CN111731274B

CN111731274B - 泊车扭矩的确定方法、装置、设备和介质

Info

Publication number: CN111731274B
Application number: CN202010598914.8A
Authority: CN
Inventors: 李超; 杜建宇; 刘斌; 曹天书; 栗海兵
Original assignee: FAW Group Corp
Current assignee: FAW Group Corp
Priority date: 2020-06-28
Filing date: 2020-06-28
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2040-06-28
Also published as: CN111731274A

Abstract

本发明实施例公开了一种泊车扭矩的确定方法、装置、设备和介质。其中，该方法包括：根据待泊车辆的初始位置和目标位置，确定待泊车辆的泊车路径信息；根据泊车路径信息确定待泊车辆的目标泊车速度；根据目标泊车速度、当前坡度和方向盘转角，确定待泊车辆的目标扭矩。本发明实施例通过前馈加反馈的方式确定泊车扭矩，保证泊车过程中能够快速实时的跟踪目标车速，有效提高了泊车的控制效果。

Description

泊车扭矩的确定方法、装置、设备和介质

技术领域

本发明实施例涉及自动泊车技术领域，尤其涉及一种泊车扭矩的确定方法、装置、设备和介质。

背景技术

随着汽车数量的逐渐增加，停车空间日趋紧凑，将汽车驶入各种地形的狭小空间已成为驾驶人员的必备技能。自动泊车系统作为一种无人驾驶的自动泊车技术，已被大量汽车厂商应用于各自的车辆。现有的部分泊车控制器仅负责计算泊车车速，然后将车速作为目标值给定动力系统，由整车控制器完成闭环扭矩计算从而实现车速跟踪；其中，整车控制器在计算扭矩时主要采用反馈控制。

上述方案的缺陷在于：在特殊工况下(坡度、台阶或者凹坑等)无法自适应调整控制参数，控制效果变差，会导致动力系统扭矩不足或者车速跟踪超调，造成车辆运动过程中的抖动，从而降低泊车的控制效果。

发明内容

本申请实施例提供一种泊车扭矩的确定方法、装置、设备和介质，可以通过前馈加反馈的方式确定出泊车扭矩，保证泊车过程中能够快速跟踪目标车速，有效提高泊车的控制效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种泊车扭矩的确定方法，包括：

根据待泊车辆的初始位置和目标位置，确定所述待泊车辆的泊车路径信息；

根据所述泊车路径信息确定所述待泊车辆的目标泊车速度；

根据所述目标泊车速度、当前坡度和方向盘转角，确定所述待泊车辆的目标扭矩。

可选的，所述待泊车辆的泊车路径信息包括航向角、路径曲率、行驶位置坐标和行驶方向。

可选的，根据所述泊车路径信息确定所述待泊车辆的目标泊车速度，包括：

获取所述待泊车辆已行驶的实际路径与所述泊车路径信息的跟踪误差；

根据所述跟踪误差和所述路径曲率，确定所述待泊车辆的目标泊车速度。

可选的，根据所述跟踪误差和所述路径曲率，确定所述待泊车辆的目标泊车速度，包括：

根据所述跟踪误差、所述路径曲率和所述目标泊车速度，建立模糊控制器的模糊规则；

将所述跟踪误差和所述路径曲率作为所述模糊控制器的输入；

根据所述模糊控制器的输出，确定所述待泊车辆的目标泊车速度。

可选的，根据所述目标泊车速度、当前坡度和方向盘转角，确定所述待泊车辆的目标扭矩，包括：

将所述目标泊车速度输入至反馈控制器中，得出所述待泊车辆的第一扭矩；

根据当前坡度、方向盘转角和前馈控制表，确定所述待泊车辆的第二扭矩；其中，所述前馈控制表包括坡度、方向盘转角和扭矩的关联关系；

将所述第一扭矩和所述第二扭矩相加，得到所述待泊车辆的目标扭矩。

可选的，所述方法还包括：

若检测到泊车路径上障碍物与所述待泊车辆的距离低于预设距离阈值，则控制所述待泊车辆进入制动状态；其中，所述制动状态为所述待泊车辆在预设时段后的速度为零；

若所述待泊车辆处于所述制动状态的时间超过预设时间阈值，则重新为所述待泊车辆确定新的泊车路径信息。

第二方面，本发明实施例提供了一种泊车扭矩的确定装置，包括：

路径信息确定模块，用于根据待泊车辆的初始位置和目标位置，确定所述待泊车辆的泊车路径信息；

泊车速度确定模块，用于根据所述泊车路径信息确定所述待泊车辆的目标泊车速度；

目标扭矩确定模块，用于根据所述目标泊车速度、当前坡度和方向盘转角，确定所述待泊车辆的目标扭矩。

可选的，泊车速度确定模块，具体用于：

可选的，泊车速度确定模块，还具体用于：

可选的，目标扭矩确定模块，具体用于：

可选的，还包括：

状态控制模块，用于若检测到泊车路径上障碍物与所述待泊车辆的距离低于预设距离阈值，则控制所述待泊车辆进入制动状态；其中，所述制动状态为所述待泊车辆在预设时段后的速度为零；

