CN108944740B - 车辆控制方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种车辆控制方法，通过云服务器及车载通讯终端，将车载子控制器采集的车辆信息传输给云端电机控制器，利用云端强大的大数据存储能力、智能管理运算能力、大数据信息获取能力、快速通讯能力及廉价的使用费用，使得单台车载控制器无法完成的任务变得能够快速、精确、智能、完美的解决，而车辆只需要一个车载通讯终端及若干简单的子控制器即可，这大大简化和降低了车辆端控制器的运算要求，将电机控制等复杂计算和处理移到云端电机控制器执行，跟进一步发挥了云计算的能力、综合利用了社会资源、降低车辆的系统成本。云服务器还可实现多车的协调调度控制，可大大降低事故发生率、提高交通道路通行效率和安全性。此外，还提供一种车辆控制系统。

Description

车辆控制方法和系统
技术领域
本发明涉及车辆行驶控制，特别是涉及一种精度高、控制成本低的车辆控制方法及系统。
背景技术
无人驾驶车辆是通过车载传感系统感知道路环境，并根据感知所获得的道路、地图、车辆位置和障碍物信息，自动规划行车路线并控制车辆的转向和速度，并最终到达预定目标的智能汽车。
由于汽车在无人驾驶时，需要收集大量路况、天气、及多台车辆信息，并对车辆电机及驱动系统、行车轨迹、道路、车道、车速、转弯、壁障进行精准的控制，这需要车辆的控制器进行快速和庞大的信息获取和智能分析计算，这样会使得每台车辆的控制成本很高，甚至无法实现所需分析计算功能。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种速度快、精度高、控制成本低的车辆控制方法及系统。
一方面，本申请提供一种车辆控制方法，包括以下步骤：
获取驾驶人员、云控车辆的基本参数，并启动云端计算；
对多台云控车辆进行车辆行驶设置，其中，车辆行驶设置包括目的地、高速优先、最近路程、躲避拥挤、车速及车距；
将所述车辆行驶设置发送给云服务器；
根据所述车辆行驶设置、地图及车辆定位系统、气象、路况信息，向每台所述车辆发出路径规划指令、选择道路指令、选择车道指令、车速指令、车辆排序指令及车距指令；
将所述路径规划指令、所述选择道路指令、所述选择车道指令、所述车速指令、所述车辆排序指令及所述车距指令发送给相应所述车辆；
显示并控制所述车辆执行所述路径规划指令、所述选择道路指令、所述选择车道指令、所述车速指令、所述车辆排序指令及所述车距指令；
采集所述车辆执行指令过程中的车辆状态信息；
采集所述车辆执行指令过程中的电机状态信息；
根据车辆状态信息及所述电机状态信息计算电机驱动信号，使所述电机驱动信号驱动所述车辆。
优选地，还包括：
根据所述车辆状态信息、环境信息、安全隐患信息计算出车辆转弯、转弯半径、刹车、鸣笛、转向、照明及刹车灯指令。
优选地，还包括：根据安全隐患信息对所有所述车辆发送避让指令，其中，避让指令包括减速指令、转弯指令及刹车指令。
优选地，还包括：采用高速无线互联网通讯将所述车辆的基本参数及车辆行驶设置发送给云服务器。
优选地，所述根据车辆状态信息及所述电机状态信息计算电机驱动信号，使所述电机驱动信号驱动所述车辆的步骤包括：
根据车辆状态信息及所述电机状态信息，并结合电机矢量控制、直接转矩控制算法计算出电机驱动信号；
使所述车辆接收所述电机驱动信号，并根据所述电机驱动信号驱动电机运转及制动。
另一方面，本申请提供一种车辆控制系统，包括云端及云控车载端。所述云端包括云服务器及与所述云服务器通信连接的云端行驶控制器和云端电机控制器。所述云控车载端包括车载通讯终端及与所述车载通讯终端通信连接的车载子控制器和车载电机控制器。所述车载通讯终端与所述云服务器通信连接。
所述车载子控制器用于获取驾驶人员、所述车辆的基本参数，所述云服务器用于启动云端计算。
所述车载子控制器用于进行车辆行驶设置，其中，车辆行驶设置包括目的地、高速优先、最近路程、躲避拥挤、车速及车距。
