CN112099490A - 远程驾驶车辆的方法以及远程驾驶系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种远程驾驶车辆的方法以及远程驾驶系统，该方法包括：获取车辆场景的视频，并将获取的视频发送给远程车辆操作员，其中，远程车辆操作员观测到的视频与观测时实际的车辆场景之间存在由视频延时导致的差异；远程车辆操作员根据观测到的视频向车辆发送操作员指令；车辆在接收到操作员指令之后，根据车辆实际的状态参数对相应的操作员指令进行修正生成车辆应执行的指令，以避免根据操作员指令来驾驶车辆使得车辆的行驶参数超出行驶参数的预设条件。本发明的上述技术方案，至少能够增强远程驾驶安全性。

Description

远程驾驶车辆的方法以及远程驾驶系统
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，具体来说，涉及一种远程驾驶车辆的方法以及远程驾驶系统。
背景技术
近年来，自动驾驶技术蓬勃发展。现有的自动驾驶技术，一般均采用车载摄像头拍摄的视频作为远程操作员的驾驶输入信息。而视频在传输过程中必然存在一定延时，此时若完全忠实于操作员所发出的指令对车辆进行控制，可能存在碰撞或倾覆风险，安全性较低。
在自动驾驶技术蓬勃发展中，以封闭园区为工作范围、货物运输为工作内容的自动驾驶车辆大量出现。其中，牵引车以载重量大、转弯半径小的特点成为自动驾驶技术实现的重要平台。但当前自动驾驶牵引车还普遍存在可靠性低的问题，当自动驾驶失效时，必须由人工进行接管。而在每辆车上配备一名人工司机接管的方式成本巨大、效率低下，因此由一名操作员在远程操作台对多车进行切换和接管的方式被大量应用。
现有的远程驾驶牵引车，一般均采用车载摄像头拍摄的视频作为远程操作员的驾驶输入信息，操作员在操作台上一边通过视频了解车辆周围环境信息，一边通过操作台上的模拟驾驶套件对车辆发出相关驾驶指令。驾驶指令经网络传输到车辆上后，车载控制器中转此指令到线控执行器上执行该指令，从而实现对牵引车的远程驾驶。
首先，已有技术存在安全性低的问题。远程操作员的判断依据来自于车载摄像头拍摄的视频，而视频在传输过程中必然存在一定延时，尤其是网络延时发生波动时，该延时可能飙升至秒级，因此操作员所观测到的车辆环境和车辆的真实环境之间可能存在较大差异。此时车载控制器若完全忠实于操作员所发出的指令对牵引车进行控制，可能存在碰撞或倾覆风险，安全性较低。其次，已有技术存在效率低下的问题。牵引车在作业时，通常需要与装载设备配合，在指定位置实现分米级的精准停车以利于装载设备装卸货物。如果完全按操作员指令对车辆进行控制，由于视频延时的存在，操作员在视频中观测到车辆到达停车位置，发出停车指令时，车辆的真实位置很可能已经越过停车位置，此时操作员需要反复进退调整才能使车辆停车位置符合预期，作业效率十分低下。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种远程驾驶车辆的方法以及远程驾驶系统，能够至少增强远程驾驶安全性。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的一个方面，提供了一种远程驾驶车辆的方法，包括：获取车辆场景的视频，并将获取的视频发送给远程车辆操作员，其中，远程车辆操作员观测到的视频与观测时实际的车辆场景之间存在由视频延时导致的差异；远程车辆操作员根据观测到的视频向车辆发送操作员指令；车辆在接收到操作员指令之后，根据车辆实际的状态参数对相应的操作员指令进行修正生成车辆应执行的指令，以避免根据操作员指令来驾驶车辆使得车辆的行驶参数超出行驶参数的预设条件。。
操作员指令包括控制模式，第一控制模式表示车辆处于正常行驶的车辆场景，当远程车辆操作员根据视频确定控制模式为第一控制模式时，行驶参数包括车辆的实际车速，行驶参数的预设条件包括许用速度；对操作员指令进行修正，包括：将实际的状态参数中的实际车速与许用速度进行比较；根据比较结果，对操作员指令中的油门踏板百分比和制动踏板百分比进行修正生成车辆应执行的油门踏板百分比和车辆应执行的制动踏板百分比，以使得车辆的实际车速不超过许用速度。
车辆为牵引车，根据下式计算许用速度Vm：
Figure BDA0002640180090000021
