CN112298197B - 车辆及车辆控制方法 - Google Patents

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02—Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures

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Abstract

本发明提出一种车辆及车辆控制方法。车辆包括：运算系统；车辆控制模块，耦接到运算系统；以及定位模块，耦接到运算系统及车辆控制模块。车辆控制模块从运算系统接收安全停驶轨迹及融合坐标。当车辆控制模块判断运算系统发生异常时，车辆控制模块从定位模块接收定位坐标，并计算对应定位坐标及融合坐标的偏移值。车辆控制模块根据偏移值及安全停驶轨迹传送车辆控制命令到车辆。

Description

车辆及车辆控制方法
技术领域
本发明涉及一种车辆及车辆控制方法，尤其涉及一种当车辆系统异常时能使车辆安全停驶的车辆及车辆控制方法。
背景技术
目前大多数的自驾车会在系统失效时就立即刹车。然而，若只控制刹车而忽略方向盘的控制，会产生严重的安全问题。举例来说，当车辆在弯道上时，若在车辆完全刹停前没有持续对车辆的横向运动维持有效控制，车辆可能会跑到其他车道而造成交通事故。因此，如何在车辆系统异常时使车辆安全停驶是本领域技术人员应致力的目标。
发明内容
本发明提供一种车辆及车辆控制方法，能在车辆系统异常时使车辆安全停驶。
本发明的提出一种车辆，包括：运算系统；车辆控制模块，耦接到运算系统；以及定位模块，耦接到运算系统及车辆控制模块。车辆控制模块从运算系统接收安全停驶轨迹及融合坐标。当车辆控制模块判断运算系统发生异常时，车辆控制模块从定位模块接收定位坐标，并计算对应定位坐标及融合坐标的偏移值。车辆控制模块根据偏移值及安全停驶轨迹传送车辆控制命令到车辆。
本发明提出一种车辆控制方法，适用于车辆。车辆包括运算系统、车辆控制模块耦接到运算系统及定位模块耦接到运算系统及车辆控制模块。车辆控制方法包括：车辆控制模块从运算系统接收安全停驶轨迹及融合坐标；当车辆控制模块判断运算系统发生异常时，车辆控制模块从定位模块接收定位坐标，并计算对应定位坐标及融合坐标的偏移值；以及车辆控制模块根据偏移值及安全停驶轨迹传送车辆控制命令到车辆。
基于上述，本发明的车辆及车辆控制方法的车辆控制模块会在运算系统正常运作时接收安全停驶轨迹及融合坐标，并当运算系统发生异常时直接从定位模块接收定位坐标并计算对应定位坐标及融合坐标的偏移值。车辆控制模块再根据偏移值及安全停驶轨迹传送车辆控制命令到车辆来使车辆安全停驶。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的车辆的方块图。
图2为根据本发明一实施例的安全停驶轨迹的示意图。
图3为根据本发明另一实施例的安全停驶轨迹的示意图。
图4为根据本发明一实施例的车辆控制方法的流程图。
附图标号说明：
100：车辆
110：运算系统
120：车辆控制模块
130：定位模块
140：总线
210：正常行驶轨迹
220：安全停驶轨迹
S401～S403：
具体实施方式
图1为根据本发明一实施例的车辆的方块图。
请参照图1，本发明一实施例的车辆100包括运算系统110、车辆控制模块120及定位模块130。车辆控制模块120耦接到运算系统110。定位模块130耦接到运算系统110及车辆控制模块120。运算系统110及定位模块130可通过总线140与车辆控制模块120进行沟通。运算系统110例如是Linux台式电脑系统或其他具有较大运算能力的硬件和/或软件系统，用以执行路线规划等功能。车辆控制模块120例如是车辆安全完整性等级D(AutomotiveSafety Integrity Level D，ASIL D)硬件和/或软件或其他类似元件。定位模块130可包括全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、即时动态定位技术(Real-TimeKinematic，RTK)传感器、惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)传感器等元件并可输出定位坐标。总线140例如是控制器区域网络(Controller Area Network，CAN)总线或其他类似元件。运算系统110的运算能力大于车辆控制模块120的运算能力。然而，车辆控制模块120的可靠度大于运算系统110的可靠度。
