CN111762170B - 车辆模式控制方法、装置、系统及车辆和车辆系统 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种车辆模式控制方法、装置、系统及车辆和车辆系统，涉及工程车辆技术领域。本公开的一种车辆模式控制方法包括：当车辆处于无人模式时，若触发预定手动模式切换条件，则控制车辆切换至受限手动模式运行，包括：获取当前轮转方向；控制车辆按照当前轮转方向对应的档位减速运行；执行除档位和速度以外的人工指令。通过这样的方法，能够在车辆从无人模式切换至手动模式时，控制车辆保持当前轮转方向对应的档位，并减速运行，执行除档位和速度以外的人工指令，从而避免人工介入时立刻采用人工指令下的档位和速度信号而造成危险，提高车辆模式切换和运行的安全性。

Description

车辆模式控制方法、装置、系统及车辆和车辆系统

技术领域

本公开涉及工程车辆技术领域，特别是一种车辆模式控制方法、装置、系统及车辆和车辆系统。

背景技术

随着无人车辆技术的快速发展，工程机械无人化车辆，特别是矿山机械无人化车辆快速成型，其能够降低运行成本、提高生产效率的特点，使它具有良好的发展前景。无人化车辆可以在无人模式和人工模式之间切换，从而在提高生产效率的同时，应对复杂的情况。

发明内容

本公开的一个目的在于提高车辆模式切换和运行的安全性。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种车辆模式控制方法，包括：当车辆处于无人模式时，若触发预定手动模式切换条件，则控制车辆切换至受限手动模式运行，包括：获取当前轮转方向；控制车辆按照当前轮转方向对应的档位减速运行；执行除档位和速度以外的人工指令。

在一些实施例中，触发预定手动模式切换条件包括触发以下至少一项：方向盘旋转角度超过预定角度阈值；或油门踏板或制动踏板输入量超过预定动力阈值。

在一些实施例中，车辆模式控制方法还包括：当车辆处于无人模式时，若发生系统故障或功能安全失效中的一项或多项，则控制车辆切换至安全模式；车辆在安全模式下急停至静止，切换为驻车档位，并收回作业装置、动力切除，变量复位。

在一些实施例中，车辆模式控制方法还包括：当车辆在受限手动模式时，若车速减至0，且人工指令包括将档位切换为驻车，则控制车辆切换为完全手动模式；完全手动模式包括：完全按照人工指令运行。

在一些实施例中，车辆模式控制方法还包括：当车辆上电启动时，控制车辆进入完全手动模式，完全手动模式包括：完全按照人工指令运行；当车辆在完全手动模式状态时，若车速为0，档位为驻车，第一模式开关切换为手动档，且触发人工检查，则控制车辆切换为切换准备模式；若处于切换准备模式的车辆人工检查合格，第一模式开关和第二模式开关切换为自动，车辆自检合格，且确认人员离车，则控制车辆切换至无人模式运行。

在一些实施例中，当人工检查通过并将第二模式开关切换为自动后，车辆开始自检。

在一些实施例中，确认人员离车包括：确定手持终端与车辆的距离大于等于预定安全距离，且收到来自手持终端的手动触发确认离车信息，则确认人员离车。

在一些实施例中，若处于切换准备模式的车辆满足人工检查不合格或自动检查不合格中的至少一项，则控制车辆切换为安全模式；车辆在安全模式下急停至静止，切换为驻车档位，并收回作业装置，动力切除，变量复位。

在一些实施例中，车辆从切换准备模式切换至无人模式时，切换至无人模式的初始状态；车辆模式控制方法还包括：控制处于初始状态的车辆保持驻车档位并复位初始化，并在完成初始化后切换至无人模式的准备状态；在准备状态下从控制中心获取路径信息和任务信息；当确认获得路径信息和任务信息，且收到来自控制中心的确认执行指令后，控制车辆切换至无人模式的运行状态；在车辆处于运行状态的情况下，根据路径信息和任务信息生成无人控制指令供车辆执行，直至车辆完成全部任务，控制车辆停止作业并切换回准备状态。

在一些实施例中，车辆模式控制方法还包括：当车辆处于运行状态时，若收到急停指令，则控制车辆切换至无人模式的暂停状态；车辆在暂停状态下急停至速度为0，切换至驻车档位，并复位无人控制指令；当车辆处于暂停状态时，若收到急停取消指令，则控制车辆切换回运行状态。

