CN112083731B - 车辆的自动导航方法及装置、车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种车辆的自动导航方法及装置、车辆,自动导航方法包括:获取拉线的出线值以及拉线的被牵拉方向与第一方向的角度值;根据出线值和角度值生成运行控制指令,运行控制指令用于控制车辆的运行状态;控制车辆按照运行控制指令运行。本申请提供的自动导航方法及装置、车辆,通过获取拉线的出线值和拉线的被牵拉方向与第一方向的角度值,根据出线值和角度值生成运行控制指令且控制车辆按照运行控制指令运行,能够提高自动导航系统获取的数据信息的可信度,且降低了数据的处理量和出错率,进而提高了自动导航装置的可靠性且降低了自动导航装置的成本。
Description
技术领域
本发明一般涉及车辆技术领域,具体涉及导航技术领域,尤其涉及车辆的自动导航方法及装置、车辆。
背景技术
随着车辆技术的发展,车辆自动导航已经成为本领域的发展趋势。现有的车轮导航系统一般依托多个传感器和定位系统感知环境和车身姿态,以获取环境数据和车身姿态数据,多个传感器包括摄像头、红外传感器、激光雷达传感器、超声波传感器等,定位系统包括GPS定位系统、北斗定位系统等等。然后根据环境数据和车身姿态数据生成导航指令以控制车辆自动导航。
然而,上述的多个传感器和定位系统在使用时往往会受到环境的影响(例如环境中存在电磁干扰、风沙、雨雾等等),导致获取的数据信息不可信,同时环境数据和车身姿态数据中具有多个数据且多个数据在处理时不仅导致运算量大且容易出错,进而使得导航系统的可靠性较低且成本高。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足,期望提供一种车辆的自动导航方法及装置、车辆。
第一方面,本申请提供一种车辆的自动导航方法,车辆包括车身以及设置于车身的拉线传感器和角度传感器,自动导航方法包括:
获取拉线的出线值以及拉线的被牵拉方向与第一方向的角度值;
根据出线值和角度值生成运行控制指令,运行控制指令用于控制车辆的运行状态;
控制车辆按照运行控制指令运行。
进一步地,根据出线值和角度值生成运行控制指令,包括:
第二方面,本申请还提供一种车辆的自动导航装置,车辆包括车身以及设置于车身的拉线传感器和角度传感器,自动导航装置包括:
第一获取模块,用于获取拉线的出线值;
第二获取模块,用于获取拉线的被牵拉方向与第一方向的角度值;
生成模块,用于根据出线值和角度值生成运行控制指令,运行控制指令用于控制车辆的运行状态;
处理模块,用于控制车辆按照运行控制指令运行。
进一步地,生成模块包括:
进一步地,确定单元包括:
第三方面,本申请提供一种车辆,包括车身以及设置于车身的拉线传感器和角度传感器,还包括自动导航装置。
进一步地,拉线传感器和角度传感器成组设置,且车辆至少包括一组拉线传感器和角度传感器;或者,车辆包括两个以上的拉线传感器,且两个以上的拉线传感器与角度传感器配合。
本申请提供的自动导航方法及装置、车辆,通过获取拉线的出线值以及拉线的被牵拉方向与第一方向的角度值,根据出线值和角度值生成运行控制指令且控制车辆按照运行控制指令运行,能够实现车辆自动跟随引导员移动,且提高自动导航系统获取的数据信息的可信度,降低了数据的处理量和出错率,进而提高了自动导航装置的可靠性以及降低了自动导航装置的成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本申请实施例提供的自动导航方法的流程图;
图2为本申请实施例提供的自动导航装置的结构框图;
图3为本申请实施例提供的生成模块的结构框图;
图4为本申请实施例提供的引导员在牵拉拉线时的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请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相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考附图1和4,本申请实施例提供一种车辆的自动导航方法,车辆包括车身以及设置于车身的拉线传感器和角度传感器,自动导航方法包括:
S100:获取拉线的出线值以及拉线的被牵拉方向与第一方向的角度值;
S200:根据出线值和角度值生成运行控制指令,运行控制指令用于控制车辆的运行状态;
S300:控制车辆按照运行控制指令运行。
在本实施例中,车辆包括车身10、拉线传感器30和角度传感器,拉线传感器30和角度传感器设置于车身10,例如车身10的车头部或车尾部。引导员40可通过牵拉拉线传感器30中的拉线控制车辆的运行状态,例如前进、后退或者转弯等。拉线被牵拉出来的部分为出线部分31,出线部分31的长度值为出线值。拉线传感器30能够测取拉线的出线值。角度传感器可通过铰链结构连接于车身10,以实现灵活转动。角度传感器与拉线传感器30连接以获取拉线的被牵拉方向与第一方向的角度值。
当引导员40牵拉拉线时,通过获取拉线的出线值和获取拉线的被牵拉方向与第一方向的角度值,根据出线值和角度值生成运行控制指令,控制车辆按照运行控制指令运行,能够实现车辆自动导航以自动跟随引导员40进行移动。