其中，m为牵引车的挂车载重，ψ为挂车角度，ma为挂车允许的最大载重量，VD为挂车轮胎速度等级所对应的最高车速；
根据下式计算车辆应执行的油门踏板百分比A1：
Figure BDA0002640180090000031
其中，V为实际车速，A0为操作员指令中的油门踏板百分比；
根据下式计算车辆应执行的制动踏板百分比B1：
Figure BDA0002640180090000032
其中，B0为操作员指令中的制动踏板百分比。
操作员指令包括控制模式，当远程车辆操作员根据视频中车辆前方拥堵的车辆场景确定控制模式为第二控制模式时，对操作员指令进行修正，包括：获取车辆与前方车辆之间的距离，行驶参数包括距离，行驶参数的预设条件包括不大于距离的距离阈值；根据距离阈值生成车辆应执行的油门踏板百分比和车辆应执行的制动踏板百分比，以使得车辆的行驶距离小于与前方车辆之间的距离。
根据距离阈值通过下式计算车辆应执行的油门踏板百分比A1和车辆应执行的制动踏板百分比B1：
Figure BDA0002640180090000035
Figure BDA0002640180090000033
其中，s为距离阈值。
行驶参数包括车辆的实际转向角，行驶参数的预设条件包括许用转向角；对操作员指令进行修正，还包括：将实际的状态参数中的实际转向角与许用转向角进行比较，当实际转向角大于许用转向角时，对操作员指令中的方向盘转角进行修正生成车辆应执行的方向盘转角，以使得车辆的实际转向角不超过许用转向角。
车辆为牵引车，根据下式计算许用转向角θm：
Figure BDA0002640180090000034
其中，μ为路面附着系数，g为重力加速度，τ为车辆转向比，k1为挂车前轮侧偏刚度，k2为挂车后轮侧偏刚度，L为挂车轴距，m为牵引车的挂车载重，V为实际车速，a为挂车质心到前轴距离，b为挂车质心到后轴距离，ψ为挂车角度；
根据下式计算车辆应执行的方向盘转角θ1：
Figure BDA0002640180090000041
其中，θ0为操作员指令中的方向盘转角。
操作员指令包括控制模式，当远程车辆操作员根据视频中需要在预定位置停车的车辆场景确定控制模式为第三控制模式时，行驶参数包括车辆的停车位置，预设条件包括停车位置的预定位置；对操作员指令进行修正，包括：当操作员指令中的油门踏板百分比不为0时，以车辆起步的最小油门踏板百分比作为车辆应执行的油门踏板百分比；监控实际的状态参数中的车轮转角变化，当车轮转角变化达到预定值时，将车辆应执行的油门踏板百分比置为0；利用计算的车辆应执行的制动踏板百分来使车辆停止，并在预定时间内保持车辆停止；重复执行以上步骤直到车辆的停车位置达到预定位置。
车辆为牵引车，根据下式计算车辆应执行的油门踏板百分比A1：
Figure BDA0002640180090000042
其中，μ为路面附着系数，λ为当前道路的坡度，m为牵引车的挂车载重，g为重力加速度，ma为挂车允许的最大载重量，am1为牵引车行驶所能达到的最大加速度值；
根据下式计算车轮转角变化的预定值
Figure BDA0002640180090000043
Figure BDA0002640180090000044
其中，r为车轮半径，am2为牵引车行驶所能达到的最大减速度值；
根据下式计算车辆应执行的制动踏板百分B1：
Figure BDA0002640180090000045
根据本发明的另一方面，提供了一种远程驾驶系统，使用上述的远程驾驶车辆的方法来驾驶车辆；远程驾驶系统包括远程驾驶操作台以及设置于车辆中的视频采集器件、车载处理终端和线控执行器，远程驾驶操作台包括信息显示设备、驾驶模拟套件和与车载处理终端远程通信连接的远程处理终端；其中，视频采集器件用于获取车辆场景的视频，车载处理终端用于将获取的视频通过远程处理终端发送到信息显示设备，信息显示设备显示的视频与观测时实际的车辆场景之间存在由视频延时导致的差异；远程车辆操作员根据观测到的视频通过驾驶模拟套件发出操作员指令，操作员指令经由远程处理终端发送到车载处理终端；车载处理终端根据车辆实际的状态参数对相应的操作员指令进行修正生成车辆应执行的指令，线控执行器根据车辆应执行的指令执行相应动作，以避免根据操作员指令来驾驶车辆使得车辆的行驶参数超出行驶参数的预设条件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的远程驾驶系统的架构图；