在一些实施例中，车辆模式控制方法还包括：当车辆处于安全模式时，若车速降为0、处于驻车档位，第一模式开关和第二模式开关均切换至手动，且收到来自控制中心的强制跳转命令，则控制车辆切换为完全手动模式；完全手动模式包括：完全按照人工指令运行。

通过这样的方法，能够在车辆从无人模式切换至手动模式时，控制车辆保持当前轮转方向对应的档位，并减速运行，执行除档位和速度以外的人工指令，从而避免人工介入时立刻采用人工指令下的档位和速度信号而造成危险，提高车辆模式切换和运行的安全性。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种车辆模式控制装置，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行上文中提到的任意一种车辆模式控制方法。

这样的装置在车辆从无人模式切换至手动模式时，能够控制车辆保持当前轮转方向对应的档位，并减速运行，执行除档位和速度以外的人工指令，从而避免人工介入时立刻采用人工指令下的档位和速度信号而造成危险，提高车辆模式切换和运行的安全性。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上文中提到的任意一种车辆模式控制方法的步骤。

通过执行这样的存储介质上的指令，在车辆从无人模式切换至手动模式时，能够控制车辆保持当前轮转方向对应的档位，并减速运行，执行除档位和速度以外的人工指令，从而避免人工介入时立刻采用人工指令下的档位和速度信号而造成危险，提高车辆模式切换和运行的安全性。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种车辆模式控制系统，包括：上文中提到的任意一种车辆模式控制装置，由车辆承载；手持装置，被配置为向操作人员显示操作提示信息，接收操作人员的操作并发送给车辆模式控制装置；和控制中心，被配置为接收来自车辆模式控制装置和手持装置的信息，并向车辆模式控制装置发送控制指令。

在一些实施例中，车辆模式控制系统还包括：位于车辆外部便于人员操作位置的第一模式开关，被配置为供操作人员在车辆外部控制车辆模式的切换；位于车辆驾驶室内的第二模式开关，被配置为供操作人员在车辆内部控制车辆模式的切换；位于车辆外部便于观察的多个位置的多个指示装置，被配置为显示车辆的当前模式。

在一些实施例中，指示装置为三个，分别位于车辆左侧便于观察的位置、车辆右侧便于观察的位置和车尾便于观察的位置。

这样的控制系统能够在车辆从无人模式切换至手动模式时，控制车辆保持当前轮转方向对应的档位，并减速运行，执行除档位和速度以外的人工指令，从而避免人工介入时立刻采用人工指令下的档位和速度信号而造成危险，提高车辆模式切换和运行的安全性。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种车辆，包括：上文中提到的任意一种车辆模式控制装置；和车体，车身包括执行机构，被配置为在车辆模式控制装置的控制下执行操作。

这样的车辆能够在车辆从无人模式切换至手动模式时，保持当前轮转方向对应的档位，并减速运行，执行除档位和速度以外的人工指令，从而避免人工介入时立刻采用人工指令下的档位和速度信号而造成危险，提高车辆模式切换和运行的安全性。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种车辆系统，包括：上文中提到的任意一种车辆模式控制系统；和车体，车身包括执行机构，被配置为在车辆模式控制系统的控制下执行操作。

这样的车辆系统中，在车辆从无人模式切换至手动模式时，能够保持当前轮转方向对应的档位，并减速运行，执行除档位和速度以外的人工指令，从而避免人工介入时立刻采用人工指令下的档位和速度信号而造成危险，提高车辆模式切换和运行的安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开的车辆模式控制方法的一些实施例的流程图。

图2为本公开的车辆模式控制方法的另一些实施例的流程图。

图3为本公开的车辆模式控制方法的又一些实施例的流程图。

图4为本公开的车辆模式控制方法的一些实施例的状态转移图。

图5为本公开的车辆模式控制装置的一些实施例的示意图。

图6为本公开的车辆模式控制装置的另一些实施例的示意图。

图7为本公开的车辆模式控制系统的一些实施例的示意图。

图8为本公开的车辆模式控制系统中开关和指示装置的一些实施例的示意图。

图9为本公开的车辆的一些实施例的示意图。

图10为本公开的车辆系统的一些实施例的示意图。

图11为本公开的车辆系统的另一些实施例的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。

发明人发现，相关技术中，当车辆进行模式切换时，仅在有人模式和无人模式间切换，未考虑到异常状况，例如车辆异常、系统异常、人员操作异常等。

发明人发现，由于人工介入时以人工指令第一为原则，且人工介入时多为危险工况，比如行驶中有碰撞危险此时人第一反应是抓方向盘或踩油门，顾不上档位，如果人工介入时立即采用人工档位(如当时处于空挡或驻车档位)的信号进入空挡或驻车，则会发生危险。