路径信息确定模块，还用于若所述待泊车辆处于所述制动状态的时间超过预设时间阈值，则重新为所述待泊车辆确定新的泊车路径信息。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例中的任一种所述的泊车扭矩的确定方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例中的任一种所述的泊车扭矩的确定方法。

本发明实施例根据待泊车辆的初始位置和目标位置，确定待泊车辆的泊车路径信息；根据泊车路径信息确定待泊车辆的目标泊车速度；根据目标泊车速度、当前坡度和方向盘转角，确定待泊车辆的目标扭矩。本发明实施例通过前馈加反馈的方式确定泊车扭矩，保证泊车过程中能够快速实时的跟踪目标车速，有效提高了泊车的控制效果。

附图说明

图1是本发明实施例一中的泊车扭矩的确定方法的流程示意图；

图2是本发明实施例二中的泊车扭矩的确定方法的流程示意图；

图3是本发明实施例三中的泊车扭矩的确定装置的结构示意图；

图4是本发明实施例四中的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明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本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一中的泊车扭矩的确定方法的流程示意图。本实施例可适用于在自动泊车过程中对扭矩进行实时控制的情况。本实施例方法可由泊车扭矩的确定装置来执行，该装置可采用硬件/或软件的方式来实现，并可配置于电子设备中。可实现本申请任意实施例所述的泊车扭矩的确定方法。如图1所示，该方法具体包括如下：

S110、根据待泊车辆的初始位置和目标位置，确定待泊车辆的泊车路径信息。

在本实施例中，待泊车辆为具有自动驾驶功能的小型载客汽车，例如可承载四人或者五人的小汽车；泊车为将需要自动停车的车辆通过无人驾驶的方式载入车库中。待泊车辆的初始位置为该车辆当前所处位置点的坐标；待泊车辆的目标位置为该车辆需要驶入停放位置点的坐标。

由于本实施例的应用场景为停车入库场景，因此，待泊车辆的初始位置和目标位置的距离较近，可以以米为单位进行衡量；则确定出的待泊车辆的泊车路径的条数也是有限的，通常情况下只有一条即可，也不会影响泊车效率。本实施例中在开启泊车模式后，确定待泊车辆的泊车路径信息时，可以先通过待泊车辆上安装的导航装置根据待泊车辆的初始位置和目标位置，确定出待泊车辆的泊车路径；泊车路径可以看作是多个点连接构成的连续曲线，则泊车路径信息即为泊车路径上各个点的位置矢量信息。可选的，待泊车辆的泊车路径信息包括航向角、路径曲率、行驶位置坐标和行驶方向。

S120、根据泊车路径信息确定待泊车辆的目标泊车速度。

在本实施例中，若待泊车辆当前处于静止状态，则可以先通过泊车路径信息简单确定出待泊车辆的初始泊车速度，在待泊车辆的实际行驶过程中，再实时根据泊车路径确定待泊车辆在行驶过程中所需的泊车速度，作为待泊车辆的目标泊车速度。

若待泊车辆当前处于行驶状态，则可以先按照待泊车辆的当前行驶速度进行行驶，即将待泊车辆的当前行驶速度作为待泊车辆泊车过程中的初始泊车速度；在泊车过程中，实时根据泊车路径确定待泊车辆的行驶速度，将实时确定出的行驶速度作为待泊车辆当前的目标泊车速度；其中，目标泊车速度为待泊车辆在行驶过程中当前所需的行驶速度。

S130、根据目标泊车速度、当前坡度和方向盘转角，确定待泊车辆的目标扭矩。

由于现有确定行车扭矩的方式主要是通过整车控制器根据当前的泊车速度，采用反馈控制的方式，多次调试来实现的；在特殊工况下(例如坡度、台阶或者凹坑等)无法自适应调整控制参数，导致扭矩的控制效果变差，使得动力系统扭矩不足或者车速跟踪超调，影响车辆策乘坐的舒适性，也大大降低了泊车控制的效果。

