CN111619588A - 行驶方向控制系统、方法和无人驾驶装置 - Google Patents

行驶方向控制系统、方法和无人驾驶装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种行驶方向控制系统、方法和无人驾驶装置。行驶方向控制系统包括：定位装置，实时获取车辆的定位位置信息；角度检测装置，实时获取车辆的姿态信息；计算装置，与角度检测装置和定位装置分别通讯连接，用于分别获取来自角度检测装置的姿态信息和来自定位装置的定位位置信息，计算装置用于根据姿态信息和定位位置信息获取车辆的目标位置信息；控制装置，与计算装置通讯连接，用于获取来自计算装置的目标位置信息，以根据目标位置信息获取实际位置信息；其中，控制装置根据实际位置信息控制车辆的行驶方向。本发明通过引入姿态信息计算出目标位置信息以获取实际位置信息，纠正了角度偏差对定位位置的影响。

Description

行驶方向控制系统、方法和无人驾驶装置
技术领域
本发明涉及工程车辆技术领域，具体而言，涉及一种行驶方向控制系统、方法和无人驾驶装置。
背景技术
目前，无人驾驶压路机的定位导航天线必须安装在设备的上面，以便于接收卫星信号，因设备的晃动、车辆的倾斜会造成定位导航天线的定位测量产生较大误差，进而会影响无人驾驶的行驶方向的精度。
发明内容
本发明旨在解决或者改善上述技术问题之一，以减少车辆的倾斜等因素带来的影响，提高无人驾驶的行驶方向的控制精度。
本发明的目的第一目的在于提供一种行驶方向控制系统。
本发明的目的第二目的在于提供一种行驶方向控制方法。
本发明的目的第三目的在于提供一种无人驾驶装置。
为实现本发明的第一目的，本发明的实施例提供了一种行驶方向控制系统，用于控制车辆的行驶方向，行驶方向控制系统包括：定位装置，用于实时获取车辆的定位位置信息；角度检测装置，用于实时获取车辆的姿态信息；计算装置，与角度检测装置和定位装置分别通讯连接，用于分别获取来自角度检测装置的姿态信息和来自定位装置的定位位置信息，计算装置用于根据姿态信息和定位位置信息获取车辆的目标位置信息；控制装置，与计算装置通讯连接，用于获取来自计算装置的目标位置信息，以根据目标位置信息获取实际位置信息；其中，控制装置根据实际位置信息控制车辆的行驶方向。
在该技术方案中，由于车辆在晃动或在地基的斜坡作业时，均会使定位装置的定位产生偏差，因此，将车辆在晃动或在斜坡作业时产生的角度偏差考虑进来，通过计算装置对获取角度进行相关计算，就可以消除由角度带来的偏差，从而可以消除定位偏差的影响，可以达到更精确控制行驶方向的目的。
另外，本发明提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：
上述技术方案中，角度检测装置包括：航向角检测模块，用于实时获取车辆的航向角；倾角检测模块，用于实时获取车辆的倾斜角；其中，航向角检测模块和倾角检测模块分别与计算装置通讯连接，以分别将获取的航向角和倾斜角发送至计算装置，姿态信息包括倾斜角和航向角。
在该技术方案中，航向角为在地面坐标系下，车辆质心速度与横轴之间的夹角，倾角检测模块可以为倾角传感器，倾角传感器可设于车顶，会随时获取车辆的倾斜角。由于斜坡相对于车辆沿行驶方向的左右两侧的倾斜分量会造成车辆左右高度差不一致，因此，倾斜角为车辆相对定位位置铅垂面两侧的倾斜角度。倾斜角和航向角均会对定位位置信息造成影响，因此，通过计算装置获取航向角和倾斜角，以进一步计算后获取目标位置，可消除倾斜角和航向角对定位位置的影响，以能够更精确地控制行驶方向。
定位装置包括：支架，设于车辆的车顶；定位系统，设于支架远离车顶的一端，用于获取定位位置信息；其中，定位系统与计算装置通讯连接，以将获取的定位位置的定位位置信息发送至计算装置。