图2是根据本发明实施例的图1中车载处理终端中的人机混驾控制模块的示意图；
图3是根据本发明实施例的远程驾驶车辆的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所涉及的远程驾驶系统的架构图如图1所示。远程驾驶系统包括远程驾驶操作台200以及设置于车辆100中的视频采集器件101、车载处理终端102和线控执行器103，远程驾驶操作台200包括信息显示设备203、驾驶模拟套件202和与车载处理终端102远程通信连接的远程处理终端201。在一些实施例中，设置于车辆100中的视频采集器件101可以采用车载摄像头，或者也可以采用任何其他可获取视频的器件。视频采集器件101采集的视频和线控执行器103反馈的车辆状态参数通过车载处理终端102处理后，经由无线网络上传到服务器中，再由服务器下发到远程驾驶操作台200中的远程处理终端201，远程处理终端201对视频和车辆状态参数进行处理后，在远程驾驶操作台200上通过信息显示设备203显示出来。远程车辆操作员(以下简称为操作员)根据观测到的视频和车辆状态参数，通过远程驾驶操作台200中的模拟驾驶套件202发出操作员指令。操作员指令经远程处理终端201处理后，经由无线网络上传到服务器300中，再由服务器300下发到车载处理终端102，车载处理终端102根据操作员指令和线控执行器103反馈的车辆实际的状态参数两部分信息进行综合判断，最终计算出车辆应执行的指令，并将该指令送入车辆上的线控执行器103，由线控执行器103驱动车辆执行相应动作，从而实现人机混驾的远程驾驶。
在远程驾驶系统中，车载处理终端102里包括有如图2所示的人机混驾控制模块20。如图2所示，操作员指令中包括方向盘转角θ0、油门踏板百分比A0、制动踏板百分比B0、挡位T0、控制模式M0五个子信息，人机混驾控制模块20通过驾驶输入单元21输入这五个子信息。人机混驾控制模块20通过车辆反馈单元22收集车轮转角
Figure BDA0002640180090000061
挂车载重m、挂车角度ψ、实际车速V、实际转向角θ等信息，驾驶决策单元23以这些信息为判据对操作员输入的操作员指令中的方向盘转角θ0、油门踏板百分比A0、制动踏板百分比B0、挡位T0、控制模式M0进行判断，对操作员指令中的子信息进行取舍，从而对相应的子信息进行修正，输出车辆应执行的指令，如车辆应执行的方向盘转角θ1、油门踏板百分比A1、制动踏板百分比B1、挡位T1、控制模式M1。从而实现综合考虑操作员人为的操作员指令和机器计算结果的人机混驾远程驾驶。
具体来说，图3是根据本发明实施例的远程驾驶车辆的方法。如图3所示，本发明的方法包括如下步骤：
步骤S1，获取车辆场景的视频，并将获取的视频发送给操作员。如以上结合图1所描述的，可以通过车辆中的视频采集器件101来获取车辆场景的视频。视频采集器件101可以是车载摄像头，或者也可以是任何其他可获取视频的器件。
步骤S2，操作员根据观测到的视频向车辆发送操作员指令。操作员指令包括方向盘转角θ0、油门踏板百分比A0、制动踏板百分比B0、挡位T0、控制模式M0。由于视频在传输过程中必然存在一定延时，尤其是网络延时发生波动时，该延时可能飙升至秒级。因此操作员所观测到的车辆场景和真实的车辆场景之间可能存在较大差异。此时若完全按照操作员所发出的操作员指令对车辆进行控制，可能存在碰撞或倾覆风险，或者车辆的停车位置越过预定停车位置。
步骤S3，车辆接收到操作员指令之后，根据车辆实际的状态参数对相应的操作员指令进行修正生成车辆应执行的指令。参考图2所示，车辆实际的状态参数可以包括车轮转角
Figure BDA0002640180090000071
挂车载重m、挂车角度ψ、实际车速V、实际转向角θ。在一些实施例中，车辆实际的状态参数还可以包括车辆与前车之间的距离s。可以通过人机混驾控制模块20中的车辆反馈单元22通过CAN总线连接车辆底盘上的各电子部件，通过车辆整车控制器(Vehicle ControlUnit)的CAN报文反馈获取车轮转角
Figure BDA0002640180090000072