所述车载通讯终端用于将所述车辆行驶设置发送给云服务器。
所述云端行驶控制器用于根据所述车辆行驶设置、地图及车辆定位系统、气象、路况信息向每台车辆发出路径规划指令、选择道路指令、选择车道指令、车速指令、车辆排序指令及车距指令。
所述云服务器用于将所述路径规划指令、所述选择道路指令、所述选择车道指令、所述车速指令及所述车距指令发送给所述车载通讯终端。
所述车载子控制器用于显示并控制所述车辆执行所述路径规划指令、所述选择道路指令、所述选择车道指令、所述车速指令及所述车距指令。
所述车载子控制器用于采集所述车辆执行指令过程中的车辆状态信息。
所述车载电机控制器用于采集所述车辆执行指令过程中的电机状态信息。
所述云端电机控制器用于根据所述车辆状态信息及电机状态信息计算用于驱动车辆电机的电机驱动信号。
优选地，所述云端行驶控制器用于根据所述车辆状态信息、环境信息、安全隐患信息计算出车辆转弯、转弯半径、刹车、鸣笛、转向、照明及刹车灯指令。
优选地，所述云端行驶控制器用于根据安全隐患信息对相关所述车辆发送避让指令，其中，避让指令包括减速指令、转弯指令及刹车指令。
优选地，所述云服务器通过高速无线互联网通讯与所述车载通讯终端连接。
优选地，所述云端电机控制器用于根据车辆状态信息及所述电机状态信息，并结合电机矢量控制、直接转矩控制算法计算出所述电机驱动信号，并通过所述云服务器发送所述电机驱动信号至所述车载通讯终端；所述车载电机控制器从所述车载通讯终端接收所述电机驱动信号，并根据所述电机驱动信号驱动所述车辆电机运转或制动。
上述车辆控制方法和系统，通过云服务器及车载通讯终端，将车载子控制器采集的车辆信息传输给云端电机控制器，利用云端强大的存储能力、运算能力、大数据获取能力、快速通讯能力及廉价的使用费用，使得单台车载控制器无法完成的任务变得能够快速、精确、智能、完美的解决，而所述车辆只需要一个车载通讯终端及若干简单的子控制器即可，这大大简化和降低了车辆端控制器的运算要求，将电机控制等复杂计算和处理移到云端电机控制器执行，从而综合利用了社会资源、降低了车辆的控制系统成本。云服务器还可实现多车的人工智能协调调度控制，使云控车辆能有预见、有预防、有序运行，各行其道、避免超车、协同减速避让、快速鱼贯而行，可大大降低事故发生率、提高交通道路通行效率和安全性。
附图说明
图1为车辆控制方法的流程图；
图2为车辆控制系统的流程图；
图3为车辆控制系统框图；
图4a为云端行驶控制及电机控制流程图之一；
图4b为云端行驶控制及电机控制流程图之一；
图4c为云端行驶控制及电机控制流程图之一；
图4d为云端行驶控制及电机控制流程图之一；
图5为云端、车辆联合电机调速控制原理框图之一；
图6为云端、车辆联合电机调速控制原理框图之一；
图7为云端、车辆联合BLDC无刷直流电机控制框图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以用许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，为车辆控制方法的流程图。
一种车辆控制方法，包括以下步骤：
步骤S102，获取驾驶人员、云控车辆的基本参数，并启动云端计算。
在进行行驶步骤之前，车载终端需要对驾驶人员及所述车辆的基本参数进行读取，例如驾驶人员的年龄、驾照类型，如所述车辆的车型、里程数、油量等等。获取上述参数之后，发送给云服务器，云服务器判定基本参数无误，使云端计算启动。即该车辆已经进入云端控制。
步骤S104，对多台所述车辆进行车辆行驶设置，其中，车辆行驶设置包括目的地、高速优先、最近路程、躲避拥挤、车速及车距。
所述车辆还设置有各种传感器，如人机界面、视频、激光、声学、电压、电流、加速度、转子位置传感器等。通过上述传感器采集车辆行驶设置、行驶状态、及路况环境信息。
步骤S106，将所述车辆行驶设置发送给云服务器。
车辆行驶设置可通过无线通讯的方式发送给云服务器。