本公开的车辆模式控制方法的一些实施例的流程图如图1所示，包括步骤101～103。

在步骤101中，车辆处于无人模式运行。在一些实施例中，车辆处于无人模式时，按照来自控制中心的任务、路径运行。

在步骤102中，判断是否触发预定手动模式切换条件。在一些实施例中，触发预定手动模式切换条件包括触发以下至少一项：方向盘旋转角度超过预定角度阈值；或油门踏板或制动踏板输入量超过预定动力阈值。若触发预定手动模式切换条件，则执行步骤103。若未触发预定手动模式切换条件，且未发生异常问题，则可以继续保持无人模式运行。

在步骤103中，控制车辆切换至受限手动模式运行。在受限手动模式下，获取当前轮转方向，控制车辆按照当前轮转方向对应的档位减速运行，执行除档位和速度以外的人工指令。

通过这样的方法，能够在车辆从无人模式切换至手动模式时，控制车辆保持当前轮转方向对应的档位，并减速运行，执行除档位和速度以外的人工指令，从而避免人工介入时立刻采用人工指令下的档位和速度信号而造成危险，提高车辆模式切换和运行的安全性。

在一些实施例中，如图1所示，车辆模式控制方法还可以包括步骤104和105。

在步骤104中，判断是否车速减至0，且人工指令包括将档位切换为驻车。若满足车速减至0，且人工指令包括将档位切换为驻车，则执行步骤105；否则，车辆保持受限手动模式。

在步骤105中，控制车辆切换为完全手动模式，车辆在完全手动模式下完全按照人工指令运行。

通过这样的方法，能够在无人模式和完全手动模式之间加入受限手动模式，当确定安全的情况下才从受限手动模式切换至完全手动模式，从而在满足手动操作的同时保证切换的安全性，提高车辆运行的安全性。

在一些实施例中，车辆模式控制方法还可以包括：当车辆处于无人模式时，若发生系统故障或功能安全失效，或者两者均发生，则控制车辆切换至安全模式。车辆在安全模式下急停至静止，切换为驻车档位，并收回作业装置、动力切除，变量复位。通过这样的方法，当发生故障时能够及时停车并收回作业装置，切除动力，进一步提高安全性。

在一些实施例中，当车辆处于安全模式时，若车速降为0、处于驻车档位，第一模式开关和第二模式开关均切换至手动，且收到来自控制中心的强制跳转命令，则控制车辆切换为完全手动模式，车辆在完全手动模式下完全按照人工指令运行。在一些实施例中，安全模式的跳出需要严格的授权机制，当车辆的速度、档位等均不会造成安全问题的情况下，需要通过控制中心授权跳转才可以离开安全模式，转换为完全手动模式。

通过这样的方法，能够为车辆离开安全模式提供车辆状态的核验和远程授权两层验证，为离开安全模式提供较高的门槛条件，进一步保障车辆运行的安全性。

本公开的车辆模式控制方法的另一些实施例的流程图如图2所示。

在步骤201中，当车辆上电启动时，控制车辆进入完全手动模式，车辆在完全手动模式下完全按照人工指令运行。

在步骤202中，判断是否满足以下全部条件：车速为0，档位为驻车，第一模式开关切换为手动档，且触发人工检查。

若满足以上所有条件，则执行步骤203，否则保持完全手动模式状态。

在步骤203中，控制车辆切换为切换准备模式。在切换准备模式下，操作人员可以开始按照人工检查表执行人工检查。

人工检查表中可以包括必须项和可选项。必须项为影响车辆正常运行的检查项，出现一项即为人工检查不通过；可选项为短期内不会影响车辆正常运行的检查项，比如掉漆锈蚀，只作为维保的提示项，出现可选项不合格时不影响人工检查整体合格与否。

操作人员需要在驾驶室内部将第二模式开关切换为自动，并在离开驾驶室后，将位于车辆外表面的第一模式开关切换为自动。在一些实施例中，当人工检查通过并将第二模式开关切换为自动后，车辆开始自检。

在一些实施例中，自检可以包含所有可以原地进行闭环测试的项目，包含但不限于货箱举升、发动机转速、制动压力、前轮转向，其中可选的，以斜坡曲线为举升目标角度、发动机目标转速、目标制动力给定进行自检，以多个周期的正弦曲线为前轮转向目标角度进行自检，检查在闭环控制下的跟随精度。