在该技术方案中，支架的一端连接于车顶，支架的另一端设置定位系统，定位系统远离车顶的，能够不受干扰地接收定位信号，以获取定位装置的定位位置信息，从而对车辆进行位置定位，计算装置接收定位位置信息，用于最终计算出实际位置，以获取实际位置信息。
上述任一技术方案中，定位系统为全球卫星定位系统接收机或北斗定位器；和/或目标位置位于车辆的底部纵向中心线上，且目标位置位于定位位置的下方。
在该技术方案中，全球卫星定位系统接收机或北斗定位器为全球卫星定位系统的组成部位，用来接收位置信号，以对定位位置进行定位，定位准确，可靠。用于车辆的全球卫星定位系统接收机一般采用车载型接收机，用于对车辆进行导航。
为实现本发明的第二目的，本发明的实施例提供了一种行驶方向控制方法，采用任一实施例中的行驶方向控制系统，行驶方向控制方法包括如下步骤：获取车辆的定位位置信息；根据定位位置信息获取车辆的姿态信息；根据定位位置信息和姿态信息获取目标位置信息；根据目标位置信息获取车辆的实际位置信息；根据实际位置信息控制车辆的行驶方向。
在该技术方案中，车辆的顶部设置定位装置，定位装置的位置为定位位置，获取该位置的定位位置信息，结合获取的倾斜角和航向角，获得目标位置信息，得到目标位置，从而可以消除车辆晃动或倾斜所产生的倾斜的角度对定位位置信息带来的偏差的影响，能够提高车辆定位导航的控制精度，保证车辆行驶的安全性。
上述任一技术方案中，根据定位位置信息获取车辆的姿态信息的步骤包括：在定位状态下，实时获取车辆的倾斜角；实时获取车辆的航向角。
在该技术方案中，相对行驶方向的角度包括倾斜角和航向角，其中，倾斜角根据定位位置信息而获取，数据更为精确，根据倾斜角可以获取偏移量，越大，偏移量越大，倾斜角和航向角均会对定位位置信息造成影响，因此将倾斜角和航向角考虑进去，以能够消除角度变化对定位位置信息的影响。
上述任一技术方案中，根据定位位置信息和姿态信息获取目标位置信息的步骤包括：建立坐标系；获取定位位置信息的定位位置的定位坐标；获取航向角和倾斜角；获取定位位置与目标位置的相对位置关系；根据定位坐标、航向角、倾斜角和相对位置关系换算目标位置的坐标信息；其中，坐标系包括X轴、Y轴和Z轴，X轴为东西方向，Y轴为南北方向，Z轴为铅垂方向，航向角为车辆的行驶方向相对Y轴正向顺时针旋转的角度。
在该技术方案中，当Y轴北为正时，X轴东为正；当Y轴南为正时，X轴西为正。通过在坐标系中可以获取定位位置的定位坐标，目标位置的目标位置坐标，由于定位位置和目标位置的相对位置关系是一定的，结合航向角和倾斜角就可以计算出目标位置的目标位置坐标，简单可靠，能够消除车辆在宽度方向上的倾斜带来的影响。
上述任一技术方案中，根据定位坐标、航向角、倾斜角和相对位置关系换算目标位置的坐标信息的步骤包括：在坐标系中，根据公式(1)和公式(2)计算出目标位置坐标：X＝X0+A×sinB+B×cosβ+H×sinαcosβ(1)Y＝Y0+A×cosβ-B×sinβ-H×sinαsinβ(2)；根据目标位置坐标获取目标位置；其中，记目标位置的坐标为(X，Y)，定位坐标为(X0，Y0)；A为目标位置与定位位置沿车辆的长度方向的差值，且当目标位置相对定位位置靠近车辆的车头时，A为正值，而当目标位置相对定位位置远离车辆的车头时，A为负值；B为目标位置与定位位置沿车辆的宽度方向的差值，且当目标位置位于定位位置面向车辆的车头方向的右侧时，B为正值，而当目标位置位于定位位置面向车辆的车头方向的左侧时，B为负值；H为目标位置与定位位置沿车辆的高度方向的差值的绝对值；α为倾斜度，且当车辆由车尾向指向车头方向的左侧倾斜时，α为正值，而当车辆由车尾向指向车头方向的右侧倾斜时，α为负值；β为航向角。