步骤S108，根据所述车辆行驶设置、地图及车辆定位系统、气象、路况信息，向每台所述车辆发出路径规划指令、选择道路指令、选择车道指令、车速指令、车辆排序指令及车距指令。
云服务器可以通过所述车辆的车辆行驶设置，并结合云端大数据，如地图及车辆定位系统、气象、路况信息等，发出路径规划指令、选择道路指令、选择车道指令、车速指令及车距指令。
步骤S110，将所述路径规划指令、所述选择道路指令、所述选择车道指令、所述车速指令及所述车距指令、车辆排序指令发送给相应所述车辆。
具体地，云服务器可通过无线高速互联网与所述车辆进行数据交互。
步骤S112，显示并控制所述车辆执行所述路径规划指令、所述选择道路指令、所述选择车道指令、所述车速指令、车辆排序指令及所述车距指令。
所述车辆接收云服务器的控制指令，显示并按该控制指令进行行驶。
步骤S114，采集所述车辆执行指令过程中的车辆状态信息。
步骤S116，采集所述车辆执行指令过程中电机的电机状态信息。
步骤S118，根据车辆状态信息及所述电机状态信息计算电机驱动信号，使所述电机根据所述电机驱动信号驱动所述车辆。
在一实施例中，步骤S118包括：
根据车辆状态信息及所述电机状态信息，并结合电机矢量控制、直接转矩控制算法计算出电机驱动信号；
使所述车辆接收所述电机驱动信号，并根据所述电机驱动信号驱动电机运转及制动。
车辆控制方法还包括：
根据所述车辆状态信息、环境信息、安全隐患信息计算出车辆转弯、转弯半径、刹车、鸣笛、转向、照明及刹车灯指令。
车辆控制方法还包括：根据安全隐患信息对相关所述车辆发送避让指令，其中，避让指令包括减速指令、转弯指令及刹车指令。
车辆控制方法还包括：采用高速无线互联网通讯将所述车辆的基本参数及车辆行驶设置发送给云服务器。
基于上述所有实施例，云服务器通过高速无线互联网(实时以太网)连接多个所述车辆，分别接收多个所述车辆及其子系统发送的车辆行驶设置、车辆信息、路况及环境信息。其中，车辆信息包括车辆状况(位置、车速、车道)信息、电机状态信息、电池使用状况信息。
上述车辆控制方法通过云服务器及车载通讯终端，将车载子控制器采集的车辆信息传输给云端电机控制器，利用云端强大的存储能力、运算能力、大数据获取能力、快速通讯能力及廉价的使用费用，使得单台车载控制器无法完成的任务变得能够快速、精确、智能、完美的解决，而车辆只需要一个车载通讯终端及若干简单的子控制器即可，这大大简化和降低了车载端控制器的运算要求，将电机控制等复杂计算和处理移到云端电机控制器执行，从而综合利用了社会资源、降低车辆的系统成本。云服务器还可实现多车的人工智能协调调度控制，使入云车辆有预见、有预防、有序运行，各行其道、避免超车、协同减速避让、快速鱼贯而行，可大大降低事故发生率、提高交通道路通行效率和安全性。
如图2所示，为车辆控制系统的模块图。
所述车辆控制系统包括云端及云控车载端；所述云端包括云服务器203以及与云服务器 203通信连接的云端行驶控制器205及云端电机控制器204。所述云控车载端包括车载通讯终端201以及与车载通讯终端201通信连接的车载子控制器200及车载电机控制器202。
所述车载子控制器200用于获取驾驶人员、所述车辆的基本参数，进行车辆行驶设置并将车辆行驶设置通过车载通讯终端201发送至云端，其中，车辆行驶设置包括目的地、高速优先、最近路程、躲避拥挤、车速及车距等的设置。车载子控制器200还通过车载通讯终端 201接收云端的数据或指令，采集所述车辆执行指令过程中的车辆状态信息，并通过车载通讯终端201将车辆状态信息发送至云端进行储存、计算。在本实施例中，车载子控制器200 用于接收采集乘车人员的驾驶设定信息、数据流需求信息、车辆状态信息以及车辆识别的路况环境信息，这些信息通过车载通讯终端201读取并发送至云端。
车载电机控制器202用于采集所述车辆执行指令过程中车辆电机的电机状态信息，并通过车载通讯终端201将电机状态信息发送至云端进行存储、计算。