在步骤204中，判断是否以下条件是否全部满足：人工检查合格，第一模式开关和第二模式开关切换为自动，车辆自检合格，且确认人员离车。在一些实施例中，当确定手持终端与车辆的距离大于等于预定安全距离，且收到操作人员通过手持终端手动触发的确认离车信息后，确认人员离车。

若满足以上全部条件，则执行步骤205。若未能够满足全部条件，则执行步骤206。

在步骤205中，控制车辆切换至无人模式运行。

在步骤206中，判断是否满足人工检查不合格或自动检查不合格中的至少一项。若人工检查、自动检查中存在不合格的情况，则执行步骤207。

在步骤207中，控制车辆切换为安全模式；车辆在安全模式下急停至静止，切换为驻车档位，并收回作业装置、动力切除，变量复位。

通过这样的方法，在手动模式切换为无人模式的过程中，插入切换准备模式，通过位置探测、开关触发和探测，以及对车辆的人工和自动检查，避免人员未能离车或车辆条件不安全的情况下进入无车模式，从多个维度审核是否能够进入无车模式，保障车辆和操作人员的安全。

在一些实施例中，人工检查和自检的过程可以包括：

操作人员利用手持终端进行登录，经控制中心自动检查用户名和密码登陆成功后，即可选择当前车辆的ID进行人工检查；对照人工检查表进行逐项检查，每个项目的通过和不通过可通过手持终端触摸屏设置，检查完毕后，将结果传送给控制中心，控制中心会根据检查结果自动进行评判，当人工检查不通过时系统自动进入安全状态；自检通过时，人员可继续模式切换流程；

系统自检，含各系统状态检查、故障检查以及执行机构的闭环控制自检；当出现故障或精度超过阈值时认定自检不通过；若自检不通过，则进入安全状态。

通过这样的方法，实现模式切换过程中的人工检查和自动检查相结合，提高检查的周密程度，降低无人运行过程中出现故障的可能性，提高运行的安全性和可靠性。

本公开的车辆模式控制方法的又一些实施例的流程图如图3所示。车辆的无人模式包括多种状态，当车辆从切换准备模式切换至无人模式时，切换至无人模式的初始状态。

在步骤301中，当完成上文中提到的切换准备模式下的各项准备、核验后，控制车辆切换至无人模式的初始状态，执行参数复位初始化。

在步骤302中，判断是否完成初始化。若完成初始化，则执行步骤303；若未完成，保持初始状态。

在步骤303中，切换至无人模式的准备状态。在准备状态下，从控制中心获取路径信息和任务信息。

在步骤304中，判断是否确认了获得路径信息和任务信息，且收到了来自控制中心的确认执行指令。若确认了获得路径信息和任务信息，且收到了来自控制中心的确认执行指令，则执行步骤305；否则保持准备状态。

在步骤305中，控制车辆切换至无人模式的运行状态，根据路径信息和任务信息生成无人控制指令供车辆执行。

在步骤306中，判断车辆是否完成全部任务。若完成全部任务，则执行步骤307；否则，执行步骤308。在一些实施例中，在运行状态下，也可以接收路径信息和任务信息，根据任务顺序依次进行，直至完成已收到的全部任务。

在步骤307中，控制车辆停止作业，并转至步骤303，切换至准备状态。

在步骤308中，判断是否收到急停指令。若收到急停指令，则执行步骤309；否则，跳转至步骤306继续运行并执行任务。

在一些实施例中，急停指令可以来自控制中心，或来自手持终端。

在步骤309中，控制车辆切换至无人模式的暂停状态，车辆在暂停状态下急停至速度为0，切换至驻车档位，并复位无人控制指令，继而执行步骤310。

在步骤310中，判断是否收到急停取消指令。若收到急停取消指令，则执行步骤305，继续执行任务；否则，保持暂停状态。

通过这样的方法，细化了无人模式，提高了对车辆参数和运行状态的审核，提高无人模式的管理和控制；能够及时发现车辆异常状态，提高运行安全性；提供了控制急停的接口，提高了人工管控能力。

