CN110525225B - 一种无人驾驶电动汽车的制动方法、储存介质及其开发方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无人驾驶电动汽车的制动方法、储存介质及其开发方法，该制动方法充分考虑了制定场景的多样性，根据制动场景的特性将制动分为紧急制动、即时制动和延时制动，并根据衡量制动紧急程度的全局变量来调用不同的制动步骤(既不同的制动模式)，并且为紧急制动步骤、即时制动步骤和延时制动步骤分别配置与其场景相适应的制动算法，从而令该制动控制方法能够较为灵活的应对不同的场景。此外，分为多种制动模式也能够方便的采用基于模型的设计进行开发；因此，在测试过程中仅需要对调试目标相关的模块进行调整即可，避免了对程序进行反复大幅修改的问题，有效提高了开发效率，降低了开发和维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及无人电动汽车技术领域，特别涉及一种无人驾驶电动车的制动方法、储存介质及其开发方法。
背景技术
目前汽车制动系统通常有两种：电子液压制动和电子机械制动。而在无人驾驶电动车领域，较为常见的是采用电子机械制动系统。如图1所示，电子机械制动系统通常是在汽车的轮胎附近设置制动电机，制动电机根据电子控制单元（Electronic Control Unit，下称ECU）发送的控制参数来调整输出的扭矩，进而达到制动目的。具体的，对于无人驾驶电动车，在制动时，通常需要由ECU来获取各个相关传感器的检测参数，再根据检测参数来生成控制参数。
然而，在实际行车环境中，需要制动的场景是复杂且多样的，因此，无人驾驶电动车的制动控制策略需要足够的灵活、高效。对此，利用传感器的参数来生成控制参数的制动控制方法至关重要。为了能够尽可能的考虑到各种应用场景，目前制动控制方法正变得越来越复杂，这带来了两个问题：（1）控制方法中的算法经常顾此失彼，难以有效的兼顾到多种制动场景的需求。（2）控制方法越来越复杂，控制程序也越来越庞杂，所以开发难度也越来越大；并且，由于制动性能直接关乎行车安全，因此制动控制程序必须反复进过仿真、实际运行等测试环节，在测试过程也需要反复的修改控制方法，由于控制方法的复杂度很高，因此测试环节的修改难度也相当巨大，因此导致制动控制程序的开发周期长、开发成本高。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供能够适应多种不同的制动场景，并且开发周期短、成本低的无人驾驶电动汽车的制动方法、储存介质及其开发方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供了一种无人驾驶电动汽车的制动方法，包括：
第一判断步骤：读取制动数据，根据制动数据计算衡量制动紧急程度的全局变量，根据该全局变量是否超过第一阈值来判断是否需要进行紧急制动，如果是，则启动紧急制动步骤，如果否，则跳转至第二判断步骤；
第二判断步骤：读取人/无人模式切换信号，判断当前是否为无人驾驶，如果是，则跳转至无人模式步骤，如果否，则启动遥控制动步骤；
无人模式步骤：判断全局变量是否超过第二阈值，如果是，则启动即时制动步骤，如果否，则启动延时制动步骤；
其中，紧急制动步骤、即时制动步骤和延时制动步骤分别根据制动数据和预设的紧急制动算法、即时制动算法和延时制动算法来输出不同的制动控制参数至制动电机，以控制制动电机的输出扭矩。
其中，所述遥控制动步骤获取遥控信号数据，并根据遥控数据信号和预设的遥控算法来输出制动控制参数至制动电机。
其中，还包括第一初始化步骤：获得制动指令时，初始化与制动功能有关的各个输出变量，然后读入制动指令信号。
其中，所述无人模式步骤和/或所述遥控制动步骤包括第二初始化步骤：切换至所述无人模式步骤和/或所述遥控制动步骤时，初始化所述无人模式步骤和/或所述遥控制动步骤的相关参数。