在该技术方案中，定位装置安装于车顶上，并距离车顶有一定距离，考虑车辆的车体的高度和定位装置相对车顶的高度一起作为相对高度，然后再经过计算以确定目标位置，能够获得更精确的目标位置。定位位置要先判断倾斜角是否为零，若倾斜角为零，则确定车辆的实际位置信息为测量位置信息。若倾斜角度不为零，则对测量位置信息和倾斜角度进行换算，以确定车辆的实际坐标位置。由于车辆的行驶轨迹受倾斜角度的影响，因此当倾斜角为零时无需对车辆的行驶位置进行纠正，仅在车辆发生倾斜时才需对其行驶位置进行纠正，即当倾斜角不为零时，通过对车辆的定位位置信息和倾斜角进行换算，进而确定车辆的目标位置坐标，并控制车辆根据换算后的目标位置确定实际位置，根据实际位置进行行驶，保证车辆不会偏离目标轨迹，并提高了车辆行驶的安全性。
上述任一技术方案中，根据目标位置信息获取车辆的实际位置信息的步骤包括：在坐标系中获取目标位置信息的目标位置坐标；在坐标系中获取车辆的车顶中心位置坐标；根据公式(3)和公式(4)获取实际位置坐标：EB＝EA+ΔY×sinβ+ΔXcosβ(3)NB＝NA+ΔY×cosβ-ΔXsinβ(4)；根据实际位置坐标获取实际位置信息；其中，EA表示目标位置在坐标系中的X轴坐标，NA表示目标位置在坐标系中的Y轴坐标，ΔX＝XB-XA，XA表示定位装置在坐标系中的X轴坐标，XB表示车顶中心位置坐标的X轴坐标，ΔY＝YB-YA,YA表示定位装置在坐标系中的Y轴坐标，XB表示车顶中心位置坐标的Y轴坐标，β为航向角。
在该技术方案中，通过车辆的目标位置坐标，可以准确计算出车辆的实际位置坐标进而获取实际位置，根据实际位置控制行驶方向，以能够提高车辆在倾斜路面上的行驶轨迹的精确性，进而保证车辆不会脱离目标轨迹。
为实现本发明的第三目的，本发明的实施例提供了一种无人驾驶装置，包括：车体；任一实施例中的行驶方向控制系统，至少一部分设于车体上，用于实现任一实施例中的行驶方向控制方法，以对无人驾驶装置的行驶方向进行控制。
在该技术方案中，提供的无人驾驶装置，因包括本发明任一实施中的行驶方向控制系统，因而具有上述任一实施例中的行驶方向控制系统所具有的全部有益效果。无人驾驶装置可以为无人压路机，无人压路机用于压路施工作用。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是相关技术中车辆晃动时对定位位置产生偏差的部分记录图；
图2是本发明一实施例中行驶方向控制系统的组成示意图之一；
图3是本发明一实施例中行驶方向控制系统的组成示意图之二；
图4是本发明一实施例中行驶方向控制系统的组成示意图之三；
图5是本发明一实施例中行驶方向控制系统在坐标系中的侧视示意图；
图6是本发明一实施例中行驶方向控制系统在坐标系中的俯视示意图；
图7是本发明一实施例中行驶方向控制方法的实际位置的坐标系图；
图8是本发明一实施例中行驶方向控制方法的流程图之一；
图9是本发明一实施例中行驶方向控制方法的流程图之二；
图10是本发明一实施例中行驶方向控制方法的流程图之三；
图11是本发明一实施例中行驶方向控制方法的流程图之四；
图12是本发明一实施例中行驶方向控制方法的流程图之五。
其中，图2至图12中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