本公开的车辆模式控制方法的一些实施例的状态转移图如图4所示。车辆可以包括多个模式：

(1)手动模式41

手动模式41分为完全手动模式4100和受限手动模式4101两个状态；

a)完全手动模式：传统的人工手动，执行机构执行所有人工动作指令；

b)受限手动模式：从无人模式下人工介入时进入的模式，执行除档位、油门外的人工指令，执行与切换时轮转方向一致的档位和油门减速行为。

(2)切换准备模式42：

进行手动模式41向无人模式44的切换流程，进行切换准备工作；

执行人工检查，执行驻车和除档位外的人工指令并上传；

执行系统自检，复位变量，然后进行自检，等待人员离车。

(3)无人模式44：分为初始状态、准备状态、运行状态、暂停状态四个状态：

a)“初始状态”4401：复位变量；

b)“准备状态”4402：请求和接收路径地图文件和任务文件，并等待控制中心确认；

c)“运行状态”4403：执行机构执行无人控制指令；如果还在作业过程中，但属于连续作业需要获取下一阶段的地图路径和任务文件，则可一边作业一边获取下阶段路径地图和任务文件；

d)“暂停状态”4404：车辆运行时，因为调度或安全需要，人为触发急停干预车辆运行流程，发生控制中心人工急停或通过手持设备急停，则进入“暂停状态”，执行急停直至速度为0施加驻车。

(4)安全模式43：用于发生故障、失效和检查不合格等情况下车辆安全跳转的模式。

进入安全模式时，执行急停直至速度为0，施加驻车，并回收所有作业机构、切断动力系统，复位变量。安全模式的跳出必须严格的授权机制，且只能跳转到完全手动模式，跳转到完全手动模式需要同时满足：

a)车速为0、手动档位在驻车档；

b)第一模式开关切到手动；

c)第二模式开关切到手动；

d)控制中心进行发送强制跳转命令；

在一些实施例中，如图4所示，各个模式之间的跳转可以包括：

(1)跳转1无其他触发条件，只需上电后即进入完全手动模式4100；

在完全手动模式4100下，车辆的执行机构执行人工动作指令，根据人的手动操作控制油门、制动、方向盘、档位和作业装置等作业。

如果同时满足跳转2的以下触发条件：

a)车速为0且挂驻车档；

b)第一模式开关切换到手动；

c)手持装置操作人员已经成功登录且点击“开始人工检查项”按钮；

则发生跳转2到切换准备模式42；

未满足跳转2的触发条件则继续在完全手动模式4100。

(2)进入切换准备模式42后执行驻车档，确保车辆安全；

进入人工检查：按照人工检查表进行逐一检查，并在手持装置对每一项的合格与否进行输入确认，检查完毕后上传结果。

如果人工检查结果合格且第二模式开关切换到自动，进行自检，自检含各系统状态检查、故障检查以及执行机构的闭环控制自检。

如果同时满足跳转3的触发条件：

a)人工、自检结果合格；

b)第一模式开关、第二模式开关切换到自动；

c)手持装置操作人员离开车辆且点击“确认离车按钮”；

则发生跳转3到无人模式44的子状态——“初始状态”4401；

如果满足跳转10的触发条件：人工检查不合格，或自动检查不合格则跳转至安全模式43。

未满足跳转3和跳转10的情况，继续保持切换准备模式42。

(3)车辆进入“初始状态”4401立即驻车并复位变量；

如果满足跳转4的触发条件：复位初始化完成；则发生跳转4到无人模式子状态——“准备状态”；

未满足跳转4的情况，继续在“初始状态”。

(4)车辆进入“准备状态”后向控制中心请求和接收路径地图文件和任务文件；

如果同时满足跳转5的触发条件：

a)检查存在路径地图文件和任务文件；

b)控制中心确认本车开始执行任务；

则发生跳转5到无人模式子状态——“运行状态”4403；

否则继续在“准备状态”4402。

(5)进入“运行状态”4403后先复位变量，然后按照在“准备状态”4402接收的路径地图文件和任务文件进行决策规划，以产生无人控制指令，然后执行机构执行无人控制指令。在作业过程中，若获取了下一阶段的地图路径和任务文件，则可按次序执行任务。

在“运行状态”4403下，如果同时满足跳转6的触发条件：作业任务已经完毕，作业已停止，车速为0且已驻车，则发生跳转6到“准备状态”4402。

在“运行状态”4403下，如果满足跳转13的触发条件：因为调度或安全需要人为触发急停干预车辆运行流程，发生控制中心人工急停或手持设备急停，则发生跳转13到“暂停状态”4404。