挂车载重m、挂车角度ψ，通过车辆发动机管理系统(Engine Management System)的CAN报文反馈获取实际车速V(车速区分正负，前进为正，后退为负)，通过车辆电子助力转向系统(Electronic Power Steering)的CAN报文反馈获取实际转向角θ(实际转向角区分正负，左转为正，右转为负)，通过车头安装的毫米波雷达(Millimeter Wave Radar)的CAN报文反馈获取前车距离s。人机混驾控制模块20可以通过驾驶输入单元21来获取操作员指令。人机混驾控制模块20中的驾驶输入单元21可以从服务器上下载操作员指令的数据包，对数据包按编码协议进行解析后，能够从中获取当前操作员通过驾驶模拟套件202发送的操作员指令中的方向盘转角θ0(转向角区分正负，左转为正，右转为负)、油门踏板百分比A0、制动踏板百分比B0、挡位T0、控制模式M0。
人机混驾控制模块20中的驾驶决策单元23可通过车辆反馈单元22和驾驶输入单元21分别获取车辆反馈的车辆实际的状态参数和操作员指令。从而，车辆可以根据车辆实际的状态参数对相应的操作员指令进行修正生成车辆应执行的指令。将应执行的指令发送到驾驶输出单元21，再由线控执行器103驱动车辆进行执行相应动作，以避免根据操作员指令来驾驶车辆，使得车辆的行驶参数超出行驶参数的预设条件。
在一些实施例中，车辆的行驶参数包括车辆的实际车速，对应的行驶参数的预设条件可以是实际车速的许用速度，以避免由视频延时导致的车速过快发生失控或倾覆。在一些实施例中，车辆的行驶参数包括车辆的实际转向角，对应的行驶参数的预设条件可以是实际转向角的许用转向角，以避免由视频延时导致的车辆转向发生倾覆。在一些实施例中，车辆的行驶参数包括车辆的停车位置，对应的行驶参数的预设条件可以是停车位置的预定位置，以避免由视频延时导致的停车超过指定的预定位置。
操作员指令包括控制模式M0，控制模式M0可以是操作员通过视频根据车辆所处的车辆场景而确定的。本发明依据远程驾驶车辆行驶过程中的不同车辆场景，在人工操作员指令的基础上，提出了量化的指令修正方法。可以通过操作员指令中的控制模式M0来表示车辆行驶过程中的不同车辆场景。当车辆处于正常行驶的车辆场景时，例如车辆在预定的车速范围(如大于5km/h)内行驶、或者是车辆前方无障碍等车辆场景下行驶时，操作员可以将控制模式M0确定为1，此时控制模式M0处于第一控制模式，以指示车辆为正常行驶。当车辆处于车辆前方拥堵的车辆场景时，此时前方车辆距离近、车辆可行驶距离较小，操作员可以在此场景下将控制模式M0确定为2，此时控制模式M0处于第二控制模式。当车辆处于需要在预定位置停车的车辆场景时，操作员可以将控制模式M0确定为3，此时控制模式M0处于第三控制模式。
在车辆为牵引车的实施例中，根据牵引车作业场景需求，控制模式M0具有如下式1所示的可能取值1、2、3：
Figure BDA0002640180090000081
牵引车使用的工况一般是驾驶到某一作业区域，然后在某一作业区域内开始排队，到达指定作业点，到达指定作业点后需要精准停车在作业点±10cm的范围内，等待吊车装/卸货物，装/卸完毕后再开走。所以根据牵引车的作业任务，控制模式M0的三种取值分别对应到达作业区域前、在作业区域内排队行驶、精准停靠在作业点。排队蠕行时的车速一般小于5km/h，精准停车时的车速一般小于2km/h，其余车速为正常行驶。应理解，在车辆为牵引车的该实施例中，M0＝2时的排队蠕行场景即对应于上述第二控制模式；M0＝3时的精准停车场景即对应于上述第二控制模式。
根据车辆所处的三种不同车辆场景，步骤S3可以通过以下步骤S31-S34来修正操作员指令并得到车辆应执行的指令。
(1)步骤S31
当操作员根据观测的视频确定控制模式M0为第一控制模式时，发出的操作员指令中操作员意图执行的控制模式M0＝1，此时车辆处于正常行驶的车辆场景，人机混驾控制模块20决策输出的应执行控制模式M1＝M0，应执行挡位T1＝T0。此时，人机混驾控制模块20主要以操作员指令为决策依据，将实际车速与许用速度进行比较，根据比较结果，仅在车速超出一定范围时对操作员指令中的油门踏板百分比和制动踏板百分比进行修正，生成车辆应执行的油门踏板百分比和车辆应执行的制动踏板百分比。在该实施例中，车辆的行驶参数包括车辆的实际车速，对应的行驶参数的预设条件可以是实际车速的许用速度，以使得车辆的实际车速不超过许用速度，避免车辆发生失控等事故。此外，还可以将实际转向角与许用转向角进行比较，根据比较结果，仅在实际转向角超出一定范围时对操作员指令中的方向盘转角进行修正，生成车辆应执行的方向盘转角。因此在该实施例中，车辆的行驶参数还可以包括车辆的实际转向角，对应的行驶参数的预设条件可以是实际转向角的许用转向角，以使得车辆不超过许用转向角，避免车辆发生倾覆事故。