在本实施例中，采用前馈加反馈的控制方式，实现待泊车辆的目标扭矩的准确控制，以解决现有扭矩控制效果差的问题，从而有效防止超调现象。前馈方式即是根据当前坡度和方向盘转角，以预测是形式完后扭矩的确定；反馈方式即是根据目标泊车速度，以控制器实调的形式完成扭矩的精准计算，从而结合前馈的确定结果，得出待泊车辆的目标扭矩。

实施例二

图2是本发明实施例二中的泊车扭矩的确定方法的流程示意图。本实施例是在上述实施例的基础上进一步扩展与优化，并可与上述技术方案中任意可选方案组合。如图2所示，该方法包括：

S210、根据待泊车辆的初始位置和目标位置，确定待泊车辆的泊车路径信息。

S220、根据泊车路径信息确定待泊车辆的目标泊车速度。

S230、将目标泊车速度输入至反馈控制器中，得出待泊车辆的第一扭矩。

在本实施例中，反馈控制器能够将目标泊车速度转换成泊车所需要的扭矩信号，并传输给其他控制器(例如泊车控制器)；将速度控制与跟踪集成到泊车控制器内，由泊车控制器做闭环控制，输出扭矩信息，能够有效消除CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)通讯延迟的影像。其中，第一扭矩为根据反馈控制器计算得出的第一扭矩信号。

S240、根据当前坡度、方向盘转角和前馈控制表，确定待泊车辆的第二扭矩；其中，前馈控制表包括坡度、方向盘转角和扭矩的关联关系。

在本实施例中，前馈控制表是由车辆管理人员根据历史泊车行程中的扭矩信号，预测得出的不同工况下关联的不同扭矩；前馈控制表中记录了不同工况组合下的扭矩，且同一组多个工况下的扭矩是唯一的。具体的，在前馈控制表中查找泊车路径上所处位置点的当前坡度和待泊车辆的方向盘转角，所关联的扭矩即为待泊车辆的第一扭矩。

S250、将第一扭矩和第二扭矩相加，得到待泊车辆的目标扭矩。

为了解决只采用反馈控制确定扭矩导致扭矩控制效率较低的问题，因此，本实施例将第一扭矩和预测得出的第二扭矩相加，作为待泊车辆的目标扭矩，并将目标扭矩的信息输出，以达到高效控制跟踪车速的目的。

本发明实施例能够根据当前坡度、方向盘转角和前馈控制表，确定待泊车辆的第二扭矩；实现对不同工况下扭矩的一个预先预测，使得确定出的扭矩能够更适应当前车辆的所处状态，实时性较强。

可选的，根据泊车路径信息确定待泊车辆的目标泊车速度，包括：

获取待泊车辆已行驶的实际路径与泊车路径信息的跟踪误差；

根据跟踪误差和路径曲率，确定待泊车辆的目标泊车速度。

在本实施例中，跟踪误差为待泊车辆当前时刻行驶点的位置坐标与泊车路径在当前时刻时的位置点坐标之间的误差，即两个点之间的距离；路径曲率为当前时刻点位置与前一时刻点位置构成的曲线的路径曲率。本实施例根据获取泊车过程中的实时数据，计算待泊车辆的目标泊车速度，有效提高了待泊车辆的目标泊车速度的精准性。

在本实施例/技术方案中，可选的，根据跟踪误差和路径曲率，确定待泊车辆的目标泊车速度，包括：

根据跟踪误差、路径曲率和目标泊车速度，建立模糊控制器的模糊规则；

将跟踪误差和路径曲率作为模糊控制器的输入；

根据模糊控制器的输出，确定待泊车辆的目标泊车速度。

在本实施例中，通过模糊控制器，确定待泊车辆的目标泊车速度。模糊规则为建立在模糊控制器中的执行标准，本实施例中的模糊规则为跟踪误差越大、路径曲率越大、路径曲率变化率越大，则车速越小；跟踪误差越小、路径曲率越小、路径曲率变化率越小，则车速越大。

具体的，将跟踪误差和路径曲率作为模糊控制器的输入，将输入变量划分为不同的模糊集；其中，输入变量的隶属度函数可以选择trimf(三角形隶属函数)，用来表示输入变量的模糊转换函数；再根据模糊规则，由模糊控制器输出一个模糊矩阵，对该模糊矩阵进行反模糊化，即可得到待泊车辆的目标泊车速度；其中，反模糊化是将推论所得到的模糊值转换为明确的控制讯号，并输出一个实际数值；具体的，反模糊化方法可以包括最大隶属度法、重心法或者加权平均法等。本实施例通过将采集到待泊车辆的实时数据输入至模糊控制器中，以实现快速精准的确定待泊车辆的目标泊车速度。