当车辆100正常行驶时，运算系统110会同时传送正常行驶轨迹及安全停驶轨迹到车辆控制模块120以控制车辆100移动。正常行驶轨迹及安全停驶轨迹各包括多个坐标点及对应每个坐标点的目标速度和/或目标加速度和/或目标减速度及目标车速。车辆控制模块120在检测运算系统110正常时会根据正常行驶轨迹控制车辆100移动。车辆控制模块120在检测运算系统110异常时会根据安全停驶轨迹控制车辆100移动。运算系统110异常例如是系统死当、信息逾时、延迟过大、传送重复数据等异常状况。以图2为例，当运算系统110正常时车辆100会沿着正常行驶轨迹210在车道内行驶，而当运算系统110异常时车辆100会沿着安全停驶轨迹220行驶到外侧车道并刹停。以图3为例，当运算系统110正常时车辆100会沿着正常行驶轨迹210在弯道内行驶，而当运算系统110异常时，由于弯道外侧有其他车辆，因此车辆100会沿着安全停驶轨迹220刹停在原本车道上。
由于定位模块130输出的定位坐标(例如，GPS坐标点)可能有误差(例如，数米的误差)，因此运算系统110在接收到定位模块130输出的定位坐标之后可通过运算系统110中的地区化融合模块(localization fusion module)根据定位坐标及行车图像等行车数据来获得更精确的车辆坐标(或称为融合坐标)，并利用融合坐标进行行车路线的规划。
在一实施例中，车辆控制模块120从运算系统110接收安全停驶轨迹及融合坐标。当车辆控制模块120判断运算系统110发生异常时，车辆控制模块120从定位模块130接收定位坐标，并计算对应定位坐标及融合坐标的偏移值(offset)。车辆控制模块120根据偏移值及安全停驶轨迹传送车辆控制命令到车辆100。车辆控制命令可包括方向盘转动命令、油门命令、刹车命令等。
具体来说，偏移值可代表运算系统110发生异常之前，车辆控制模块120接收到的最后一笔融合坐标数据与同时间从定位模块130接收到的定位坐标的误差值。在运算系统110发生异常且地区化融合模块也故障的状况下，车辆控制模块120还是可以通过偏移值来校正从定位模块130陆续接收的定位坐标，并根据校正后的定位坐标及安全停驶轨迹控制车辆100安全停止。
从运算系统110发生异常到车辆100安全停止之前，包括了车辆控制模块120对车辆100的纵向控制(即，速度控制)及横向控制(即，方向盘控制)。
在一实施例中，车辆控制模块120根据定位坐标及偏移值计算校正坐标，获得安全停驶轨迹的坐标点中最接近校正坐标的坐标点的目标减速度及目标车速，并根据目标减速度及目标车速传送车辆控制命令到车辆100。如此车辆100可依照先前规划的减速度刹停。
在一实施例中，车辆控制模块120根据定位坐标、偏移值及安全停驶轨迹判断横向距离误差，并根据横向距离误差及多个定位坐标传送方向盘角度命令到车辆100。具体来说，车辆控制模块120可根据校正坐标及安全停驶轨迹判断横向距离误差，并从连续的定位坐标资讯获得车辆行驶方向(heading)。因此，车辆控制模块120可根据横向距离误差及车辆行驶方向计算方向盘角度命令，以将车辆100维持在安全停驶轨迹上而不偏移出去。
图4为根据本发明一实施例的车辆控制方法的流程图。
请参照图4，在步骤S401中，车辆控制模块从运算系统接收安全停驶轨迹及融合坐标。
在步骤S402中，当车辆控制模块判断运算系统发生异常时，车辆控制模块从定位模块接收定位坐标，并计算对应定位坐标及融合坐标的偏移值。
在步骤S403中，车辆控制模块根据偏移值及安全停驶轨迹传送车辆控制命令到车辆。
综上所述，本发明的车辆及车辆控制方法的车辆控制模块会在运算系统正常运作时接收安全停驶轨迹及融合坐标，并当运算系统发生异常时直接从定位模块接收定位坐标并计算对应定位坐标及融合坐标的偏移值。车辆控制模块再根据偏移值及安全停驶轨迹传送车辆控制命令到车辆来使车辆安全停驶。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (12)