10：无人驾驶装置，100：行驶方向控制系统，110：定位装置，112：支架，114：定位系统，120：角度检测装置，122：航向角检测模块，124：倾角检测模块，130：计算装置，140：控制装置，150：定位位置，160：目标位置，170：车顶中心位置，20：地基，L：偏移量。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在相关技术中，采用定位导航天线进行卫星定位，定位导航天线为全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)的组成部分，车辆在晃动时，定位导航天线也会产生晃动，车辆晃动必然会使车辆产生倾斜角度，从而造成定位信息不准确，车辆晃动产生的定位数据误差可如图1所示。当造成GPS定位不准时，必然会影响到对行驶方向的控制。
另外，当无人驾驶压路机在斜坡路面施工时，使得设备存在一定的倾斜角度。一般来说，斜坡相对于车辆沿前后方向倾斜的分量不会对无人驾驶的控制精度造成较大影响，但斜坡相对于车辆沿左右方向倾斜分量会造成车辆左右高度差不一致，造成定位导航天线定位目标与目标轨迹产生偏差，只有消除偏差，才能保证行驶方向的控制精度。
因此，本发明提出了一种行驶方向控制系统、方法和无人驾驶装置。
下面参照图2至图12描述根据本发明一些实施例的技术方案。
实施例1
如图2所示，本实施例提供了一种行驶方向控制系统100，用于控制的行驶方向，行驶方向控制系统100包括：定位装置110、角度检测装置120、计算装置130和控制装置140，定位装置110用于实时获取车辆的定位位置信息；角度检测装置120用于实时获取车辆的姿态信息；计算装置130，与角度检测装置120和定位装置110分别通讯连接，用于分别获取来自角度检测装置120的姿态信息和来自定位装置110的定位位置信息，计算装置130用于根据姿态信息和定位位置信息获取车辆的目标位置信息；控制装置140，与计算装置130通讯连接，用于获取来自计算装置130的目标位置信息，以根据目标位置信息获取实际位置信息；其中，控制装置140根据实际位置信息控制车辆的行驶方向。
本实施例中，由于车辆在晃动或在地基20的斜坡作业时，均会使定位装置110的定位产生偏差，因此，将车辆在晃动或在斜坡作业时产生的角度偏差考虑进来，通过计算装置130对获取角度进行相关计算，就可以消除由角度带来的偏差，从而可以消除定位偏差的影响，可以达到更精确控制行驶方向的目的。
实施例2
如图4所示，本实施例提供了一种行驶方向控制系统100。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：
角度检测装置120包括：航向角检测模块122和倾角检测模块124，航向角检测模块122用于实时获取车辆的航向角；倾角检测模块124用于实时获取车辆的倾斜角；其中，航向角检测模块122和倾角检测模块124分别与计算装置130通讯连接，以分别将获取的航向角和倾斜角发送至计算装置130，角度包括倾斜角和航向角。
本实施例中，航向角为，在地面坐标系下，车辆质心速度与横轴之间的夹角，倾角检测模块124可以为倾角传感器，倾角传感器可设于车顶上，会随时获取车辆的倾斜角。由于斜坡相对于车辆沿行驶方向的左右两侧的倾斜分量会造成车辆左右高度差不一致，因此，倾斜角为车辆相对定位位置铅垂面两侧的倾斜角度。倾斜角和航向角均会对定位位置信息造成影响，因此，通过计算装置130获取航向角和倾斜角，以进一步计算后获取目标位置，可消除倾斜角和航向角对定位位置的影响，以能够更精确地控制行驶方向。
实施例3
如图3所示，本实施例提供了一种行驶方向控制系统100。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：
定位装置110包括：支架112和定位系统114，支架112设于车辆的车顶；定位系统114设于支架112远离车顶的一端，用于获取定位位置信息；其中，定位系统114与计算装置130通讯连接，以将获取的定位位置信息发送至计算装置130。