在上述实施例的基础上，可选的，本实施例方法还包括：

若检测到泊车路径上障碍物与待泊车辆的距离低于预设距离阈值，则控制待泊车辆进入制动状态；其中，制动状态为待泊车辆在预设时段后的速度为零；

若待泊车辆处于制动状态的时间超过预设时间阈值，则重新为待泊车辆确定新的泊车路径信息。

在本实施例中，为了实现泊车的高效性，需要在泊车过程中实时检测泊车路径上是否存在障碍物；其中，障碍物包括人或者其他泊车车辆。

控制待泊车辆进入制动状态时，若检测到障碍物与待泊车辆的距离低于第一预设距离阈值时，则控制待泊车辆进入正常制动状态，即缓慢将待泊车辆的车速降为零；若在障碍物与待泊车辆的距离低于第二预设距离阈值时，该待泊车辆还未停止，则控制待泊车辆进入紧急制动状态，快速将待泊车辆的车速降为零。

具体的，在待泊车辆的制动状态已经完成时，检测待泊车辆停留在制动状态的时间，若时间超过预设时间阈值，则表示障碍物在短时间内没有移动的趋势，则需要根据当前待泊车辆的位置和目标位置，重新为待泊车辆规划新的泊车路径信息，以使得待泊车辆可以重新进入至泊车模式中；直至待泊车辆到达目标位置，则退出泊车模式。

实施例三

图3是本发明实施例三中的泊车扭矩的确定装置的结构示意图，本实施例可适用于自动泊车过程中对扭矩进行实时控制的情况。该装置配置于电子设备中，可实现本申请任意实施例所述的泊车扭矩的确定方法。该装置具体包括如下：

路径信息确定模块310，用于根据待泊车辆的初始位置和目标位置，确定所述待泊车辆的泊车路径信息；

泊车速度确定模块320，用于根据所述泊车路径信息确定所述待泊车辆的目标泊车速度；

目标扭矩确定模块330，用于根据所述目标泊车速度、当前坡度和方向盘转角，确定所述待泊车辆的目标扭矩。

可选的，泊车速度确定模块320，具体用于：

可选的，泊车速度确定模块320，还具体用于：

可选的，目标扭矩确定模块330，具体用于：

可选的，还包括：

路径信息确定模块310，还用于若所述待泊车辆处于所述制动状态的时间超过预设时间阈值，则重新为所述待泊车辆确定新的泊车路径信息。

通过本发明实施例三的泊车扭矩的确定装置，通过前馈加反馈的方式确定泊车扭矩，保证泊车过程中能够快速实时的跟踪目标车速，有效提高了泊车的控制效果。

本发明实施例所提供的泊车扭矩的确定装置可执行本发明任意实施例所提供的泊车扭矩的确定方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图4是本发明实施例四中的电子设备的结构示意图，如图4所示，该电子设备包括处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440；电子设备中处理器410的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器410为例；电子设备中的处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

存储器420作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的泊车扭矩的确定方法对应的程序指令/模块。处理器410通过运行存储在存储器420中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现本发明实施例所提供的泊车扭矩的确定方法。

存储器420可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器420可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器420可进一步包括相对于处理器410远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置430可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入，可以包括键盘、鼠标等。输出装置440可包括显示屏等显示设备。

实施例五

本实施例提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于实现本发明实施例所提供的泊车扭矩的确定方法。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的泊车扭矩的确定方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种泊车扭矩的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

根据所述泊车路径信息确定所述待泊车辆的目标泊车速度；

根据所述目标泊车速度、当前坡度和方向盘转角，确定所述待泊车辆的目标扭矩；

将所述第一扭矩和所述第二扭矩相加，得到所述待泊车辆的目标扭矩；

所述待泊车辆的泊车路径信息包括航向角、路径曲率、行驶位置坐标和行驶方向；

其中，根据所述泊车路径信息确定所述待泊车辆的目标泊车速度，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述跟踪误差和所述路径曲率，确定所述待泊车辆的目标泊车速度，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.一种泊车扭矩的确定装置，其特征在于，所述装置包括：

目标扭矩确定模块，用于：

其中，泊车速度确定模块，具体用于：获取所述待泊车辆已行驶的实际路径与所述泊车路径信息的跟踪误差；根据所述跟踪误差和所述路径曲率，确定所述待泊车辆的目标泊车速度。

5.一种电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1～3中任一所述的泊车扭矩的确定方法。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1～3中任一所述的泊车扭矩的确定方法。