1.一种车辆，其特征在于，包括：
运算系统；
车辆控制模块，耦接到所述运算系统；以及
定位模块，耦接到所述运算系统及所述车辆控制模块，其中，
所述运算系统根据所述定位模块输出的定位坐标及行车数据来获得融合坐标，
所述车辆控制模块从所述运算系统接收安全停驶轨迹及所述融合坐标，并从所述定位模块接收定位坐标，
当所述车辆控制模块判断所述运算系统发生异常时，所述车辆控制模块根据所述运算系统发生异常前从所述运算系统接收的最后一笔融合坐标及同时间从所述定位模块接收的最后一笔定位坐标计算偏移值，并根据所述运算系统发生异常后的所述定位坐标及所述偏移值计算校正坐标，以及根据所述校正坐标及所述安全停驶轨迹传送车辆控制命令到所述车辆。
2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，其中所述运算系统至少根据全球定位系统坐标及图像来获得所述融合坐标。
3.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，其中所述安全停驶轨迹包括多个坐标点及对应每个所述多个坐标点的目标减速度及目标车速。
4.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，其中所述车辆控制模块获得所述多个坐标点中最接近所述校正坐标的坐标点的所述目标减速度及所述目标车速，并根据所述目标减速度及所述目标车速传送所述车辆控制命令到所述车辆。
5.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，其中所述车辆控制模块根据所述定位坐标、所述偏移值及所述安全停驶轨迹判断横向距离误差，并根据所述横向距离误差及多个所述定位坐标传送方向盘角度命令到所述车辆。
6.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，其中所述运算系统的运算能力大于所述车辆控制模块的运算能力。
7.一种车辆控制方法，其特征在于，适用于车辆，所述车辆包括运算系统、车辆控制模块耦接到所述运算系统及定位模块耦接到所述运算系统及所述车辆控制模块，所述车辆控制方法包括：
所述运算系统根据所述定位模块输出的定位坐标及行车数据来获得融合坐标，
所述车辆控制模块从所述运算系统接收安全停驶轨迹及所述融合坐标；
所述车辆控制模块从所述定位模块接收定位坐标；以及
当所述车辆控制模块判断所述运算系统发生异常时，所述车辆控制模块根据所述运算系统发生异常前从所述运算系统接收的最后一笔融合坐标及同时间从所述定位模块接收的最后一笔定位坐标计算偏移值，并根据所述运算系统发生异常后的所述定位坐标及所述偏移值计算校正坐标，以及根据所述校正坐标及所述安全停驶轨迹传送车辆控制命令到所述车辆。
8.根据权利要求7所述的车辆控制方法，其特征在于，其中所述运算系统至少根据全球定位系统坐标及图像来获得所述融合坐标。
9.根据权利要求7所述的车辆控制方法，其特征在于，其中所述安全停驶轨迹包括多个坐标点及对应每个所述多个坐标点的目标减速度及目标车速。
10.根据权利要求9所述的车辆控制方法，其特征在于，其中所述车辆控制模块获得所述多个坐标点中最接近所述校正坐标的坐标点的所述目标减速度及所述目标车速，并根据所述目标减速度及所述目标车速传送所述车辆控制命令到所述车辆。
11.根据权利要求7所述的车辆控制方法，其特征在于，其中所述车辆控制模块根据所述定位坐标、所述偏移值及所述安全停驶轨迹判断横向距离误差，并根据所述横向距离误差及多个所述定位坐标传送方向盘角度命令到所述车辆。
12.根据权利要求7所述的车辆控制方法，其特征在于，其中所述运算系统的运算能力大于所述车辆控制模块的运算能力。
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