CN110954121A - 一种可移动载体的电力补充控制方法及无人车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可移动载体的电力补充控制方法及无人车辆。能够根据自身电力补充需求，主动获取周围站点信息并在评估自身电力能够到达相应站点的前提下，自行行驶到站点补充电力。从而在实现自动补充电力的同时，避免盲目移动导致无法到达站点甚至电力耗尽无法与外界取得联络。
Description
技术领域
本发明涉及可移动载体的电力补充控制技术，具体而言，涉及无人车辆的电力补充控制方法。
背景技术
无人车辆又称自主车或自动驾驶车，其通常利用了包括雷达、激光、超声波、GPS、里程计、计算机视觉等多种技术来感知其周边环境，通过先进的计算和控制系统，来识别障碍物和各种标识牌，规划合适的路径来控制车辆行驶，上述活动均基本离不开电力供应。而对于无人车辆的电力分配来说，其主要支出是无人车辆的电力驱动行驶。
目前，绝大多数的无人车辆当发生电力不足时，还是人工的方式(包括人工到无人车辆附近或者人工驾驶无人车辆到站点等)去补充或更换电力。因此每当运行一段时间后，需要人工干预去进行电力补充操作，使得无人车辆的营运效率低下且非智能化。
再者，无人车辆对电力不足的意识往往是通过剩余电力小于总电力的占比(如低于总电力的20％)而触发的。并在触发后才开始想要移动到站点去补充电力。由于没有实时考虑当前电力能够支撑无人车辆到达最小电力消耗行程的站点，使得很多情况下无人车辆仅基于对自身电力占比的判断才激活电力补充需求，但此时往往会发现剩余电力已经不足以支撑无人车辆行驶到最小电力消耗行程的站点了，从而又不得不请求人工干预。
此外，目前无人车辆的路径规划和选择，要么采取距离最短的标准，要么采取用时最短的标准，然而最短距离或者最短用时的路径并不意味着电力消耗最小。因此亟需提出基于电力消耗的无人车辆的路径规划和选择方案。
发明内容
为解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供一种可移动载体的电力补充控制方法，所述载体为电力驱动行驶载体，其特征在于，所述方法包括：
判断所述载体具有电力补充需求，产生电力补充请求信息；
将所述电力补充请求信息发送给所述载体周围的至少一个站点；
接收所述至少一个站点返回的反馈信息，所述反馈信息包括站点的位置信息；
根据所述反馈信息，分别规划所述载体的当前位置与所述至少一个站点的位置之间的导航路径；
根据所述载体的剩余电力，预估能够行驶完成的导航路径对应的站点，并从中选择作为目标站点；
以及，控制所述载体移动到所述目标站点。
本发明能够根据自身电力补充需求，主动获取周围站点信息并在评估自身电力能够到达相应站点的前提下，自行行驶到站点补充电力。从而在实现自动补充电力的同时，避免盲目移动导致无法到达站点甚至电力耗尽无法与外界取得联络。
进一步的，所述判断所述载体具有电力补充需求，包括：实时接收所述载体周围的所述至少一个站点发送的站点位置信息，生成所述载体的当前位置与所述至少一个站点的位置之间的导航路径，并从中预估行驶所需电力最小的导航路径作为低限导航路径；
当判断所述载体的剩余电力与所述低限导航路径的行驶所需电力相比，满足预设的风险条件时，则判断所述载体具有电力补充需求。
进一步的，所述预设的风险条件为：所述载体的剩余电力大于所述低限导航路径的行驶所需电力，但两者电力差值与所述低限导航路径的行驶所需电力的百分比低于预设百分比值。
进一步的，所述预设的风险条件为：所述载体的剩余电力小于等于所述低限导航路径的行驶所需电力。
进一步的，所述判断所述载体具有电力补充需求，包括：判断所述载体的剩余电力低于电力总量的预设占比，则判断所述载体具有电力补充需求。
进一步的，所述根据所述载体的剩余电力，预估能够行驶完成的导航路径对应的站点，包括：
根据所述载体当前和/或历史行驶参数，预估所述载体的剩余电力对应的预估行驶里程，将其与所述至少一个站点的位置之间的导航路径的行驶里程比较，从而预估能够行驶完成的导航路径对应的站点。