车载通讯终端201用于将车载子控制器200及车载电机控制器202采集的数据发送至云服务器203，而云服务器203将上述数据(即，车辆状态信息及电机状态信息)发送给云端行驶控制器205及云端电机控制器204进行存储、计算。云控车载端也通过车载通讯终端接受来自云端的数据或指令。本实施例中，车载通讯终端201与云服务器203之间采用高速无线互联网通讯。
所述云端行驶控制器205用于根据所述车辆行驶设置、地图及车辆定位系统、气象、路况信息向每台所述车辆发出路径规划指令、选择道路指令、选择车道指令、车速指令、车辆排序指令及车距指令。这些指令通过云服务器205发送至各车辆的车载通讯终端201，再通过车载通讯终端201发送至对应的车载子控制器200控制车辆显示和/或执行。
所述云端电机控制器204用于根据车辆状态信息及所述电机状态信息计算用于驱动车辆电机的电机驱动信号。该电机驱动信号通过云服务器203发送至各车辆的车载通讯终端201，再通过车载通讯终端201发送至对应的车载电机控制器202控制车辆电机的运行。
具体的，车载电机控制器202(含矢量变换、BLDC控制、直接转矩控制、有位置传感器、无位置传感器)将所述电机转子的位置信息通过所述车载通讯终端201和云服务器203发送至所述云端电机控制器204，所述云端电机控制器204同时根据所述车载电机控制器202 发送的所述电机状态信息和电池使用状况信息计算生成电机控制命令，以实时控制所述车辆的电机运行和车辆行驶状态。车载电机控制器202包括电机转子位置传感器及电池检测传感器，所述电机转子位置传感器将所述车辆的电机转子位置信息通过车载通讯终端201发送至所述云端电机控制器204，所述云端电机控制器204同时根据所述云端行驶控制器205发送的所述行驶指令信息和电池使用状况信息计算生成车辆电机控制命令，以实时控制所述车辆的行驶状态。
所述云端行驶控制器205用于接收各所述车辆信息，并根据预存于云端行驶控制器205 的车辆信息、气象、路况、道路法规及安全状况信息，计算并生成各所述车辆行驶的控制命令及数据流，其中，所述控制指令包括上述路径指令、道路指令、车道选择指令、车辆加减速指令、转弯指令、鸣笛指令、指示灯指令、刹车指令以及车载电机的转速指令，所述数据流包括音频、视频、影像及网页。具体地，所述云端行驶控制器205根据所述车辆状态信息、环境信息、安全隐患信息计算出车辆转弯、转弯半径、刹车、鸣笛、转向、照明及刹车灯指令，并根据安全隐患信息对所有相关所述车辆发送避让指令，其中，避让指令包括减速指令、转弯指令及刹车指令。
所述云服务器203用于将所述控制指令及所述数据流发送至所述车载通讯终端201，所述车载通讯终端201将所述控制指令及所述数据流发送至所述车载子控制器200及车载电机控制器202进行控制及显示。
在一些实施例中，所述云服务器203及所述云端行驶控制器205、云端电机控制器204 通过高速无线互联网连接多个车载通讯终端201，并同时与多个车载通讯终端201进行如上所述的车辆信息的数据交互，其中，所述车辆信息包括乘车人身份判别、行车指令、车辆位置、行驶状况、道路环境、安全隐患、电池状况、电机状态。
下面结合图2、图3进一步介绍车辆控制系统一些实施例的细节。
云服务器203获取车辆信息，发给相关子模块，规划出路径、道路、车道、车速指令发回车辆显示，同时给出车载电机给定转速N，并结合电机反馈信号交流电流ia、ib、ic、转子位置角度γ、转速反馈Nf、或直流电流反馈ID，经云端电机控制器204运算，给出电机驱动电压信号，经云服务器203发送到车载通讯终端201及车载电机控制器202驱动电机运转。
车载通讯终端201将各车载子模块的设置信息、各传感器测试信息发送至云服务器203，经云端子控制器205计算，规划出路径、道路、车道等信息下传人机界面显示，并经云端电机控制器计算发出电机电压驱动信号下传至车载电机控制器202驱动电机运转，车载电机控制器202采集并上传电机、电池等信息供云端电机控制器204计算用。