本实施例中，支架112的一端连接于车顶，支架112的另一端设置定位系统114，定位系统114远离车顶，能够不受干扰地接收定位信号，以能够准确获取定位位置信息，从而对车辆进行位置定位，计算装置130接收定位位置信息，用于最终计算出实际位置，以获取实际位置信息。
实施例4
如图3所示，本实施例提供了一种行驶方向控制系统100。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：
定位系统114为全球卫星定位系统接收机或北斗定位器，和/或目标位置位于车辆的底部纵向中心线上，且目标位置位于定位位置的下方。
本实施例中，全球卫星定位系统接收机或北斗定位器为全球卫星定位系统的组成部位，用来接收位置信号，以对定位位置150进行定位，获取目标位置信息，定位准确，可靠。用于车辆的全球卫星定位系统接收机一般采用车载型接收机，用于对车辆进行导航。
实施例5
如图5和图8所示，本实施例提供了一种行驶方向控制方法，采用任一实施例中的行驶方向控制系统100，行驶方向控制方法包括如下步骤：
步骤S102：获取车辆的定位位置信息。
步骤S104：根据定位位置信息获取车辆的姿态信息。
步骤S106：根据定位位置信息和姿态信息获取目标位置信息。
步骤S108：根据目标位置信息获取车辆的实际位置信息。
步骤S110：根据实际位置信息控制车辆的行驶方向。
本实施例中，定位系统114的位置即为定位位置150，获取定位位置信息，结合获取的姿态信息，就可以获得目标位置信息，得到目标位置160，从而可以消除车辆晃动或倾斜所产生的倾斜的角度对定位位置信息带来的偏差的影响，能够提高车辆定位导航的控制精度，保证车辆行驶的安全性。
本发明的工作原理是，无人驾驶车辆的定位导航天线必须安装在车辆的上方，以便于接收卫星信号，因车辆的倾斜会造成定位导航天线的定位测量产生较大误差，进而会影响无人驾驶的行驶方向的精度，为了提高无人驾驶的行驶方向的控制精度，本发明在定位位置之外再选取一个目标位置，定位位置与目标位置的相对位置关系是已知的，根据定位位置处的定位坐标信息以及定位位置与目标位置的相对位置关系和车辆的姿态信息，可以换算出目标位置的坐标。其中，姿态信息包括无人车辆的航向角和无人车辆沿宽度方向相对于铅垂面的倾斜角度，也就是倾斜角。目标位置位于定位位置的下方，目标位置相对定位位置更靠近地面，受车辆倾斜等影响因素较小，因而用目标位置来确定无人压路机的实际位置信息，根据实际位置信息控制无人压路机的行驶方向，相对而言更准确。
实施例6
如图9所示，本实施例提供了一种行驶方向控制系统100。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：
根据定位位置信息获取车辆的姿态信息的步骤包括：
步骤S202：在定位状态下，实时获取车辆的倾斜角。
步骤S204：实时获取车辆的航向角。
本实施例中，姿态信息包括倾斜角和航向角，其中，倾斜角根据定位位置信息而获取，数据更为精确，根据倾斜角可以获取偏移量L，L越大，偏移量越大，倾斜角和航向角均会对定位位置信息造成影响，因此将倾斜角和航向角考虑进去，以能够消除角度变化对定位位置信息的影响。
实施例7
如图5、图6和图10所示，本实施例提供了一种行驶方向控制系统100。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：
根据定位位置信息和姿态信息获取目标位置信息的步骤包括：
步骤S302：建立坐标系。
步骤S304：获取定位位置信息的定位位置的定位坐标。