在车辆为牵引车的实施例中，步骤S31可以具体包括步骤S311-S314。
步骤S311，按下式计算车辆的许用速度Vm：
Figure BDA0002640180090000091
其中，m为牵引车的挂车载重，ψ为挂车角度，ma为挂车允许的最大载重量，VD为挂车轮胎速度等级所对应的最高车速，这些均为车辆装配制造时已经确定的值。
步骤S312，以车辆发动机管理系统CAN报文反馈的实际车速V和许用速度Vm进行比较，根据比较结果按下式3、式4分别对当前车辆应执行的油门踏板百分比A1、制动踏板百分比B1进行计算，确保车辆行驶的实际车速不超过许用速度。
Figure BDA0002640180090000101
Figure BDA0002640180090000102
应理解，式3的设计思路是当实际车速与许用速度距离很近时，应对车速的增长率进行限制，通过数学变换使应执行的油门踏板百分比增长速度低于操作员意图油门踏板百分比的增长速度。式3中第二行和第三行的两个公式是通过拟合计算得到的，拟合原理是根据车辆油门踏板开度和车速的实际标定数据，设定对应车速下期望的油门踏板百分比，然后进行样条曲线拟合并进行平滑处理所得。式4的拟合原理与式3类似。式3和式4这两个公式可以适用于经过实验标定的任何特定车辆。
步骤S313，按式5计算车辆的许用转向角θm。应理解，式5是通用公式，是带挂车的车辆转弯时不倾覆的计算公式。
Figure BDA0002640180090000103
其中，μ为路面附着系数，g为重力加速度，τ为车辆转向比，k1为挂车前轮侧偏刚度，k2为挂车后轮侧偏刚度，L为挂车轴距，m为牵引车的挂车载重，V为实际车速，a为挂车质心到前轴距离，b为挂车质心到后轴距离，ψ为挂车角度，均为车辆装配制造时已经确定的值。对于路面附着系数μ，一般沥青或水泥路面取值为0.75，渣土路面取值为0.58，其他路面依据场地具体的使用条件测定。
步骤S314，将通过车辆电子助力转向系统CAN报文反馈获取实际转向角θ的绝对值与许用转向角θm进行比较，根据比较结果按式6对当前车辆应执行的方向盘转角θ1进行计算，确保车辆不会因转向而产生倾覆风险。
Figure BDA0002640180090000104
应理解，因为电子助力转向系统在执行转向请求时存在误差，可能出现实际执行的转向角大于请求转向角的可能。因此当请求转向角较为接近车辆倾覆的临界转向角时，就需要调低请求转向角，避免因电子助力转向系统的执行误差而导致实际执行的转向角过于接近或大于车辆倾覆的临界转向角，使车辆倾覆或趋于倾覆。因此，式6中具体参数的值设计可以来源于对电子助力转向系统执行误差的统计。式6可以适用于经过实验标定的任何特定车辆。
(2)步骤S32
当操作员在视频中观测到的是车辆前方拥堵的车辆场景时，操作员根据这样的车辆场景确定控制模式M0为第二控制模式，发出的操作员指令中操作员意图执行的控制模式M0＝2，车辆进入狭窄拥堵区域，需要排队蠕行向前行驶时，人机混驾控制模块20决策输出的应执行控制模式M1＝M0，应执行挡位T1＝T0。此时，由于车辆需要反复执行启动—停止的重复性机械动作，等待时间长，易造成操作员疲劳，从而发生安全风险。同时每次行驶的距离短，可行驶区域较小，容易因视频延时而造成碰撞事故。考虑动作的简单重复性，当M0＝2时可以不再对操作员指令中的油门踏板百分比A0做出响应，而使用距离探测装置探测前方车辆距离。在该实施例中，车辆的行驶参数包括车辆与前方车辆之间的距离，并且行驶参数的预设条件包括不大于车辆与前方车辆距离的距离阈值。并以距离阈值为预设条件触发车辆启动或停止，根据距离生成车辆应执行的油门踏板百分比和车辆应执行的制动踏板百分比，以使得车辆的行驶距离小于与前方车辆之间的距离。
在车辆为牵引车的实施例中，步骤S32可以具体包括步骤S321-S323。