车载人机界面用于设置、显示所需各种信息、音频、视频、图形、文字等，图中箭头虚线为高速无线互联网通讯线。
车载电机控制器202为电机车载算法控制模块，u、v、w为电机电压驱动信号；HU、HV、 HW为三相逆变器上桥开关器件触发信号，LU、LV、LW为三相逆变器下桥开关器件触发信号；U、I、SOC为电池电压、电流、剩余电量信号。其中，ia、ib、ic、γ、Nf分别为电机三相电流、转子磁极位置角度、转子转速；此处人、车、电机均为多个(电机可以是异步电机、永磁同步电机、BLDC电机、磁阻电机、步进电机、直流电机)，其算法包括所有电机控制算法、人工智能算法、多变量矩阵算法；
在本实施例中，人员信息包括：身份证信息、驾照信息、是否车主、第三方授权(车主授权、车辆运营商授权)等；车辆信息包括：行车本信息(车型、年限)、以往车况/车速信息等。
人机界面：用于接收人工设置信息(可以是按键、手写、语音输入)，显示各种信息(导航轨迹、道路、车道、车距、行驶距离、剩余距离、路况报警等)(电池状态如电压、电流、剩余电量、故障报警)(行车状态如车速、转弯、刹车、车灯等)、(电机状态如电机转速、电流、转矩、温度、故障报警)，并用蓝牙/wifi/及有线网连接各车载子控制器、传感器以获取车辆、电机、周边环境状况信息，并经高速无线互联网与云交换数据。
传感器包括电机转子位置传感器(如磁编码器、光编码器、旋转变压器、霍尔元件、及用软件辨识转子位置的方法)、电压/电流/电量传感器、环境传感器(车内外温度、亮度、雨/ 雪/可视度、噪声震动、加速度、速度、摄像头、雷达、激光、超声波)等。
车载子控制器200包括人机界面、传感器、电机控制器，其他简单控制系统如门锁、座椅、车窗、空调、电池监控等仍在车端进行，因与云计算无关固不赘述。
云服务器203负责与多个云控车辆通讯，并启动管理云端子控制器。
云端子控制器包括云端行驶控制器205(计算给定路径、道路、车道、车速、转弯、转弯半径、前后车距、左右间距、安全隐患等)及云端电机控制器204(根据电机转速指令、反馈参数、经电机矢量变换等控制算法计算，给出三相电机变频驱动电压指令)。
安全隐患控制可根据所有相关车辆的环境反馈信息、道路摄像头信息以及云端大数据信息，综合分析出安全隐患的位置、人或物品特征、行动方向及速度，从而指令所有相关车辆协同减速、刹车、鸣笛、规避风险，当有车辆变道时，因是云端发出的指令，所以可以智能控制所有相关车辆协同减速、适当让出变道空间，避免撞车事故。
当车载电源报警时，车辆会自动更换导航目标到最近、最空闲的充/换电站充/换电。
车辆控制系统还包括各种电机及矢量控制变频调速、BLDC等各种电机控制方法。
单台车辆装有多电机的控制请结合图4a-4d。当然还可有多种组合，如双轮驱动双轮转向、双轮驱动四轮转向、多轮驱动多轮转向等，在此不赘述，而所有这些计算在云中均可模块化调用，实现方便。
车辆电机控制系统还包括云端与所述车辆端结合的电机控制方法。
请结合图5。云中计算虚线框中为复杂的电机调速控制算法，车载控制虚线框中为车载功率控制部分，实现了云端、车端控制合理的分工，此处箭头虚线为通过车载终端、云服务器和高速无线互联网实现的无线数据传输线；由云计算给出的转速给定信号N，结合电机传感器(编码器、旋转变压器、霍尔元件、速度传感器等)给出的电机转速反馈信号Nf的差值，经转矩计算模块计算给出电机转矩给定信号(可以是转矩T、转矩电流iT、或直/交轴电流 id/iq)，结合车载设备给出的反馈信号(三相电机电流ia、ib、ic及转子位置与三相固定坐标 a轴的夹角γ)经矢量控制计算(也可以是BLDC无刷直流电机、直接转矩控制算法，因这都是常规算法此处不再赘述)给出电机固定坐标下电压给定信号ua、ub、uc，再经三相SPWM 正弦脉宽调制计算输出三相SPWM电压驱动信号u、v、w，此信号发到车端，经门极驱动电路隔离放大输出上桥触发信号HU、HV、HW和下桥触发信号LU、LV、LW，以此驱动三相全桥功率逆变器，输出三相交流变频电压驱动电机旋转，当然也可以采用二相或多相交流变频电压驱动相应相数的电机旋转。