进一步的，所述行驶参数包括：行驶速度、载重量、是否开启空调、空调设定温度、空调运行模式、电力包温度和/或是否开启能量回收。
进一步的，所述根据所述载体的剩余电力，预估能够行驶完成的导航路径对应的站点，包括：将每一与所述至少一个站点的位置之间的导航路径，按实时平均通行速度划分为若干速度区间段，预估每一速度区间段对应的行驶电力；
根据所述若干速度区间段预估的行驶电力总和，将其与所述载体的剩余电力比较，从而确定能够行驶完成的导航路径对应的站点。
进一步的，所述预估每一速度区间段对应的行驶电力包括：
根据每一速度区间段的长度和所述实时平均通行速度，预估每一速度区间段对应的行驶电力；
或者，
根据每一速度区间段的长度预估行驶时间；
根据每一速度区间段的所述实时平均通行速度和所述行驶时间，预估每一速度区间段对应的行驶电力。
进一步的，所述反馈信息包括站点是否具有空余载体补偿位；
所述预估能够行驶完成的导航路径对应的站点，并从中选择作为目标站点，包括：
预估能够行驶完成的导航路径对应的站点；
从中选择具有空余载体补偿位的站点作为目标站点。
进一步的，所述控制所述载体移动到所述目标站点，包括：设置第一限制速度，并控制所述载体以不高于所述第一限制速度的行驶速度移动到所述目标站点。
进一步的，所述控制所述载体移动到所述目标站点，还包括：设置第二限制速度，并控制所述载体以不高于所述第一限制速度并且不低于所述第二限制速度的行驶速度移动到所述目标站点。
本发明的第二方面，提供一种无人车辆，所述无人车辆采用如上所述的电力补充控制方法。
附图说明
图1为本发明可移动载体的电力补充控制方法流程示意图。
图2为本发明电力补充控制方法的一种实施方式流程示意图。
图3为本发明电力补充控制方法的另一实施方式示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，本申请中术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
为便于对本申请进行理解，下面结合具体实施方式对本申请提供的技术方案进行详细说明。在不冲突的情况下，本发明中的各实施方式及实施方式中的技术特征可以相互组合。
参见附图1，本发明提供一种可移动载体的电力补充控制方法，载体为电力驱动行驶载体。典型的如电池驱动的无人车辆，或称自动驾驶车辆、无人驾驶车辆。
具体地，该方法包括：
判断载体具有电力补充需求，产生电力补充请求信息；
将电力补充请求信息发送给载体周围的至少一个站点；
接收至少一个站点返回的反馈信息，反馈信息包括站点的位置信息；
根据反馈信息，分别规划载体的当前位置与至少一个站点的位置之间的导航路径；
根据载体的剩余电力，预估能够行驶完成的导航路径对应的站点，并从中选择作为目标站点；
以及，控制载体移动到目标站点。
因此，本发明能够根据自身电力补充需求，主动获取周围站点信息并在评估自身电力能够到达相应站点的前提下，自行行驶到站点补充电力。从而在实现自动补充电力的同时，避免盲目移动导致无法到达站点甚至电力耗尽无法与外界取得联络。
参见附图2，在本发明的一个实施方式中，进一步对判断载体是否具有电力补充需求进行研究，主要包括：
首先，实时接收载体周围的至少一个站点发送的站点位置信息，生成载体的当前位置与至少一个站点的位置之间的导航路径，并从中预估行驶所需电力最小的导航路径作为低限导航路径。例如，载体A的周围具有三个站点B1、B2和B3，则生成载体A分别与该三个站点之间的导航路径L1、L2和L3。其中，载体A与站点B1之间可能存在多种导航路径规划可能，此时可优选将其中用时最小的路径作为导航路径L1。接着从L1、L2和L3中选择预估行驶所需电力最小的导航路径作为低限导航路径。优选的，将L1作为低限导航路径,其表明L1比L2和L3预估行驶所需电力更小，其并不必然表明L1比L2和L3的路程更短，因为电力驱动载体的行驶所需电力还需要至少考虑行驶时间与行驶速度等参数。