步骤S321，获取车辆与前方车辆之间的距离，可以通过车头安装的毫米波雷达探测来获取距离。
步骤S322，根据距离阈值s和操作员指令中的制动踏板百分比B0，按照下式7、式8分别计算车辆应执行的油门踏板百分比A1和制动踏板百分比B1。
Figure BDA0002640180090000111
Figure BDA0002640180090000112
应理解，距离阈值s为不大于车辆与前车距离的值。还应理解，式7和式8是通过实车标定制动踏板力和车辆减速度之间的关系而得到的。式7和式8可以适用于经过实验标定的任何特定车辆。还应理解，式8中对计算出的踏板百分比和100％求最小值，再与操作员意图执行的制动踏板百分比求最大值的计算思路是可以通用的。
步骤S323，根据操作员指令中的方向盘转角θ0并在按步骤S313-S314所描述的方法进行修正后，计算车辆应执行的方向盘转角θ1。具体步骤此处不再赘述。
(3)步骤S33
当操作员根据视频中观测到的是车辆需要在预定位置停车的车辆场景时，操作员根据这样的车辆场景确定控制模式M0为第三控制模式，发出的操作员意图执行的控制模式M0＝3。此时车辆需要在预定位置停车，在该实施例中，车辆的行驶参数可以包括车辆的停车位置，预设条件可以包括停车位置的预定位置。
此时，由于车辆需要精准执行停车动作，而视频延时的存在可能使操作员发出停车指令时车辆实际位置已经与操作员观测到的位置发生了较大偏差，因此最后车辆的停车位置可能与操作员预期不符。考虑车辆仅需要在纵向方向上做位置调整以实现精准停车，此时人机混驾控制模块20可以仅对操作员指令中的油门踏板百分比A0进行响应，当接收到不为0的油门踏板百分比A0之后，以车辆起步的最小油门踏板百分比作为车辆应执行的油门踏板百分比。然后，控制车辆向前前进预定距离(例如5cm)即停车，具体的，监控实际的状态参数中的车轮转角变化，当车轮转角变化达到预定值时，将车辆应执行的油门踏板百分比置为0；利用计算的车辆应执行的制动踏板百分比来使车辆停止，使车辆停止保持一预定时间。
在车辆为牵引车的实施例中，当操作员意图执行的控制模式M0＝3，车辆进入作业区域，需要以分米级精度准确停于装载设备指定位置时，人机混驾控制模块20决策输出的应执行控制模式M1＝M0，应执行挡位T1＝T0。此控制模式下，在作业区域前一段距离，操作员调整好车辆姿态后，进入精准停车控制模式，考虑车辆仅在纵向方向上做位置调整以实现精准停车，可以以点动步进方式控制车辆向前行驶。此时人机混驾控制模块20可以仅对操作员指令中的油门踏板百分比A0进行响应，当接收到不为0的A0指令后向前前进例如5厘米即停车，然后等待下一次指令。从而能够避免因操作员控制驾驶模拟套件上的油门踏板操作不佳或视频有延时而造成前进过多，超出预定位置。在这样的实施例中，步骤S33具体包括以下步骤S331-S334。
步骤S331，计算油门踏板指令使车辆加速。进入精准停车模式后，当人机混驾控制模块20收到的操作员指令中A0不为0时，按下式9确定的能使车辆起步的最小油门踏板百分比作为应执行的油门踏板百分比A1输出，此时B1＝0，同时令车轮转角
Figure BDA0002640180090000131
值的改变量
Figure BDA0002640180090000132
Figure BDA0002640180090000133
其中，μ为路面附着系数，λ为当前道路的坡度，m为牵引车的挂车载重，g为重力加速度，ma为挂车允许的最大载重量，am1为牵引车行驶所能达到的最大加速度值。式9可以是计算车辆起步的最小油门踏板百分比的通用公式。
步骤S332，监控车轮转角变化，当车轮转角到达一定值时切断油门。当车轮转角值的改变量达到式10中
Figure BDA0002640180090000134
值时，将A1置为0。
Figure BDA0002640180090000135
r为车轮半径，am2为牵引车行驶所能达到的最大减速度值。应理解，式10为步进0.05m(即，5cm)要求下的通用公式，如果需要步进xm，则将式10中的0.05替换为x即可。在x不大于0.3的情况下式10均可适用。x大于0.3时可能不适用，因为此时车轮滚动量超出10％以上，不再可视作质点摩擦运动。