请结合图6。也可将需超快速的数据计算如SPWM分拆到车端进行，可大大降低云端、车端之间的通讯数据量，有利于精准、实时的电机控制(当然也可进行其他方式的拆分)，云中计算虚线框中为电机调速控制算法云计算部分，车载控制虚线框中为电机调速车载控制算法模块及功率控制、电机、传感器硬件部分，此处箭头虚线为通过车载终端、云服务器和高速无线互联网实现的无线数据传输线。
请结合图7。云电机控制器虚线框中为BLDC电机调速控制算法云计算部分，车载电机控制虚线框中为BLDC电机车载控制算法模块及功率控制、电机、传感器硬件部分，此处箭头虚线为通过车载终端、云服务器和高速无线互联网实现的无线数据传输线；其中给定转速 N与电机转速反馈Nf之差，经转矩计算输出给定驱动电流ID，给定驱动电流ID与电机反馈直流电流IDf之差，经触发角、脉宽调节模块计算输出给定触发角α及给定脉宽P，给定触发角α、给定脉宽P及三相转子磁极位置脉冲反馈信号a、b、c，经循环编码和PWM运算，输出三相PWM(也可以只输出方波)波形电压驱动信号u、v、w，电压驱动信号u、v、 w经门极驱动电路隔离放大输出上桥触发信号HU、HV、HW和下桥触发信号LU、LV、LW，以此驱动三相全桥功率逆变器，输出三相交流变频电压驱动电机旋转，当然也可以采用二相或多相交流变频电压驱动相应相数的电机旋转。
基于上述实施例，通过云端电机控制器204结合车载电机子控制器控制电机运转，充分利用了云端电机控制器204强大的运算能力，大大简化和降低了车载电机子控制器的运算要求，将复杂的计算和处理移到云端电机控制器204执行，从而降低车载电机控制系统的成本。以往车辆和电机的控制在进行复杂运算时，一般需要昂贵的、高速、带浮点功能的32位MCU 或DSP芯片系统，通过本发明技术方案，可将车载控制器降低为廉价的16位定点MCU甚至 8位单片机系统。
云端控制器通过高速无线互联网可连接有多个车辆的车载通讯终端，并分别与多个车辆子控制器交换信息。
多个车辆可分类型或分区协同计算，如多变量矩阵算法，可提高运算速度和可靠性。
采用云端控制器后，单台车辆控制器的成本大幅下降，直接降低了整车成本。且云端电机控制器204可以同时控制多台车辆，方便实现多台车辆的有效调度和无人驾驶。
车载系统包括车载通讯终端和车载子控制器，所述云端电机控制器204通过高速无线互联网连接于所述车载系统，以接收所述车载系统发送的车辆信息；所述车载通讯终端经有线或无线总线连接于所述车载子控制器，用以向所述车载子控制器发送由所述云端子控制器发出的控制命令。
当前电动汽车、无人驾驶技术发展很快，但其单车配置的控制计算系统也越来越复杂、越来越昂贵，并且无法预测突发事件、预防安全隐患，随着云计算技术日新月异蓬勃发展，云端超级的大数据信息获取能力、数据存储能力、运算处理能力、以及快速通讯能力引起了人们对自动控制系统观念的变化。
本发明旨在采用云计算控制多台无人驾驶电动汽车，将复杂、快速、大数据的运算(如精准导航、电机逆变运算、安全隐患预测及规避)放入云端，车端只留车载通讯终端201、简单计算执行机构、传感器(其他计算量小的系统仍可留车端，如摇窗、空调、座椅调节等，此处不赘述)，从而实现多车协同电机控制、规划调度、有序行驶、预测预防隐患、协同规避风险，同时大大降低了车端的计算控制软、硬件的技术要求、数量及成本。