在“运行状态”4403下，若未满足跳转6、跳转13触发条件，则保持“运行状态”4403。

(6)进入“暂停状态”4404后，先进行急停直至速度为0，施加驻车，然后复位无人控制指令。

如果满足跳转14触发条件：中心人工急停或手持设备急停取消，则发生跳转14到“运行状态”4403。

(7)在整个无人模式44中，具备跳转到安全模式43和手动模式41的跳转条件。

在无人模式44中，如果满足跳转7的触发条件(发生其中的一项或多项)：

a)方向盘旋转角度超过一定角度阈值，所述一定角度阈值为界定人工旋转与轻微振动的区分值，如5度；

b)油门踏板或制动踏板输入量超过一定百分比阈值，所述一定百分比阈值为界定人工脚踏与轻微振动的区分值，如5％，满量程为100％；

则发生跳转7到手动模式的受限手动模式4101。

如果满足跳转8的触发条件(发生其中的一项或多项)：

a)某个系统产生故障；

b)某个系统发生功能安全失效；如感知可信度下降、执行机构执行精度下降等；

则发生跳转8到安全模式43。

(7)进入安全模式43后，先进自动急停直至速度为0施加驻车，然后回收作业装置、动力切除、复位变量.

在安全模式下，如果同时满足跳转11的触发条件：

a)车速为0、手动档位在驻车档；

b)第一模式开关切到手动；

c)第二模式开关切到手动；

d)控制中心进行发送强制跳转命令；

则发生跳转11到完全手动模式4100。

(8)进入受限手动模式4101时获取当前轮转方向，然后执行与轮转方向一致的档位，油门进行自动减少直至为0，执行除档位、油门外的人工指令，比如制动、作业装置等.

在受限手动模式4101下，如果同时满足跳转12的以下触发条件：

a)车速为0，施加制动；

b)人工档位切换到驻车；

则发生跳转12到完全手动模式4100。

通过这样的方法，实现车辆清晰的模式和状态划分、切换，且保证切入自动模式时和安全模式跳出时具备严格的安全逻辑；确保人员在执行完毕人工检查和模式切换后，安全脱离无人作业车辆；实现模式切换过程中充分的人工检查和自动检查相结合，且人工检查融入模式切换条件，自检包含执行机构闭环自检；实现自动模式中有人工驾驶员介入时，在保证人工第一原则下具备安全档位逻辑。

本公开车辆模式控制装置的一个实施例的结构示意图如图5所示。车辆模式控制装置包括存储器501和处理器502。其中：存储器501可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储上文中车辆模式控制方法的对应实施例中的指令。处理器502耦接至存储器501，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器502用于执行存储器中存储的指令，能够提高车辆模式切换和运行的安全性。

在一个实施例中，还可以如图6所示，车辆模式控制装置600包括存储器601和处理器602。处理器602通过BUS总线603耦合至存储器601。该车辆模式控制装置600还可以通过存储接口604连接至外部存储装置605以便调用外部数据，还可以通过网络接口606连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)。此处不再进行详细介绍。

在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，能够提高车辆模式切换和运行的安全性。

在另一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现车辆模式控制方法对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开的车辆模式控制系统的一些实施例的示意图如图7所示。

车辆模式控制装置71可以为上文中提到的任意一种，由车辆承载。

手持装置72(如上文中的手持终端)能够向操作人员显示操作提示信息，接收操作人员的操作并发送给所述车辆模式控制装置。在一些实施例中，必须人离开车达到安全距离，且人工按动手持装置72的开始人工检查项按钮，才能进入无人模式的切换准备模式。

控制中心73能够接收来自所述车辆模式控制装置和所述手持装置的信息，并向所述车辆模式控制装置发送控制指令。

在一些实施例中，手持装置72和控制中心73可以执行上文所述车辆模式控制方法实施例中，由手持装置72和控制中心73执行的对应操作。

这样的系统在车辆从无人模式切换至手动模式时，能够控制车辆保持当前轮转方向对应的档位，并减速运行，执行除档位和速度以外的人工指令，从而避免人工介入时立刻采用人工指令下的档位和速度信号而造成危险，提高车辆模式切换和运行的安全性。

在一些实施例中，车辆模式控制系统还可以包括位于车辆外部便于人员操作位置的第一模式开关711。能够为供操作人员在车辆外部控制车辆模式的切换。在一些实施例中，第一模式开关711位于车辆外部的低于预定高度(预定高度可以为操作人员方便人触摸的极限高度)的位置。车辆模式控制系统还可以包括位于车辆驾驶室内的第二模式开关712，被配置为供操作人员在车辆内部控制车辆模式的切换。在一些实施例中，可以如图8所示，83为第一模式开关，81为第二模式开关。在一些实施例中，上车进行人工检查时，必须将第一模式开关切到手动，才允许进行检查；检查完毕需要进入自动模式条件时，必须下车后将第一模式开关切换到自动，这样保证了人员被迫下车。