步骤S333，计算制动踏板指令使车辆减速。按式11对B1值进行计算，作为应执行的制动踏板百分比B1输出，直到反馈的实际车速V降为0。
Figure BDA0002640180090000136
步骤S334，停车后进入等待期。在实际车速降为0之后，人机混驾控制模块20即进入例如5秒(预定时间)的等待期，所有输出量均置为0。待5秒等待期过后，返回步骤S331，进入下一循环，直至操作员从视频中观测到车辆已准确停于预定位置为止，即，车辆的停车位置达到预定位置，结束该控制模式。
应理解，本文中提供的上述各个公式并不是限制性的，可以对各个公式或公式中的参数进行任何适当的配置。
(4)步骤S34
人机混驾控制模块20向线控执行器103发送动作指令。具体实现方法如下：人机混驾控制模块20中的驾驶输出单元21从驾驶决策单元23获取应执行动作的计算结果，并根据此结果将应执行的动作指令编码为CAN报文，送入线控执行器103。线控执行器103接收到CAN报文后从中解析出应执行的指令，驱动车辆完成相应动作，实现人机混驾的远程驾驶。
综上，本发明提出了一种远程驾驶车辆的方法，更具体的提供了一种用于远程驾驶牵引车的人机混驾控制方法，本发明依据远程驾驶牵引车行驶过程中的不同场景，在人工操作员意图指令的基础上，提出了量化的指令修正方法，对人工操作员指令进行取舍、修改，以人工操作和机器控制相混合实现车辆的远程驾驶。可以达到既增强远程驾驶安全性，又提高远程驾驶作业效率的效果。能够避免传统远程驾驶控制方法受视频延时影响大，操作员精准控制难，行驶安全难以保证等问题，使远程驾驶既能在一般行驶中具备人工操作员场景应对能力强的特点，又能在特定场景的行驶中具备机器控制精细、准确的特点，兼容并蓄，提高了远程驾驶的使用性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种远程驾驶车辆的方法，其特征在于，包括：
获取车辆场景的视频，并将获取的所述视频发送给远程车辆操作员，其中，所述远程车辆操作员观测到的所述视频与观测时实际的车辆场景之间存在由视频延时导致的差异；
所述远程车辆操作员根据观测到的所述视频向所述车辆发送操作员指令；
所述车辆在接收到所述操作员指令之后，根据车辆实际的状态参数对相应的所述操作员指令进行修正生成车辆应执行的指令，以避免根据所述操作员指令来驾驶所述车辆，使得所述车辆的行驶参数超出所述行驶参数的预设条件。
2.根据权利要求1所述的远程驾驶车辆的方法，其特征在于，
所述操作员指令包括控制模式，其中，第一控制模式表示所述车辆处于正常行驶的车辆场景，当所述远程车辆操作员根据所述视频确定所述控制模式为所述第一控制模式时，所述行驶参数包括所述车辆的实际车速，所述行驶参数的所述预设条件包括许用速度；
对所述操作员指令进行修正，包括：
将所述实际的状态参数中的实际车速与所述许用速度进行比较；
根据比较结果，对所述操作员指令中的油门踏板百分比和制动踏板百分比进行修正生成车辆应执行的油门踏板百分比和车辆应执行的制动踏板百分比，以使得所述车辆的实际车速不超过所述许用速度。
3.根据权利要求2所述的远程驾驶车辆的方法，其特征在于，
所述车辆为牵引车，根据下式计算所述许用速度Vm：
Figure FDA0002640180080000011
其中，m为所述牵引车的挂车载重，ψ为挂车角度，ma为挂车允许的最大载重量，VD为挂车轮胎速度等级所对应的最高车速；
根据下式计算所述车辆应执行的油门踏板百分比A1：
Figure FDA0002640180080000021
其中，V为所述实际车速，A0为所述操作员指令中的油门踏板百分比；
根据下式计算所述车辆应执行的制动踏板百分比B1：
Figure FDA0002640180080000022
其中，B0为所述操作员指令中的制动踏板百分比。
4.根据权利要求1所述的远程驾驶车辆的方法，其特征在于，
所述操作员指令包括控制模式，当所述远程车辆操作员根据所述视频中车辆前方拥堵的车辆场景确定所述控制模式为第二控制模式时，
对所述操作员指令进行修正，包括：
获取所述车辆与前方车辆之间的距离，所述行驶参数包括所述距离，所述行驶参数的所述预设条件包括不大于所述距离的距离阈值；
根据所述距离阈值生成车辆应执行的油门踏板百分比和车辆应执行的制动踏板百分比，以使得所述车辆的行驶距离小于与所述前方车辆之间的所述距离。