本发明公开了一种云控制多辆无人驾驶电动车辆精准导航、电机控制、安全隐患预防的系统及其控制方法，涉及云计算与无人驾驶电动汽车技术领域。该车辆控制系统及控制方法如下：车载通讯终端201经车载子系统200、202(电机控制器、人机界面、转向控制器)及车载传感器(车速、车方位、电机转子位置、车内外温度、电机电流、电机温度、摄像头、雷达)，采集乘车人及车辆身份信息、行驶目的设置信息、车辆行驶状态信息、相关环境安全隐患信息以及车载子控制器200、202状态反馈信息，经云服务器203发送至各云端子控制器204、205(精准导航、车速控制、转向控制、差速控制、刹车控制、电机逆变控制等)；所述云端子控制器205接收到乘车人、车辆、行驶设置、车况信息结合云端相关车况、路况、气象、安全隐患大数据信息，经人工智能云计算，对所述车辆生成行驶控制指令；所述云端电机控制器204将生成的所述电机控制信息，此指令及信息经云服务器203发送至车载通讯终端201，所述车载通讯终端201将所述云端控制信息及数据发送至各车载子控制器执行，并将所述车载子控制器的行驶设置信息、车辆及电机状态信息反馈至所述云服务器203。
本发明技术方案通过云服务器203及及车载通讯终端201收集车载子控制器采集的车辆信息，利用云端子控制器强大的运算能力，进行路径规划、车道选择、转弯变道、车速控制、安全预测、隐患避让、以及电动汽车主驱/转向电机的控制，使车辆有规则、有预见、有预防、有序、快速鱼贯而行，大大降低了车辆事故发生率、提高了道路交通效率和安全性，将复杂的精准导航、隐患预测、多车协同壁障、电机控制计算和快速处理移到云服务器203及云端子控制器执行，也降低了车载控制设备的技术要求、数量，从而降低了车辆的控制系统成本。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种车辆控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取驾驶人员及云控车辆的基本参数，并在云端服务器判断所述基本参数无误时启动云端计算；对多台云控车辆进行车辆行驶设置，其中，车辆行驶设置包括目的地、高速优先、最近路程、躲避拥挤、车速及车距；
将所述车辆行驶设置发送给云服务器；
根据所述车辆行驶设置、地图系统、气象及路况信息，向每台车辆发出路径规划指令、选择道路指令、选择车道指令、车速指令、车辆排序指令及车距指令；
将所述路径规划指令、所述选择道路指令、所述选择车道指令、所述车速指令、车辆排序指令及所述车距指令发送给相应车辆；
显示并控制所述车辆执行所述路径规划指令、所述选择道路指令、所述选择车道指令、所述车速指令、所述车辆排序指令及所述车距指令；
采集所述车辆执行指令过程中的车辆状态信息；
采集所述车辆执行指令过程中的电机状态信息；
根据车辆状态信息及所述电机状态信息计算电机驱动信号，使所述电机驱动信号驱动所述车辆；
所述根据所述车辆行驶设置、地图系统、气象及路况信息，向每台车辆发出路径规划指令、选择道路指令、选择车道指令、车速指令、车辆排序指令及车距指令，包括：
根据地图、气象、路况、路规、相关车辆及异常物品状态大数据，设定的人员、车型、目的地、车速及高速优先，以及车辆反馈的路况、道路及车道，计算路径、道路、车道及车速；
根据所述地图、气象、路况、路规、相关车辆及异常物品状态大数据预测障碍物种类、大小、位置、运动方向及速度；
根据所述计算路径、道路、车道及车速，所述障碍物种类、大小、位置、运动方向及速度，以及车辆反馈的车速、方向、车距、间距及电机转速给定电机转速；
所述根据车辆状态信息及所述电机状态信息计算电机驱动信号，使所述电机驱动信号驱动所述车辆，包括：根据所述给定电机转速和电机反馈的交流电流ia、ib、ic、转子位置角度γ、转速反馈Nf、或直流电流反馈ID计算电机驱动信号，使所述电机驱动信号驱动所述车辆。
2.根据权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，还包括：根据所述车辆状态信息、环境信息及安全隐患信息计算出车辆转弯、转弯半径、刹车、鸣笛、转向、照明及刹车灯指令。
3.根据权利要求2所述的车辆控制方法，其特征在于，还包括：根据安全隐患信息对所有所述车辆发送避让指令，其中，避让指令包括减速指令、转弯指令及刹车指令。
4.根据权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，还包括：采用高速无线互联网通讯将所述车辆的基本参数及车辆行驶设置发送给云服务器。