这样的系统能够通过在驾驶室内和驾驶室外设置的开关的配合检测，保证操作人员在驾驶室内完成开关切换后，又移动至车辆外部进行开关切换，从而确保操作人员离开驾驶室，提高切换至无人模式时人员的安全性。

在一些实施例中，车辆模式控制系统还可以包括位于车辆外部便于观察的多个位置的多个指示装置713，能够显示车辆的当前模式，便于人员观察。在一些实施例中，指示装置可以为三个，分别位于车辆左侧便于观察的位置、车辆右侧便于观察的位置和车尾便于观察的位置，如图8所示。第一指示装置、第二指示装置、第三指示装置分别布置在车左右两侧和车尾显眼位置，82为第一指示装置、84为第二指示装置，第三指示装置在车尾未画出。

这样的系统能够保证指示装置360度范围内可视，且尽量装在甲板以上确保远处清晰可见，减少观察死角，提高安全性。

本公开的车辆的一些实施例的示意图如图9所示。

车辆模式控制装置91可以为上文中提到的任意一种车辆模式控制装置。车辆还包括车体92，车体上包括执行机构，能够基于车辆模式控制装置的控制执行作业。车体上包括油门、档位和作业装置等。

这样的车辆能够在车辆从无人模式切换至手动模式时，保持当前轮转方向对应的档位，并减速运行，执行除档位和速度以外的人工指令，从而避免人工介入时立刻采用人工指令下的档位和速度信号而造成危险，提高车辆模式切换和运行的安全性。

本公开的车辆系统的一些实施例的示意图如图10所示。

车辆模式控制系统1001可以为上文中提到的任意一种车辆模式控制系统。车辆还包括车体1002，车体上包括执行机构，能够基于车辆模式控制装置的控制切换模式，执行作业。车体上包括油门、档位和作业装置等，保证作业的正常执行。

这样的车辆系统中，在车辆从无人模式切换至手动模式时，能够保持当前轮转方向对应的档位，并减速运行，执行除档位和速度以外的人工指令，从而避免人工介入时立刻采用人工指令下的档位和速度信号而造成危险，提高车辆模式切换和运行的安全性。

本公开的车辆系统的另一些实施例的示意图如图11所示。

车辆系统的车辆模式控制系统由手持装置、车载系统、控制中心三部分组成。

手持装置用于人工检查项的确认，人远离车辆的确认。在一些实施例中，手持装置具备用于输入的触摸屏，还可以内置接入无线网络的无线通信单元。

车载装置可以含无人系统控制器(包括上文中提到的车辆模式控制装置)、第一模式开关、第二模式开关、油门、档位和作业装置、制动踏板、方向盘、第一指示装置、第二指示装置、第三指示装置、无线通信单元、执行机构等。无人系统控制器实现决策与控制；第一模式开关、第二模式开关用于实现模式切换开关输入，分别布置于车前部低位置处和驾驶室内；油门、档位和作业装置、制动踏板、方向盘分别为人工模式下操控车的装置；执行机构为发动机、驱动系统等一些列保证车辆行驶和作业的机构；第一指示装置、第二指示装置、第三指示装置用于实现模式指示，分别布置在车左右两侧和车尾；无线通信单元能够接入无线网络。

控制中心能够实现行驶路径地图、作业调度指令、确认开始运行指令等下发，实现人员登录的自动检查。控制中心具备服务器，用于与监控人员的交互的输入装置和输出装置，以及能够接入无线网络的无线通信单元。

这样的车辆系统解决了如何设计合理的模式状态定义和切换逻辑、如何保证人员安全、如何切入自动前确保充分检查、如何确保无人运行时人工介入切换到人工模式的安全性等问题，提高了工程机械车辆无人运行的安全性和可靠性，有利于推广应用。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本公开的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本公开技术方案的精神，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。

Claims (17)

1.一种车辆模式控制方法，包括：

当车辆处于无人模式时，若触发预定手动模式切换条件，则控制车辆切换至受限手动模式运行，包括：

获取当前轮转方向；

控制车辆按照当前轮转方向对应的档位减速运行；

执行除档位和速度以外的人工指令。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述触发预定手动模式切换条件包括触发以下至少一项：

方向盘旋转角度超过预定角度阈值；或

油门踏板或制动踏板输入量超过预定动力阈值。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

当所述车辆处于所述无人模式时，若发生系统故障或功能安全失效中的一项或多项，则控制所述车辆切换至安全模式；

所述车辆在所述安全模式下急停至静止，切换为驻车档位，并收回作业装置、动力切除，变量复位。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

