CN112362050A - 一种基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法、系统及存储介质，用于车辆端的基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法，包括：获取车辆运动的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量；对三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量进行数据处理，得到车辆运动姿态数据；将车辆运动姿态数据发送至模拟端，用于模拟端根据车辆运动姿态数据在界面上模拟出车辆运动姿态；和/或，用于模拟端根据车辆运动姿态数据控制模拟驾驶座椅的姿态。通过获取车辆端加速度数据计算分析得到实时的车辆运动姿态数据，传送至模拟端，在模拟端模拟出车辆运动姿态，并控制模拟座椅模拟与车辆相同的运动姿态，提升模拟端驾驶员的驾驶体验，提高驾驶员对车辆实际运行的判断。
Description
技术领域
本发明属于远程驾驶技术领域，具体涉及一种基于远程驾驶的车辆运动 姿态表示方法、系统及存储介质。
背景技术
自动驾驶是通过车辆配制的摄像头、高精度定位装置等传感器获取车辆 行驶环境、位置信息，车辆控制器依据车辆行驶环境通过内置的驾驶模型使 车辆在没有人操控的条件下按照驾驶模型自动行驶，对于高危区域、驾驶不 便的情况，自动驾驶可更方便的完成驾驶操作，提高安全性。自动驾驶对于 简单驾驶环境是安全的，但对于矿山、港口等路面情况复杂的区域，车辆往 往无法实现自动驾驶的控制能力，因此需要远程驾驶对车辆进行辅助控制。 远程驾驶是通过车辆端获取车辆行驶环境数据、车辆驾驶行为数据并通过无线通讯传输到模拟端，模拟端操控人员根据车辆端驾驶环境远程控制车辆行 驶。
远程驾驶的模拟端通常设有显示车辆端驾驶环境的界面和远程驾驶操控 人员乘坐的座椅，而为提高远程驾驶人员的驾驶体验，可将远程驾驶的座椅 设置为随车辆端实际驾驶行为而运动。中国专利文献CN110716481A公开了 一种基于5g网络的随车起重机远程控制系统，在车辆端设置振动传感器，将 施工现场环境中的车辆振动情况通过网络传输模块传输至驾驶舱中的振动座 椅，由振动座椅模拟车辆的振动情况。但该技术及目前的大部分远程驾驶技 术中都是仅采用静态或小幅振动、升降来模拟车端驾驶姿态，并且采用传统的传送带电机进行驱动，会造成传动不及时，模拟感不真实以及不能准确模 拟等问题，不能给予驾驶员足够的道路交通信息的反馈，会影响驾驶员的决 策，最终影响到整个远程驾驶的系统安全。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方 法、系统及存储介质，通过获取车辆端的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁 向量融合计算分析得到实时的车辆运动姿态数据，传送至模拟端，利用车辆 运动姿态数据，在模拟端显示车辆运动姿态，并在模拟端的模拟驾驶座椅上 模拟出与车辆相同的运动姿态，提升模拟端驾驶员的驾驶体验，提高驾驶员 对车辆实际运行的判断。
为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种基于远程驾驶的车辆运 动姿态表示方法，用于车辆端，包括以下步骤：
A1.获取车辆运动的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量；
A2.对所述三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量进行数据处理，得到 车辆运动姿态数据；
A3.将所述车辆运动姿态数据发送至模拟端，用于模拟端根据所述车辆 运动姿态数据在界面上模拟出车辆运动姿态；和/或，用于模拟端根据所述车 辆运动姿态数据控制模拟驾驶座椅的姿态。
优选地，步骤A2中采用惯性导航算法进行数据处理，得到车辆的运动 姿态数据，步骤A2具体包括：
A201.对所述三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量的数据进行校准；
A202.根据校准后的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量，计算载体 坐标系至导航坐标系的坐标转换矩阵；
A203.对根据三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量获得的坐标转换矩 阵进行数据融合，并根据融合后的载体坐标系至导航坐标系的坐标转换矩阵 计算获得车辆的航向角、俯仰角、滚动角。