5.根据权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，所述根据所述给定电机转速和电机反馈的交流电流ia、ib、ic、转子位置角度γ、转速反馈Nf、或直流电流反馈ID计算电机驱动信号，使所述电机驱动信号驱动所述车辆，包括：
根据所述给定电机转速和电机反馈的交流电流ia、ib、ic、转子位置角度γ、转速反馈Nf、或直流电流反馈ID计算电机驱动信号，并结合电机矢量控制或直接转矩控制算法计算出电机驱动信号；
使所述车辆接收所述电机驱动信号，并根据所述电机驱动信号驱动电机运转或制动。
6.一种车辆控制系统，其特征在于，包括云端及云控车载端；所述云端包括云服务器及与所述云服务器通信连接的云端行驶控制器和云端电机控制器；所述云控车载端包括车载通讯终端及与所述车载通讯终端通信连接的车载子控制器和车载电机控制器；所述车载通讯终端与所述云服务器通信连接；
所述车载子控制器用于获取驾驶人员及所述车辆的基本参数，所述云服务器用于启动云端计算；
所述车载子控制器用于进行车辆行驶设置，其中，车辆行驶设置包括目的地、高速优先、最近路程、躲避拥挤、车速及车距；
所述车载通讯终端用于将所述车辆行驶设置发送给云服务器；
所述云端行驶控制器用于根据所述车辆行驶设置、地图及车辆定位系统、气象、路况信息向每台车辆发出路径规划指令、选择道路指令、选择车道指令、车速指令、车辆排序指令及车距指令；
所述云服务器用于将所述路径规划指令、所述选择道路指令、所述选择车道指令、所述车速指令及所述车距指令发送给所述车载通讯终端；
所述车载子控制器用于显示并控制所述车辆执行所述路径规划指令、所述选择道路指令、所述选择车道指令、所述车速指令及所述车距指令；
所述车载子控制器用于采集所述车辆执行指令过程中的车辆状态信息；
所述车载电机控制器用于采集所述车辆执行指令过程中的电机状态信息；
所述云端行驶控制器包括隐患预测器、精准导航控制器及行驶控制器；
所述隐患预测器用于根据地图、气象、路况、路规、相关车辆及异常物品状态大数据预测障碍物种类、大小、位置、运动方向及速度；
所述精准导航控制器用于根据所述地图、气象、路况、路规、相关车辆及异常物品状态大数据，设定的人员、车型、目的地、车速及高速优先，以及车辆反馈的路况、道路及车道，计算路径、道路、车道及车速；
所述行驶控制器用于根据所述计算路径、道路、车道及车速，所述障碍物种类、大小、位置、运动方向及速度，以及车辆反馈的车速、方向、车距、间距、电机转速给定电机转速；
所述云端电机控制器用于根据所述给定电机转速和电机反馈的交流电流ia、ib、ic、转子位置角度γ、转速反馈Nf、或直流电流反馈ID计算电机驱动信号，使所述电机驱动信号驱动所述车辆。
7.根据权利要求6所述的车辆控制系统，其特征在于，所述云端行驶控制器用于根据所述车辆状态信息、环境信息及安全隐患信息计算出车辆转弯、转弯半径、刹车、鸣笛、转向、照明及刹车灯指令。
8.根据权利要求6所述的车辆控制系统，其特征在于，所述云端行驶控制器用于根据安全隐患信息对相关所述车辆发送避让指令，其中，避让指令包括减速指令、转弯指令及刹车指令。
9.根据权利要求6所述的车辆控制系统，其特征在于，所述云服务器通过高速无线互联网通讯与所述车载通讯终端连接。
10.根据权利要求6所述的车辆控制系统，其特征在于，所述云端电机控制器用于根据所述给定电机转速和电机反馈的交流电流ia、ib、ic、转子位置角度γ、转速反馈Nf、或直流电流反馈ID计算电机驱动信号，并结合电机矢量控制或直接转矩控制算法计算出所述电机驱动信号，并通过所述云服务器发送所述电机驱动信号至所述车载通讯终端；
所述车载电机控制器从所述车载通讯终端接收所述电机驱动信号，并根据所述电机驱动信号驱动所述车辆电机运转或制动。
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