还提供一种存储介质，所述储存介质存储有计算机程序，所述程序被执行时能够实现前述的无人驾驶电动车的制动方法。
还提供一种基于模型设计的无人驾驶电动车制动系统开发方法，包括：
对制动功能进行模块划分；并根据ECU的型号预设参数，以令模型的输出信号与底层模块库对应，所述底层模块库可以自动生成代码；
模型设计步骤：从模块库中调用模块构建制动模型，所述制动模型包括紧急制动模块和普通制动模块，所述普通制动模块包括无人模式模块和遥控制动模块，所述无人模式模块包括延时刹车模块和即时刹车模块；所述紧急制动模块、即时制动模块和延时制动模块分别执行紧急制动算法、即时制动算法和延时制动算法，以将制动数据生成不同的制动控制参数；
代码生成步骤：将所述制动模型导入代码生成程序中以生成制动控制程序代码；
代码测试步骤：将所述控制程序代码导入测试设备中，连接相关设备并进行测试验证。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明一方面充分考虑了制定场景的多样性，根据制动场景的特性将制动分为紧急制动、即时制动和延时制动，并根据衡量制动紧急程度的全局变量来调用不同的制动步骤（既不同的制动模式），并且为紧急制动步骤、即时制动步骤和延时制动步骤分别配置与其所针对的场景相适应的制动算法，从而令该制动控制方法能够较为灵活的应对不同的场景，避免顾此失彼的问题。此外，分为多种制动模式也能够方便的采用模式开发的方式进行开发，因此测试过程中，如果需要调试，仅需要对与调试目标相关的模块的模型进行调整即可，避免了需要反复对程序进行大幅修改的问题，有效提高了开发效率，降低了开发成本。
附图说明
利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为电子机械制动系统的结构示意图。
图2为本无人驾驶电动车的制动方法的流程图
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
本发明公开了一种无人驾驶电动车的制动方法，如图2所示， ECU执行以下步骤
第一初始化步骤：当获得制动指令时，初始化与制动功能有关的各个输出变量，然后读入制动数据。
第一判断步骤：读取制动数据，根据制动数据计算衡量制动紧急程度的全局变量，根据该全局变量是否超过第一阈值来判断是否需要进行紧急制动，如果是，则启动紧急制动步骤，如果否，则跳转至第二判断步骤。其中，制动数据主要是各个传感器获得的相关数据，例如摄像头获得的图像数据、激光雷达获得的障碍物距离数据、速度传感器获得的车速数据。
紧急制动步骤：根据制动数据设置制动目标位置，然后预设的紧急制动算和制动数据来生成制动控制参数，制动控制参数有ECU经CAN总线发送至控制电机，以控制制动电机的输出扭矩以紧急制动。
第二判断步骤：读取人/无人模式切换信号，判断当前是否为无人驾驶，如果是，则跳转至无人模式步骤，如果否，则启动遥控制动步骤。
遥控制动步骤：启动第二初始化步骤，初始化所述遥控制动步骤的相关参数获取遥控信号数据，然后获取遥控信号数据，并根据遥控数据信号和预设的遥控算法来输出制动控制参数至制动电机。
无人模式步骤：启动第二初始化步骤，初始化所述无人模式步骤的相关参数获取遥控信号数据，判断全局变量是否超过第二阈值，如果是，则启动即时制动步骤，如果否，则启动延时制动步骤；
即时制动步骤：即普通制动（或者说常规制动），根据制动数据设置制动目标位置，然后预设的即时制动算和制动数据来生成制动控制参数，制动控制参数有ECU经CAN总线发送至控制电机，以控制制动电机的输出扭矩以紧急制动。
延时制动步骤：根据制动数据设置制动目标位置，然后预设的延时制动算和制动数据来生成制动控制参数，制动控制参数有ECU经CAN总线发送至控制电机，以控制制动电机的输出扭矩以紧急制动。