优选地，步骤A203中采用方向余弦法根据坐标转换矩阵计算获得车辆 的航向角、俯仰角、滚动角。
优选地，步骤A203中采用互补滤波法对根据三轴加速度、三轴角速度、 三轴磁向量获得的坐标转换矩阵进行数据融合。
优选地，步骤A3中通过无线数据传输的方式将所述车辆运动姿态数据 发送至模拟端。
进一步优选地，无线通信方式可以是wifi、4G、5G。
优选地，步骤A201中，对所述三轴加速度的数据进行校准包括以下步 骤：将三轴加速度计水平放置，读取一段时间的三轴加速度数据，将获得的 三轴加速度数据用统计均值的方法求出偏移量，进行校准。
优选地，步骤A201中，对所述三轴角速度的数据进行校准包括以下步 骤：将三轴陀螺仪静止放置，读取一段时间的三轴角速度数据，将获得的三 轴角速度数据用统计均值的方法求出偏移量，进行校准。
优选地，步骤A201中，对所述三轴磁向量的数据进行校准包括以下步 骤：利用将三轴磁力计旋转360°后获得的数据进行校准。
优选地，步骤A3中，所述车辆运动姿态数据用于模拟端进行数据解析， 所述车辆运动姿态数据的解析结果用于控制模拟驾驶座椅姿态的伺服电动缸 的输出端的伸缩长度值，所述伺服电动缸包括设置于所述模拟驾驶座椅底部 左前、右前、左后、右后四个位置处的伺服电动缸。
优选地，步骤A3中，所述车辆运动姿态数据还用于模拟端进行数据存 储。对车辆运动姿态数据进行存储，如发生意外事故，后期可调取存储的车 辆运动姿态数据，进行车辆事故分析，便于进行系统调整和优化升级。
优选地，步骤A3中，所述车辆运动姿态数据还用于进行评估，并在交 互界面上显示评估结果。
本发明的另一方面提供一种基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法，用 于模拟端，包括以下步骤：
S1.接收车辆端发送的车辆运动姿态数据，所述车辆运动姿态数据由车 辆端获取的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量经数据处理得到；
S2.对所述车辆运动姿态数据进行解析；
S3.根据解析后的车辆运动姿态数据在交互界面上模拟出车辆运动姿态； 和/或，根据解析后的车辆运动姿态数据，控制模拟驾驶座椅的姿态。
优选地，在步骤S1之后，还包括：
S1a.对接收到的车辆运动姿态数据进行数据存储。
优选地，在步骤S1之后，还包括：
S1b.对接收到的车辆运动姿态数据进行评估，并在交互界面上显示评估 结果。
具体地，步骤S1b中所述对接收到的车辆运动姿态数据进行评估具体为： 若所述车辆运动姿态数据超过设定阈值则判定为车辆运行不正常；若所述车 辆运动姿态数据未超过设定阈值则判定为车辆运行正常。
优选地，步骤S3中，根据解析后的车辆运动姿态数据在交互界面上模 拟出车辆运动姿态，包括，在交互界面上模拟出车辆图形，并根据解析后的 车辆俯仰角、滚动角、航向角调整车辆图形的姿态。
优选地，步骤S3中，根据解析后的车辆运动姿态数据控制模拟驾驶座 椅的姿态包括：将解析得到的车辆的俯仰角、滚动角以及航向角通过函数作 用至模拟座椅设备外接接口上，由模拟座椅根据输入的俯仰角、滚动角以及 航向角通过调整其四轴力矩变化改变模拟座椅姿态，其中，俯仰角作为模拟 座椅的Pitch输入；滚动角作为模拟座椅的Roll输入；航向角作为模拟座椅 的Yaw输入。
本发明的再一方面提供一种基于远程驾驶的车辆运动姿态表示系统，包 括：
车辆运动数据收集模块，用于获取车辆运动的三轴加速度、三轴角速度、 三轴磁向量；
车辆运动数据处理模块，用于对所述三轴加速度、三轴角速度、三轴磁 向量进行数据处理，得到车辆运动姿态数据；
数据发送模块，用于将所述车辆运动姿态数据发送至模拟端；所述车辆 运动姿态数据用于模拟端根据所述车辆运动姿态数据在界面上模拟出车辆运 动姿态；和/或，所述车辆运动姿态数据用于模拟端根据所述车辆运动姿态数 据控制模拟驾驶座椅的姿态。
优选地，所述车辆运动数据处理模块包括：
数据校准模块，用于对所述三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量的数 据进行校准；
坐标转换模块，用于根据校准后的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向 量，计算载体坐标系至导航坐标系的坐标转换矩阵；
数据融合模块，用于对根据三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量获得 的坐标转换矩阵进行数据融合，并根据融合后的载体坐标系至导航坐标系的 坐标转换矩阵计算获得车辆的航向角、俯仰角、滚动角。
优选地，所述数据融合模块采用方向余弦法根据坐标转换矩阵计算获得 车辆的航向角、俯仰角、滚动角。