步骤S306：获取航向角和倾斜角。
步骤S308：获取定位位置与目标位置的相对位置关系。
步骤S310：根据定位坐标、航向角、倾斜角和相对位置关系换算目标位置的坐标信息。
其中，坐标系包括X轴、Y轴和Z轴，X轴为东西方向，Y轴为南北方向，Z轴为铅垂方向，航向角为车辆的行驶方向相对Y轴正向顺时针旋转的角度。
本实施例中，当Y轴北为正时，X轴东为正；当Y轴南为正时，X轴西为正。通过在坐标系中可以获取定位位置的定位坐标，目标位置的目标位置坐标，由于定位位置和目标位置的相对位置关系是一定的，结合航向角和倾斜角就可以计算出目标位置的目标位置坐标，简单可靠，能够消除车辆在宽度方向上的倾斜带来的影响。
实施例8
如图5、图6、图7和图11所示，本实施例提供了一种行驶方向控制系统100。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：
根据定位坐标、航向角、倾斜角和相对位置关系换算目标位置的坐标信息的步骤包括：
步骤S402：在坐标系中，根据公式(1)和公式(2)计算出目标位置坐标。
X＝X0+A×sin B+B×cosβ+H×sinαcosβ (1)
Y＝Y0+A×cosβ-B×sinβ-H×sinαsinβ (2)
步骤S404：根据目标位置坐标获取目标位置。
其中，记目标位置的坐标为(X，Y)，定位坐标为(X0，Y0)；A为目标位置与定位位置沿车辆的长度方向的差值，且当目标位置相对定位位置靠近车辆的车头时，A为正值，而当目标位置相对定位位置远离车辆的车头时，A为负值；B为目标位置与定位位置沿车辆的宽度方向的差值，且当目标位置位于定位位置面向车辆的车头方向的右侧时，B为正值，而当目标位置位于定位位置面向车辆的车头方向的左侧时，B为负值；H为目标位置与定位位置沿车辆的高度方向的差值的绝对值；α为倾斜度，且当车辆由车尾向指向车头方向的左侧倾斜时，α为正值，而当车辆由车尾向指向车头方向的右侧倾斜时，α为负值；β为航向角。
本实施例中，定位装置110安装于车顶上，并距离车顶有一定距离，考虑车辆的车体的高度和定位装置110相对车顶的高度一起作为相对高度，然后再经过计算以确定目标位置，能够获得更精确的目标位置。定位位置要先判断倾斜角是否为零，若倾斜角为零，则确定车辆的实际位置信息为测量位置信息。若倾斜角度不为零，则对测量位置信息和倾斜角度进行换算，以确定车辆的实际坐标位置。由于车辆的行驶轨迹受倾斜角度的影响，因此当倾斜角为零时无需对车辆的行驶位置进行纠正，仅在车辆发生倾斜时才需对其行驶位置进行纠正，即当倾斜角不为零时，通过对车辆的定位位置信息和倾斜角进行换算，进而确定车辆的目标位置坐标，并控制车辆根据换算后的目标位置确定实际位置，根据实际位置进行行驶，保证车辆不会偏离目标轨迹，并提高了车辆行驶的安全性。
实施例9
如图7和图12所示，本实施例提供了一种行驶方向控制系统100。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：
根据目标位置信息获取车辆的实际位置信息的步骤包括：
步骤S502：在坐标系中获取目标位置信息的目标位置坐标。
步骤S504：在坐标系中获取车辆的车顶中心位置坐标。
步骤S506：根据公式(3)和公式(4)获取实际位置坐标。
EB＝EA+ΔY×sinβ+ΔXcosβ (3)
NB＝NA+ΔY×cosβ-ΔXsinβ (4)
步骤S508：根据实际位置坐标获取实际位置信息。
其中，EA表示目标位置在坐标系中的X轴坐标，NA表示目标位置在坐标系中的Y轴坐标，ΔX＝XB-XA，XA表示定位装置110在坐标系中的X轴坐标，XB表示车顶中心位置坐标的X轴坐标，ΔY＝YB-YA,YA表示定位装置110在坐标系中的Y轴坐标，XB表示车顶中心位置坐标的Y轴坐标，β为航向角。