当所述车辆在所述受限手动模式时，若车速减至0，且所述人工指令包括将档位切换为驻车，则控制所述车辆切换为完全手动模式；

所述完全手动模式包括：完全按照人工指令运行。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

当所述车辆上电启动时，控制车辆进入完全手动模式，所述完全手动模式包括：完全按照人工指令运行；

当所述车辆在完全手动模式状态时，若车速为0，档位为驻车，第一模式开关切换为手动档，且触发人工检查，则控制所述车辆切换为切换准备模式；

若处于所述切换准备模式的车辆人工检查合格，第一模式开关和第二模式开关切换为自动，车辆自检合格，且确认人员离车，则控制车辆切换至无人模式运行，

其中，所述第一模式开关位于车辆外部便于人员操作位置，被配置为供操作人员在车辆外部控制车辆模式的切换；所述第二模式开关位于车辆驾驶室内，被配置为供操作人员在车辆内部控制车辆模式的切换。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，当人工检查通过并将所述第二模式开关切换为自动后，所述车辆开始自检；

和/或

所述确认人员离车包括：确定手持终端与车辆的距离大于等于预定安全距离，且收到来自所述手持终端的手动触发确认离车信息，则确认人员离车。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，若处于所述切换准备模式的车辆满足人工检查不合格或自动检查不合格中的至少一项，则控制车辆切换为安全模式；

所述车辆在所述安全模式下急停至静止，切换为驻车档位，并收回作业装置、动力切除，变量复位。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，

所述车辆从切换准备模式切换至无人模式时，切换至所述无人模式的初始状态；

还包括：

控制处于初始状态的车辆保持驻车档位并复位初始化，并在完成初始化后切换至所述无人模式的准备状态；

在所述准备状态下从控制中心获取路径信息和任务信息；

当确认获得所述路径信息和所述任务信息，且收到来自所述控制中心的确认执行指令后，控制所述车辆切换至所述无人模式的运行状态；

在车辆处于所述运行状态的情况下，根据所述路径信息和所述任务信息生成无人控制指令供所述车辆执行，直至所述车辆完成全部任务，控制车辆停止作业并切换回所述准备状态。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

当所述车辆处于所述运行状态时，若收到急停指令，则控制车辆切换至所述无人模式的暂停状态；

所述车辆在所述暂停状态下急停至速度为0，切换至驻车档位，并复位无人控制指令；

当所述车辆处于所述暂停状态时，若收到急停取消指令，则控制所述车辆切换回所述运行状态。

10.根据权利要求3或7所述的方法，还包括：

当所述车辆处于所述安全模式时，若车速降为0、处于驻车档位，第一模式开关和第二模式开关均切换至手动，且收到来自控制中心的强制跳转命令，则控制车辆切换为完全手动模式；其中，所述第一模式开关位于车辆外部便于人员操作位置，被配置为供操作人员在车辆外部控制车辆模式的切换；所述第二模式开关位于车辆驾驶室内，被配置为供操作人员在车辆内部控制车辆模式的切换；

所述完全手动模式包括：完全按照人工指令运行。

11.一种车辆模式控制装置，包括：

存储器；以及

耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令执行如权利要求1至10任一项所述的方法。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现权利要求1至10任意一项所述的方法的步骤。

13.一种车辆模式控制系统，包括：

权利要求11所述的车辆模式控制装置，由车辆承载；

手持装置，被配置为向操作人员显示操作提示信息，接收操作人员的操作并发送给所述车辆模式控制装置；和

控制中心，被配置为接收来自所述车辆模式控制装置和所述手持装置的信息，并向所述车辆模式控制装置发送控制指令。

14.根据权利要求13所述的系统，还包括：

位于车辆外部便于人员操作位置的第一模式开关，被配置为供操作人员在车辆外部控制车辆模式的切换；

位于车辆驾驶室内的第二模式开关，被配置为供操作人员在车辆内部控制车辆模式的切换；

位于车辆外部便于观察的多个位置的多个指示装置，被配置为显示车辆的当前模式。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述指示装置为三个，分别位于车辆左侧便于观察的位置、车辆右侧便于观察的位置和车尾便于观察的位置。

16.一种车辆，包括：

权利要求11所述的车辆模式控制装置；和

车体，所述车体包括执行机构，被配置为在所述车辆模式控制装置的控制下执行操作。

17.一种车辆系统，包括：

权利要求13～15任意一项所述的车辆模式控制系统；和

车体，所述车体包括执行机构，被配置为在所述车辆模式控制系统的控制下执行操作。

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