优选地，所述数据融合模块采用互补滤波法对根据三轴加速度、三轴角 速度、三轴磁向量获得的坐标转换矩阵进行数据融合。
优选地，车辆运动姿态数据(车辆的航向角、俯仰角、滚动角)用于模 拟端进行数据解析，车辆运动姿态数据的解析结果用于控制模拟驾驶座椅姿 态的伺服电动缸的输出端的伸缩长度值，所述伺服电动缸包括设置于所述模 拟驾驶座椅底部左前、右前、左后、右后四个位置处的伺服电动缸。
优选地，车辆运动姿态数据还用于模拟端进行数据存储。对车辆运动姿 态数据进行存储，如发生意外事故，后期可调取存储的车辆运动姿态数据， 进行车辆事故分析，便于进行系统调整和优化升级。
优选地，车辆运动姿态数据还用于进行评估，并在交互界面上显示评估 结果。
优选地，所述数据发送模块为无线数据传输模块。
进一步优选地，所述无线数据传输模块为wifi模块、4G模块、5G模块 中的一种或几种的组合。
本发明的再一方面提供一种基于远程驾驶的车辆运动姿态表示系统，包 括：
数据接收模块，用于接收车辆端发送的车辆运动姿态数据，所述车辆运 动姿态数据由车辆端获取的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量经数据处 理得到；
数据解析模块，用于对所述车辆运动姿态数据进行解析；
车辆运动姿态显示模块，用于根据解析后的车辆运动姿态数据在交互界 面上模拟出车辆运动姿态；具体地，用于在交互界面上模拟出车辆图形，并 根据解析后的车辆俯仰角、滚动角、航向角调整车辆图形的姿态。
模拟驾驶座椅控制模块，用于根据解析后的车辆运动姿态数据，控制模 拟驾驶座椅的姿态；具体地，用于将解析得到的车辆的俯仰角、滚动角以及 航向角通过函数作用至模拟座椅设备外接接口上，由模拟座椅根据输入的俯 仰角、滚动角以及航向角通过调整其四轴力矩变化改变模拟座椅姿态；进一 步地，模拟驾驶座椅控制模块包括俯仰角输出模块、滚动角输出模块、航向 角输出模块。其中，俯仰角输出模块与模拟座椅的Pitch输入端连接；滚动 角输出模块与模拟座椅的Roll输入端连接；航向角输出模块与模拟座椅的 Yaw输入端连接。
优选地，还包括：数据存储模块，用于对接收到的车辆运动姿态数据进 行数据存储。
优选地，还包括：
车辆运行姿态评估模块，用于对接收到的车辆运动姿态数据进行车辆运 行姿态的评估，若所述车辆运动姿态数据超过设定阈值则判定为车辆运行不 正常；若所述车辆运动姿态数据未超过设定阈值则判定为车辆运行正常；
评估结果显示模块，用于在交互界面上显示车辆运行姿态评估结果。
本发明的再一方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储 介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于远 程驾驶的车辆运动姿态表示方法的步骤。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.本发明的用于车辆端的基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法及系统， 通过获取车辆运动的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量，并依据惯性导 航算法根据获取的加速度数据对车辆的姿态角进行计算，从而获得车辆运动 姿态角，然后发送至模拟端，通过车辆运动姿态数据在模拟端人机交互界面 上模拟出车辆运动姿态，同时控制模拟驾驶座椅实时保持与车辆相同的运动 姿态，使驾驶员可以从整体感观上来识别车辆的运动状态，提升模拟器端驾 驶员的驾驶体验，提高驾驶员对车辆实际运行的判断，驾驶员可以在驾驶车 辆过程中判断当前车辆状况并做出相应的决策，确保远程控制质量下发的安 全可靠；此外，还在计算车辆运动姿态角之前对获取的三轴加速度、三轴角 速度、三轴磁向量进行校准，且采用互补滤波法对三轴加速度、三轴角速度、 三轴磁向量数据进行融合，进一步提高获取的数据的准确性、有效性，确保 远程驾驶的安全可靠；
2.本发明的用于模拟端的基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法及系统， 接收车辆端发送的车辆运动姿态数据，并根据该车辆运动姿态数据，在人机 交互界面上模拟出车辆姿态，供模拟端驾驶人员从视觉上实时感知车辆目前 的运动姿态，了解运行情况，同时根据该车辆运动姿态数据控制模拟座椅的 姿态，使模拟端模拟驾驶座椅实时保持与车辆相同的运动姿态，供模拟端驾 驶人员从体感上实时感知车辆目前的运动姿态，视觉与体感两种方式相结合， 可使驾驶员从整体感观上准确、及时的识别车辆运动状态，提升模拟器端驾 驶员的驾驶体验，提高驾驶员对车辆实际运行的判断；此外，还对接收的车 辆端发送的车辆运动姿态数据进行存储，以便于发生事故后查看并找寻事故 原因，进行系统升级；还对接收的车辆运动姿态数据进行安全性评估，并将 评估结果显示于人机交互界面上，以便于实时提醒远程驾驶人员纠正自己的 驾驶行为。