本实例中，车辆的车底中心的位置为实际位置。定义Y轴为车辆的行驶方向，X轴为相对行驶方向的左右方向，Z轴为铅垂方向。当目标位置相对定位位置靠近车辆车头时，ΔY为正值，当目标位置相对定位位置远离车辆车头时，ΔY为负值，ΔX同理。具体地，当ΔX为目标位置与定位位置沿车辆宽度方向的差值，当目标位置位于定位位置面向车辆车头方向的右侧时，ΔX为正值，当目标位置位于定位位置面向车辆车头方向的左侧时，ΔX为负值。因此，ΔX和ΔY均取值绝对值。B表示车顶中心位置170，H为目标位置与定位位置沿车辆高度方向的差值的绝对值；α为车辆沿宽度方向相对于铅垂面的倾斜角度，当车辆由车尾指向车头方向的左侧倾斜时，α为正值，当车辆由车尾指向车头方向的右侧倾斜时，α为负值；β为航向角，为车辆行驶方向相对Y轴正向顺时针旋转的角度。
通过车辆的目标位置坐标，可以准确计算出车辆的实际位置坐标进而获取实际位置，根据实际位置控制行驶方向，以能够提高车辆在倾斜路面上的行驶轨迹的精确性，进而保证车辆不会脱离目标轨迹。
实施例10
如图5所示，本实施例提供了一种无人驾驶装置10，包括：车体和任一实施例中的行驶方向控制系统100，至少一部分设于车体上，用于实现任一实施例中的行驶方向控制方法，以对无人驾驶装置10的行驶方向进行控制。
本发明实施例提供的无人驾驶装置10，因包括本发明任一实施中的行驶方向控制系统100，因而具有上述任一实施例中的行驶方向控制系统100所具有的全部有益效果。无人驾驶装置10可以为无人压路机，无人压路机用于压路施工作业。
综上，本发明实施例的有益效果为：
本发明在获取定位位置信息的基础上，获取无人驾驶装置的倾斜角，根据倾斜角和航向角获取目标位置信息，以将无人驾驶装置因晃动或倾斜产生的定位误差进行消除，进而确定无人驾驶装置的实际位置信息，并控制无人驾驶装置根据实际位置信息精确控制无人驾驶装置的行驶方向，保证无人驾驶装置行驶的安全性。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种行驶方向控制系统，用于控制车辆的行驶方向，其特征在于，所述行驶方向控制系统包括：
定位装置，用于实时获取所述车辆的定位位置信息；
角度检测装置，用于实时获取所述车辆的姿态信息；
计算装置，与所述角度检测装置和所述定位装置分别通讯连接，用于分别获取来自所述角度检测装置的所述姿态信息和来自所述定位装置的所述定位位置信息，所述计算装置用于根据所述姿态信息和所述定位位置信息获取所述车辆的目标位置信息；
控制装置，与所述计算装置通讯连接，用于获取来自所述计算装置的所述目标位置信息，以根据所述目标位置信息获取实际位置信息；
其中，所述控制装置根据所述实际位置信息控制所述车辆的行驶方向。
2.根据权利要求1所述的行驶方向控制系统，其特征在于，所述角度检测装置包括：
航向角检测模块，用于实时获取所述车辆的航向角；
倾角检测模块，用于实时获取所述车辆的倾斜角；
其中，所述姿态信息包括所述航向角和所述倾斜角，所述倾斜角为所述车辆沿所述车辆的宽度方向的倾斜角度，所述航向角检测模块和所述倾角检测模块分别与所述计算装置通讯连接，以分别将获取的所述航向角和所述倾斜角发送至所述计算装置。
3.根据权利要求1或2所述的行驶方向控制系统，其特征在于，所述定位装置包括：
支架，设于所述车辆的车顶；
定位系统，设于所述支架远离所述车顶的一端，用于获取所述定位位置信息；
其中，所述定位系统与所述计算装置通讯连接，以将获取的所述定位位置信息发送至所述计算装置。
4.根据权利要求3所述的行驶方向控制系统，其特征在于，