采用上述控制方法，无人驾驶汽车能够更具制动环境/制动场景灵活选择合适的制动模式，从而灵活的应对不同的场景，避免顾此失彼的问题。例如，当无人车需要过红绿灯时，如果感知前方为红灯，但距离尚远，不必马上停止，可以执行延时制动；当行驶到离斑马线较近（或与前车距离较近）时，则应该执行即时制动。 如果将要压线（或与前车将要追尾），则应紧急制动。
通常的，上述方法由存储于存储介质中的控制程序来实现。为了获得该控制程序，可以采用下述开发方法进行开发。
对制动功能进行模块划分；并根据ECU的型号预设参数，以令模型的输出信号与底层模块库对应，所述底层模块库可以自动生成代码；
模型设计步骤：从模块库中调用模块构建制动模型，所述制动模型包括紧急制动模块和普通制动模块，所述普通制动模块包括无人模式模块和遥控制动模块，所述无人模式模块包括延时刹车模块和即时刹车模块；所述紧急制动模块、即时制动模块和延时制动模块分别执行紧急制动算法、即时制动算法和延时制动算法，以将制动数据生成不同的制动控制参数；
代码生成步骤：将所述制动模型导入代码生成程序中以生成制动控制程序代码；
代码测试步骤：将所述控制程序代码导入测试设备中，连接相关设备并进行测试验证。
上述开发方法采用模式开发的方式进行开发，因此测试过程中，如果需要调试，仅需要对与调试目标相关的模块的模型进行调整即可，避免了需要反复对程序进行大幅修改的问题，有效提高了开发效率，降低了开发成本。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (6)
1.一种无人驾驶电动汽车的制动方法，其特征在于包括：
第一判断步骤：读取制动数据，根据制动数据计算衡量制动紧急程度的全局变量，根据该全局变量是否超过第一阈值来判断是否需要进行紧急制动，如果是，则启动紧急制动步骤，如果否，则跳转至第二判断步骤；其中，制动数据包括摄像头获得的图像数据、激光雷达获得的障碍物距离数据和速度传感器获得的车速数据；
第二判断步骤：读取人/无人模式切换信号，判断当前是否为无人驾驶，如果是，则跳转至无人模式步骤，如果否，则启动遥控制动步骤；
无人模式步骤：判断全局变量是否超过第二阈值，如果是，则启动即时制动步骤，如果否，则启动延时制动步骤；
其中，紧急制动步骤、即时制动步骤和延时制动步骤分别根据制动数据和预设的紧急制动算法、即时制动算法和延时制动算法来输出不同的制动控制参数至制动电机，以控制制动电机的输出扭矩。
2.如权利要求1所述的无人驾驶电动汽车的制动方法，其特征在于，所述遥控制动步骤获取遥控信号数据，并根据遥控数据信号和预设的遥控算法来输出制动控制参数至制动电机。
3.如权利要求1所述的无人驾驶电动汽车的制动方法，其特征在于包括第一初始化步骤：获得制动指令时，初始化与制动功能有关的各个输出变量，然后读入制动指令信号。
4.如权利要求1所述的无人驾驶电动汽车的制动方法，其特征在于所述无人模式步骤和/或所述遥控制动步骤包括第二初始化步骤：切换至所述无人模式步骤和/或所述遥控制动步骤时，初始化所述无人模式步骤和/或所述遥控制动步骤的相关参数。
5.一种存储介质，其特征在于：所述存储介质存储有计算机程序，所述程序被执行时能够实现权利要求1-4中任意一项所述的无人驾驶电动汽 车的制动方法。
6.一种基于模型设计的无人驾驶电动汽 车制动系统开发方法，其开发的无人驾驶电动汽 车制动系统执行权利要求1-4中任意一项的制动方法，其特征在于包括：
对制动功能进行模块划分；并根据ECU的型号预设参数，以令模型的输出信号与底层模块库对应，所述底层模块库可以自动生成代码；
模型设计步骤：从模块库中调用模块构建制动模型，所述制动模型包括紧急制动模块和普通制动模块，所述普通制动模块包括无人模式模块和遥控制动模块，所述无人模式模块包括延时刹车模块和即时刹车模块；所述紧急制动模块、即时制动模块和延时制动模块分别执行紧急制动算法、即时制动算法和延时制动算法，以将制动数据生成不同的制动控制参数；
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