附图说明
图1是本发明实施例1的基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法的流程 示意图；
图2是本发明实施例2的基于远程驾驶的车辆运动姿态表示系统的结构 示意框图；
图3是本发明实施例3的基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法的流程 示意图；
图4是本发明实施例4的基于远程驾驶的车辆运动姿态表示系统的结构 示意框图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明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在没有做出创造性劳动前 提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法， 用于车辆端，包括以下步骤：
A1.获取车辆运动的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量；
A2.对所述三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量进行数据处理，得到 车辆运动姿态数据；
A3.将所述车辆运动姿态数据发送至模拟端，用于模拟端根据所述车辆 运动姿态数据在界面上显示车辆运动姿态和控制模拟驾驶座椅的姿态。
本实施例所述的基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法，通过获取车辆 运动的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量，并对数据进行处理，从而获 得车辆运动姿态数据，然后发送至模拟端，通过车辆运动姿态数据在模拟端 人机交互界面上模拟出车辆运动姿态，同时控制模拟驾驶座椅实时保持与车 辆相同的运动姿态，使驾驶员可以从整体感观上来识别车辆的运动状态，提 升模拟器端驾驶员的驾驶体验，提高驾驶员对车辆实际运行的判断，驾驶员 可以在驾驶车辆过程中判断当前车辆状况并做出相应的决策，确保远程控制质量下发的安全可靠。
优选地，步骤A2中采用惯性导航算法进行数据处理，得到车辆的运动 姿态数据，步骤A2具体包括：
A201.对所述三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量的数据进行校准；
A202.根据校准后的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量，计算载体 坐标系至导航坐标系的坐标转换矩阵；
A203.对根据三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量获得的坐标转换矩 阵进行数据融合，并根据融合后的载体坐标系至导航坐标系的坐标转换矩阵 计算获得车辆的航向角、俯仰角、滚动角。
其中，步骤A201中，对所述三轴加速度的数据进行校准包括以下步骤： 将三轴加速度计水平放置，读取一段时间的三轴加速度数据，将获得的三轴 加速度数据用统计均值的方法求出偏移量，进行校准。
步骤A201中，对所述三轴角速度的数据进行校准包括以下步骤：将三 轴陀螺仪静止放置，读取一段时间的三轴角速度数据，将获得的三轴角速度 数据用统计均值的方法求出偏移量，进行校准。
步骤A201中，对所述三轴磁向量的数据进行校准包括以下步骤：利用 将三轴磁力计旋转360°后获得的数据进行校准。
其中，步骤A202中，载体坐标系指测定三轴加速度、三轴角速度、三 轴磁向量的三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计所安装的车辆的各轴建 立的坐标系；导航坐标系即地理坐标系。安装在车辆端的三轴加速度计、三 轴陀螺仪、三轴磁力计测得的加速度、角加速度、磁向量是沿载体轴的分量， 将这些分量经方向余弦矩阵转换为导航坐标系中的分量，该方向余弦矩阵描 述的就是载体坐标系与导航坐标系之间的方位关系，而该方位关系体现了车 辆端的运动姿态角，根据该方向余弦矩阵即可计算出车辆端的运动姿态角， 航向角、俯仰角、滚动角。
其中，步骤A203中根据坐标转换矩阵计算获得车辆的航向角、俯仰角、 滚动角的方法可以选择方向余弦法、欧拉角法、四元数法、等效旋转矢量法； 优选地，采用方向余弦法根据坐标转换矩阵计算获得车辆的航向角、俯仰角、 滚动角。