由于环境对拉线传感器30和角度传感器在测取数据方面的影响极小,能够使得获取的出线值和角度值的数据可靠性高,同时通过出线值和角度值这两个参数进行处理以生成运行控制指令,能够降低了数据的处理量和出错率,进而提高了自动导航装置的可靠性且降低了自动导航装置的成本。此外,可通过引导员40引导车辆躲避路面上的障碍物(如水坑等),有效降低自动导航装置在障碍物检测中的数据处理量。
其中,第一方向包括但不限于车身10的宽度方向等。
在本申请的一些实施例中,根据出线值和角度值生成运行控制指令,包括:
在本实施例中,运行控制指令中包括左驱动轮的第一运行速度以及右驱动轮的第二运动速度,处理模块在接收到运行控制指令时控制车辆左右驱动轮按照第一运行速度和第二运动速度进行运行。通过运行控制指令控制车辆左右驱动轮的运行速度来调节车辆的运行状态,其中当左驱动轮的第一运行速度与右驱动轮的第二运动速度相同时,则车辆沿直线移动;当左驱动轮的第一运行速度大于右驱动轮的第二运动速度时,则车辆向右偏转;当左驱动轮的第一运行速度小于右驱动轮的第二运动速度时,则车辆向左偏转。
左驱动轮的第一运行速度根据计算得出,右驱动轮的第二运行速度根据计算得出,第一运行速度和第二运行速度均通过三个相应的速度分量共同形成,能够提高车辆的自动导航精准度。第一速度分量至第五速度分量均为变量,其中第一速度分量基于出线值确定,第二速度分量、第三速度分量、第四速度分量和第五速度分量则均基于出线值和角度值确定。第一速度分量基于出线值确定,出线值体现了人车之间的距离关系,第一速度分量则可视为控制车辆直线移动速度的速度分量。第二速度分量和第四速度分量则是基于出线值和角度值确定,则可视为控制车辆左驱动轮进行角度修正的速度分量,第三速度分量和第五速度分量则是基于出线值和角度值确定,则可视为控制车辆右驱动轮进行角度修正的速度分量,通过左右驱动轮的角度修正以调整车辆的偏转方向,进而实现车辆的行驶方向与引导员40的行驶方向至少基本保持一致。
本实施例给出了根据出线值确定第一速度分量的一种实施方式。在本实施例中,拉线传感器30的出线节点值可根据拉线的行程进行设定,其中出线节点值的数量以及相邻出线节点值之间的差值均可根据需求进行灵活设定。在本实施例中,出线节点值具有6个,按照从小到大的顺次依次为、、、、和,其中为拉线的最大出线值。
出线值直接体现引导员40与车辆车身10之间的距离。其中,当时,则可认为引导员40与车身10之间的间距较小,为确保引导员40的安全,此时可确定。当时,则确定,此时车辆处于倒车状态,且当越靠近时倒车的速度越大。当时,则确定,此时车辆处于倒车状态,且当越靠近时倒车的速度越小。在和时,引导员40可跟着车辆移动,并通过控制出线值来调节车辆倒车的速度。当时,此时可作为车辆移动方向切换的节点,此时。当时,则确定,此时车辆处于前进状态,且当越靠近时前进的速度越大。当时,则确定,此时车辆以最大前进速度进行前进。在和时,车辆可跟随引导员40移动,且引导员40通过控制出线值来调节车辆前进的速度。
本实施例给出了根据出线值和角度值确定第二速度分量和第三速度分量的一种实施方式。在本实施例中,角度节点值均在角度值的范围,角度值的范围包括但不限于。角度节点值可根据角度值的范围进行设定,其中角度节点值的数量以及相邻角度节点值之间的差值均可根据需求进行灵活设定。在本实施例中,角度节点值具有4个,分别为、、和,。其中,优选靠近设置。
其中,当且时则确定且,以确保引导员40与车辆之间具有一定的安全距离。当且时,则确定且,当且时则确定且,当且时则确定且,当时则确定且,根据上述在不同出线值时确定的,能够控制车辆进行自动向右进行角度修正,以使角度值靠近,确保车辆的移动方向至少基本与引导员40的引导方向一致。其中,当时,则说明车辆的偏转方向无需进行修正,所以确定且。
其中,当或者时则确定且,以确保引导员40与车辆之间具有一定的安全距离。当或者且时则确定且,当或者且时则确定且,当或者且时则确定且,根据上述在不同角度值时确定的,能够控制车辆进行自动向右进行角度修正,以使角度值靠近,确保车辆的移动方向至少基本与引导员40的引导方向一致。其中,当时,则说明车辆的偏转方向无需进行修正,所以确定且。
应当理解的是,确定第一速度分量时,则侧重于参考出线值,在确定第二速度分量和第三速度分量时,则侧重于参考角度值和出线值的综合,在确定第四速度分量和第五速度分量则侧重于参考角度值,通过上述三个速度分量的之和来确定左右驱动轮的运行速度,能够使得自动导航装置的导航精准度较高。
请参考附图2,本申请实施例提供一种车辆的自动导航装置,车辆包括车身10以及设置于车身10的拉线传感器30和角度传感器,自动导航装置包括:
第一获取模块100,用于获取拉线的出线值;
第二获取模块200,用于获取拉线的被牵拉方向与第一方向的角度值;
生成模块300,用于根据出线值和角度值生成运行控制指令,运行控制指令用于控制车辆的运行状态;
处理模块400,用于控制车辆按照运行控制指令运行。
其中,拉线传感器30能够检测拉线的出线值,角度传感器能够检测拉线的被牵拉方向与第一方向的角度值。
请参考附图3,进一步地,生成模块300包括:
进一步地,确定单元310包括:
应当理解的是,上述实施例中描述的方法中的各个步骤与自动导航装置中记载的各个模块相对应,其技术方案和技术效果本文在此不再赘述。
请参考附图4,本申请提供一种车辆,包括车身10以及设置于车身10的拉线传感器30和角度传感器,还包括自动导航装置。
其中,拉线传感器30和角度传感器可设置于安装架上,安装架安装于车身10的车头部或车尾部,角度传感器通过铰链结构活动连接于安装架。
在本申请的一些实施例中,拉线传感器30和角度传感器成组设置,且车辆至少包括一组拉线传感器30和角度传感器;或者,车辆包括两个以上的拉线传感器30,且两个以上的拉线传感器30与角度传感器配合。
在本实施例中,拉线传感器30和角度传感器成组配合使用,即角度传感器用于获取同组配合使用的拉线传感器30中拉线的被牵拉方向与第一方向的角度值。车辆上可设有至少一组拉线传感器30和角度传感器。当车辆上设有两组以上的拉线传感器30和角度传感器时,其中一组拉线传感器30和角度传感器可作为第一执行主体,其余组的拉线传感器30和角度传感器可作为备用,以提高自动导航装置的实用性。在使用时,当拉线传感器30和角度传感器中出现故障时,可切换至备用的拉线传感器30和角度传感器。
当车辆包括两个以上的拉线传感器30,且两个以上的拉线传感器30与角度传感器配合时,能够获取两组以上的出线值和一组角度值。其中,可将两组出线值的平均值作为最终的出线值,能够降低拉线传感器30获取的出线值的误差,进一步提高拉线传感器30获取的数据可信度。
应当理解的是,两个以上的拉线传感器30中的拉线可由同一个引导员40进行牵拉,此时两个拉线之间的夹角较小,可视为同一夹角值。
应当注意,尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者模块,但是这种划分并非强制性的。实际上,根据本公开的实施方式,上文描述的两个或更多模块或者模块的特征和功能可以在一个模块或者模块中具体化。反之,上文描述的一个模块或者模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者模块来具体化。此外,尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤,但是,这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤,或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选地,可以省略某些步骤,将多个步骤合并为一个步骤执行,以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员易于理解,这里描述的示例实施方式可以通过软件实现,也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。
需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (4)
1.一种车辆的自动导航方法,其特征在于,所述车辆包括车身以及设置于所述车身的拉线传感器和角度传感器,所述自动导航方法包括:
获取拉线的出线值以及拉线的被牵拉方向与第一方向的角度值;
根据所述出线值和所述角度值确定第二速度分量、第三速度分量、第四速度分量和第五速度分量,所述第二速度分量和所述第四速度分量均为控制车辆左驱动轮进行角度修正的速度分量,所述第三速度分量和所述第五速度分量均为控制车辆右驱动轮进行角度修正的速度分量;
控制所述车辆按照所述运行控制指令运行;
2.一种车辆的自动导航装置,其特征在于,所述车辆包括车身以及设置于所述车身的拉线传感器和角度传感器,所述自动导航装置包括:
第一获取模块,用于获取拉线的出线值;
第二获取模块,用于获取拉线的被牵拉方向与第一方向的角度值;
生成模块,包括:确定单元,用于根据所述出线值确定第一速度分量,以及根据所述出线值和所述角度值确定第二速度分量、第三速度分量、第四速度分量和第五速度分量,所述第一速度分量为控制车辆直线移动速度的速度分量,所述第二速度分量和所述第四速度分量均为控制车辆左驱动轮进行角度修正的速度分量,所述第三速度分量和所述第五速度分量均为控制车辆右驱动轮进行角度修正的速度分量;计算单元,用于根据第一公式计算出所述车辆的左驱动轮的第一运行速度以及按照第二公式计算出所述车辆的右驱动轮的第二运动速度,其中所述第一公式为:,所述第二公式为:;生成单元,用于根据和生成运行控制指令,所述运行控制指令用于控制所述车辆的运行状态;
处理模块,用于控制所述车辆按照所述运行控制指令运行;
其中,所述确定单元包括:
3.一种车辆,其特征在于,包括车身以及设置于所述车身的拉线传感器和角度传感器,还包括权利要求2所述的自动导航装置。
4.根据权利要求3所述的车辆,其特征在于,所述拉线传感器和所述角度传感器成组设置,且所述车辆至少包括一组所述拉线传感器和所述角度传感器;或者,所述车辆包括两个以上的所述拉线传感器,且两个以上的所述拉线传感器与所述角度传感器配合。
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