然后，将判断载体的剩余电力与低限导航路径的行驶所需电力相比，满足预设的风险条件时，则判断载体具有电力补充需求。
需要说明的是，本发明并不限于此，在另一种实施方式中，所述判断载体具有电力补充需求的方式还可以为：判断载体的剩余电力低于电力总量的预设占比，则判断载体具有电力补充需求。
关于预设的风险条件，本发明优选的可令所述预设的风险条件为：载体的剩余电力大于低限导航路径的行驶所需电力，但两者电力差值与低限导航路径的行驶所需电力的百分比低于预设百分比值(如10％)。因为在本领域中对行驶电力的预估难免存在误差，采用这样的设置能够进一步确保载体能够自主移动到站点实现电力补充。
然而本发明并不限于此，在另一种实施方式中，还可以令预设的风险条件为：载体的剩余电力小于等于低限导航路径的行驶所需电力。
参见附图3，在本发明的另一个实施方式中，进一步对根据载体的剩余电力，预估能够行驶完成的导航路径对应的站点的实现方式进行研究。无人车辆尤其是电力驱动行驶的无人车辆，当电力补充需求触发时，首要应考虑的是电力消耗问题而非距离长短或用时长短，而行驶速度对电力消耗起到重要的影响。
具体的，参见附图3，主要包括：
首先，将载体与至少一个站点的位置之间的每一导航路径，按实时平均通行速度划分为若干速度区间段，进而预估每一速度区间段对应的行驶电力。然后，根据若干速度区间段预估的行驶电力总和，将其与载体的剩余电力比较，从而确定能够行驶完成的导航路径对应的站点。
如附图3所示，将载体与某一站点之间的导航路径按实时平均通行速度划分为三个速度区间段(分别对应速度V1、V2、V3，并假设V2<V3<V1),因为对电力驱动行驶的载体而言，行驶速度对电力消耗的影响比重较大，因而通过实时平均通行速度将导航路径划分为若干速度区间段，有利于分段预估行驶电力，从而确保最终总体预估行驶电力的准确性。
对于如何预估每一速度区间段对应的行驶电力，本发明的一种实施方式可以为：根据每一速度区间段的长度和实时平均通行速度，预估每一速度区间段对应的行驶电力。然而本发明并不限于此，在本发明的另一实施方式中，还可以：首先根据每一速度区间段的长度预估行驶时间，然后根据每一速度区间段的实时平均通行速度和行驶时间，预估每一速度区间段对应的行驶电力。
然而本发明并不限于此，本发明还可以根据载体当前和/或历史行驶参数，预估载体的剩余电力对应的预估行驶里程，将其与至少一个站点的位置之间的导航路径的行驶里程比较，从而预估能够行驶完成的导航路径对应的站点。其中，行驶参数可以包括：行驶速度、载重量、是否开启空调、空调设定温度、空调运行模式、电力包温度和/或是否开启能量回收等等能够影响载体电力消耗的参数。
在实施控制载体移动到目标站点的过程中，优选的，还可以设置第一限制速度，并控制载体以不高于第一限制速度的行驶速度移动到目标站点。因此本发明通过将载体行驶速度限制在第一限制速度之下，从而避免高速行驶对剩余电力造成过高消耗。进一步的优选的，控制载体移动到目标站点，还包括：设置第二限制速度，并控制载体以不高于第一限制速度并且不低于第二限制速度的行驶速度移动到目标站点。这样，一方面避免过高或过低速度行驶对剩余电力造成过高消耗，另一方面也避免低速行驶耗时较长，导致导航路径中的速度区间段分布产生不符合预估时状态的明显变化，此外也能够低速行驶对其他载体的行驶造成阻碍或造成交通拥堵。
此外，本发明还可以进一步优选：令反馈信息包括站点是否具有空余载体补偿位。因此，在预估能够行驶完成的导航路径对应的站点后，可更进一步从中选择具有空余载体补偿位的站点作为目标站点。因为载体往往具有一定体积，若站点不存在空余载体补偿位时，则可能会造成载体在站点无法有效完成电力补充，造成运行效率降低的同时也往往使得载体不具有足够剩余电力以移动到其他站点。
作为本发明的第二方面，还提供一种无人车辆，该无人车辆可作为本发明的可移动载体并采用如上的电力补充控制方法。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (13)
1.一种可移动载体的电力补充控制方法，所述载体为电力驱动行驶载体，其特征在于，所述方法包括：