所述定位系统为全球卫星定位系统接收机或北斗定位器；和/或
所述目标位置位于所述车辆的底部纵向中心线上，且所述目标位置位于所述定位位置的下方。
5.一种行驶方向控制方法，采用如权利要求1至4中任一项所述的行驶方向控制系统，其特征在于，所述行驶方向控制方法包括如下步骤：
获取所述车辆的定位位置信息；
根据所述定位位置信息获取所述车辆的姿态信息；
根据所述定位位置信息和所述姿态信息获取目标位置信息；
根据所述目标位置信息获取所述车辆的实际位置信息；
根据所述实际位置信息控制所述车辆的行驶方向。
6.根据权利要求5所述的行驶方向控制方法，其特征在于，所述根据所述定位位置信息获取所述车辆的姿态信息的步骤包括：
在定位状态下，实时获取所述车辆的倾斜角；
实时获取所述车辆的航向角。
7.根据权利要求6所述的行驶方向控制方法，其特征在于，所述根据所述定位位置信息和所述姿态信息获取目标位置信息的步骤包括：
建立坐标系；
获取所述定位位置信息的定位位置的定位坐标；
获取所述航向角和所述倾斜角；
获取所述定位位置与所述目标位置的相对位置关系；
根据所述定位坐标、所述航向角、所述倾斜角和所述相对位置关系换算所述目标位置的坐标信息；
其中，所述坐标系包括X轴、Y轴和Z轴，所述X轴为东西方向，所述Y轴为南北方向，所述Z轴为铅垂方向，所述航向角为所述车辆的行驶方向相对Y轴正向顺时针旋转的角度。
8.根据权利要求7所述的行驶方向控制方法，其特征在于，所述根据所述定位坐标、所述航向角、所述倾斜角和所述相对位置关系换算所述目标位置的坐标信息的步骤包括：
在所述坐标系中，根据公式(1)和公式(2)计算出目标位置坐标：
X＝X0+A×sinB+B×cosβ+H×sinαcosβ (1)
Y＝Y0+A×cosβ-B×sinβ-H×sinαsinβ (2)；
根据所述目标位置坐标获取所述目标位置；
其中，记目标位置的坐标为(X，Y)，定位坐标为(X0，Y0)；A为所述目标位置与所述定位位置沿所述车辆的长度方向的差值，且当所述目标位置相对所述定位位置靠近所述车辆的车头时，A为正值，而当所述目标位置相对所述定位位置远离所述车辆的车头时，A为负值；B为所述目标位置与所述定位位置沿所述车辆的宽度方向的差值，且当所述目标位置位于所述定位位置面向所述车辆的车头方向的右侧时，B为正值，而当所述目标位置位于所述定位位置面向所述车辆的车头方向的左侧时，B为负值；H为所述目标位置与所述定位位置沿所述车辆的高度方向的差值的绝对值；α为倾斜度，且当所述车辆由车尾向指向车头方向的左侧倾斜时，α为正值，而当所述车辆由车尾向指向车头方向的右侧倾斜时，α为负值；β为航向角。
9.根据权利要求8所述的行驶方向控制方法，其特征在于，所述根据所述目标位置信息获取所述车辆的实际位置信息的步骤包括：
在所述坐标系中获取所处车辆的车顶中心位置坐标；
根据公式(3)和公式(4)获取实际位置坐标：
EB＝EA+ΔY×sinβ+ΔXcosβ (3)
NB＝NA+ΔY×cosβ-ΔXsinβ (4)；
根据所述实际位置坐标获取所述实际位置信息；
其中，EA表示目标位置在所述坐标系中的X轴坐标，NA表示所述目标位置在所述坐标系中的Y轴坐标，ΔX＝XB-XA，XA表示所述定位装置在所述坐标系中的X轴坐标，XB表示所述车顶中心位置坐标的X轴坐标，ΔY＝YB-YA,YA表示所述定位装置在所述坐标系中的Y轴坐标，XB表示所述车顶中心位置坐标的Y轴坐标，β为航向角。
10.一种无人驾驶装置，其特征在于，包括：
车体；
如权利要求1至4中任一项所述的行驶方向控制系统，至少一部分设于所述车体上。
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