5.根据权利要求4所述的远程驾驶车辆的方法，其特征在于，根据所述距离阈值通过下式计算所述车辆应执行的油门踏板百分比A1和所述车辆应执行的制动踏板百分比B1：
Figure FDA0002640180080000023
Figure FDA0002640180080000024
其中，s为所述距离阈值。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的远程驾驶车辆的方法，其特征在于，所述行驶参数包括所述车辆的实际转向角，所述行驶参数的所述预设条件包括许用转向角；
对所述操作员指令进行修正，还包括：
将所述实际的状态参数中的实际转向角与所述许用转向角进行比较，
当所述实际转向角大于所述许用转向角时，对所述操作员指令中的方向盘转角进行修正生成车辆应执行的方向盘转角，以使得所述车辆的实际转向角不超过所述许用转向角。
7.根据权利要求6所述的远程驾驶车辆的方法，其特征在于，
所述车辆为牵引车，根据下式计算所述许用转向角θm：
Figure FDA0002640180080000031
其中，μ为路面附着系数，g为重力加速度，τ为车辆转向比，k1为挂车前轮侧偏刚度，k2为挂车后轮侧偏刚度，L为挂车轴距，m为所述牵引车的挂车载重，V为实际车速，a为挂车质心到前轴距离，b为挂车质心到后轴距离，ψ为挂车角度；
根据下式计算所述车辆应执行的方向盘转角θ1：
Figure FDA0002640180080000032
其中，θ0为所述操作员指令中的方向盘转角。
8.根据权利要求1所述的远程驾驶车辆的方法，其特征在于，
所述操作员指令包括控制模式，当所述远程车辆操作员根据所述视频中需要在预定位置停车的车辆场景确定所述控制模式为第三控制模式时，所述行驶参数包括所述车辆的停车位置，所述预设条件包括所述停车位置的所述预定位置；
对所述操作员指令进行修正，包括：
当所述操作员指令中的油门踏板百分比不为0时，以车辆起步的最小油门踏板百分比作为车辆应执行的油门踏板百分比；
监控所述实际的状态参数中的车轮转角变化，当所述车轮转角变化达到预定值时，将车辆应执行的油门踏板百分比置为0；
利用计算的车辆应执行的制动踏板百分来使所述车辆停止，并在预定时间内保持车辆停止；
重复执行以上步骤直到所述车辆的所述停车位置达到所述预定位置。
9.根据权利要求8所述的远程驾驶车辆的方法，其特征在于，所述车辆为牵引车，
根据下式计算所述车辆应执行的油门踏板百分比A1：
Figure FDA0002640180080000041
其中，μ为路面附着系数，λ为当前道路的坡度，m为所述牵引车的挂车载重，g为重力加速度，ma为挂车允许的最大载重量，am1为所述牵引车行驶所能达到的最大加速度值；
根据下式计算所述车轮转角变化的所述预定值
Figure FDA0002640180080000042
Figure FDA0002640180080000043
其中，r为车轮半径，am2为所述牵引车行驶所能达到的最大减速度值；
根据下式计算所述车辆应执行的制动踏板百分B1：
Figure FDA0002640180080000044
10.一种远程驾驶系统，其特征在于，使用权利要求1-9任一项所述的远程驾驶车辆的方法来驾驶车辆；
所述远程驾驶系统包括远程驾驶操作台以及设置于车辆中的视频采集器件、车载处理终端和线控执行器，所述远程驾驶操作台包括信息显示设备、驾驶模拟套件和与所述车载处理终端远程通信连接的远程处理终端；
其中，所述视频采集器件用于获取车辆场景的视频，所述车载处理终端用于将获取的所述视频通过所述远程处理终端发送到信息显示设备，所述信息显示设备显示的所述视频与观测时实际的车辆场景之间存在由视频延时导致的差异；
所述远程车辆操作员根据观测到的所述视频通过所述驾驶模拟套件发出操作员指令，所述操作员指令经由所述远程处理终端发送到所述车载处理终端；
所述车载处理终端根据车辆实际的状态参数对相应的所述操作员指令进行修正生成车辆应执行的指令，所述线控执行器根据所述车辆应执行的指令执行相应动作，以避免根据所述操作员指令来驾驶所述车辆使得所述车辆的行驶参数超出所述行驶参数的预设条件。
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