判断所述载体具有电力补充需求，产生电力补充请求信息；
将所述电力补充请求信息发送给所述载体周围的至少一个站点；
接收所述至少一个站点返回的反馈信息，所述反馈信息包括站点的位置信息；
根据所述反馈信息，分别规划所述载体的当前位置与所述至少一个站点的位置之间的导航路径；
根据所述载体的剩余电力，预估能够行驶完成的导航路径对应的站点，并从中选择作为目标站点；
以及，控制所述载体移动到所述目标站点。
2.根据权利要求1所述的电力补充控制方法，其特征在于，所述判断所述载体具有电力补充需求，包括：实时接收所述载体周围的所述至少一个站点发送的站点位置信息，生成所述载体的当前位置与所述至少一个站点的位置之间的导航路径，并从中预估行驶所需电力最小的导航路径作为低限导航路径；
当判断所述载体的剩余电力与所述低限导航路径的行驶所需电力相比，满足预设的风险条件时，则判断所述载体具有电力补充需求。
3.根据权利要求2所述的电力补充控制方法，其特征在于，所述预设的风险条件为：所述载体的剩余电力大于所述低限导航路径的行驶所需电力，但两者电力差值与所述低限导航路径的行驶所需电力的百分比低于预设百分比值。
4.根据权利要求2所述的电力补充控制方法，其特征在于，所述预设的风险条件为：所述载体的剩余电力小于等于所述低限导航路径的行驶所需电力。
5.根据权利要求1所述的电力补充控制方法，其特征在于，所述判断所述载体具有电力补充需求，包括：判断所述载体的剩余电力低于电力总量的预设占比，则判断所述载体具有电力补充需求。
6.根据权利要求1-5中任一所述的电力补充控制方法，其特征在于，所述根据所述载体的剩余电力，预估能够行驶完成的导航路径对应的站点，包括：
根据所述载体当前和/或历史行驶参数，预估所述载体的剩余电力对应的预估行驶里程，将其与所述至少一个站点的位置之间的导航路径的行驶里程比较，从而预估能够行驶完成的导航路径对应的站点。
7.根据权利要求6所述的电力补充控制方法，其特征在于，所述行驶参数包括：行驶速度、载重量、是否开启空调、空调设定温度、空调运行模式、电力包温度和/或是否开启能量回收。
8.根据权利要求1-5中任一所述的电力补充控制方法，其特征在于，所述根据所述载体的剩余电力，预估能够行驶完成的导航路径对应的站点，包括：将每一与所述至少一个站点的位置之间的导航路径，按实时平均通行速度划分为若干速度区间段，预估每一速度区间段对应的行驶电力；
根据所述若干速度区间段预估的行驶电力总和，将其与所述载体的剩余电力比较，从而确定能够行驶完成的导航路径对应的站点。
9.根据权利要求8所述的电力补充控制方法，其特征在于，所述预估每一速度区间段对应的行驶电力包括：
根据每一速度区间段的长度和所述实时平均通行速度，预估每一速度区间段对应的行驶电力；
或者，
根据每一速度区间段的长度预估行驶时间；
根据每一速度区间段的所述实时平均通行速度和所述行驶时间，预估每一速度区间段对应的行驶电力。
10.根据权利要求1-9中任一所述的电力补充控制方法，其特征在于，所述反馈信息包括站点是否具有空余载体补偿位；
所述预估能够行驶完成的导航路径对应的站点，并从中选择作为目标站点，包括：
预估能够行驶完成的导航路径对应的站点；
从中选择具有空余载体补偿位的站点作为目标站点。
11.根据权利要求1-9中任一所述的电力补充控制方法，其特征在于，所述控制所述载体移动到所述目标站点，包括：设置第一限制速度，并控制所述载体以不高于所述第一限制速度的行驶速度移动到所述目标站点。
12.根据权利要求11所述的电力补充控制方法，其特征在于，所述控制所述载体移动到所述目标站点，还包括：设置第二限制速度，并控制所述载体以不高于所述第一限制速度并且不低于所述第二限制速度的行驶速度移动到所述目标站点。
13.一种无人车辆，其特征在于，所述无人车辆采用如权利要求1-12中任一所述的电力补充控制方法。
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