车身控制器BCM发送指示消息，以使所述BCM根据所述指示消息进行灯光提示。
4.根据权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，所述获取环境感知数据，并对所述环境感知数据进行处理，提取障碍物信息具体包括：
对所述环境感知数据进行处理，生成激光点云数据；
对所述激光点云数据进行分析处理，从中提取出障碍物信息。
5.根据权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，所述方法之后还包括：
获取第一速度信息和第二速度信息；
对所述第一速度信息和所述第二速度信息进行融合处理，生成速度融合信息；
根据所述速度融合信息，修正所述转向控制信息和扭矩控制信息。
6.根据权利要求5所述的车辆控制方法，其特征在于，所述获取第一速度信息和第二速度信息，具体包括：
从全球定位系统获取第一速度信息；
从轮速计获取第二速度信息。
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