作为一种具体的实施方式，步骤A202、A203可采用：将陀螺仪安装在 车辆的中心位置，保证车辆的坐标系与实际模拟器的坐标系相同，并按照下 式计算车辆俯仰角、滚动角及航向角。
其中参数ax ay az是x y z轴上的加速度分量；mxmymz是x y z轴上的 磁力计分量；θ0为俯仰角；
为滚动角；ω0为航向角。依据上述公式即可由 获取到的加速度、磁向量转换为车辆的俯仰角、滚动角以及航向角。
其中，步骤A203中对根据三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量获得 的坐标转换矩阵进行数据融合优选互补滤波法，由于不同传感器具有不同的 特性，三轴加速度计、三轴磁力计具有高频噪声，因此需要低通滤波；三轴 陀螺仪具有低频噪声，需要高通滤波，因此，先进行高通或低通滤波器来滤 波，然后再进行组合来进行数据的融合。
其中，步骤A3中优选通过无线数据传输的方式将所述车辆运动姿态数 据发送至模拟端。进一步优选地，无线通信方式可以是wifi、4G、5G。
其中，步骤A3中，所述车辆运动姿态数据用于模拟端进行数据解析， 所述车辆运动姿态数据的解析结果用于控制模拟驾驶座椅姿态的伺服电动缸 的输出端的伸缩长度值，所述伺服电动缸包括设置于所述模拟驾驶座椅底部 左前、右前、左后、右后四个位置处的伺服电动缸。
优选地，步骤A3中，所述车辆运动姿态数据还用于模拟端进行数据存 储。对车辆运动姿态数据进行存储，如发生意外事故，后期可调取存储的车 辆运动姿态数据，进行车辆事故分析，便于进行系统调整和优化升级。
优选地，步骤A3中，所述车辆运动姿态数据还用于进行评估，并在交 互界面上显示评估结果。
本实施例所述的基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法，通过获取车辆 运动的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量，并依据惯性导航算法根据获 取的加速度数据对车辆的姿态角进行计算，从而获得车辆运动姿态角，然后 发送至模拟端，通过车辆运动姿态数据在模拟端人机交互界面上模拟出车辆 运动姿态，同时控制模拟驾驶座椅实时保持与车辆相同的运动姿态，使驾驶 员可以从整体感观上来识别车辆的运动状态，提升模拟器端驾驶员的驾驶体 验，提高驾驶员对车辆实际运行的判断，驾驶员可以在驾驶车辆过程中判断 当前车辆状况并做出相应的决策，确保远程控制质量下发的安全可靠；本实 施例的基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法还在计算车辆运动姿态角之前 对获取的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量进行校准，且采用互补滤波 法对三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量数据进行融合，进一步提高获取 的数据的准确性、有效性，确保远程驾驶的安全可靠。
实施例2
如图2所示，本实施例为与实施例1相对应的一种基于远程驾驶的车辆 运动姿态表示系统，用于车辆端，包括：
车辆运动数据收集模块，用于获取车辆运动的三轴加速度、三轴角速度、 三轴磁向量；
车辆运动数据处理模块，用于对三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量 进行数据处理，得到车辆运动姿态数据；
数据发送模块，用于将车辆运动姿态数据发送至模拟端；车辆运动姿态 数据用于模拟端根据车辆运动姿态数据在界面上模拟出车辆运动姿态；和/ 或，车辆运动姿态数据用于模拟端根据车辆运动姿态数据控制模拟驾驶座椅 的姿态。
优选地，车辆运动数据处理模块包括：
数据校准模块，用于对所述三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量的数 据进行校准；
坐标转换模块，用于根据校准后的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向 量，计算载体坐标系至导航坐标系的坐标转换矩阵；
数据融合模块，用于对根据三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量获得 的坐标转换矩阵进行数据融合，并根据融合后的载体坐标系至导航坐标系的 坐标转换矩阵计算获得车辆的航向角、俯仰角、滚动角。
其中，数据融合模块根据融合后的载体坐标系至导航坐标系的坐标转换 矩阵计算获得车辆姿态角，可以采用方向余弦法、欧拉角法、四元数法、等 效旋转矢量法；优选地，数据融合模块采用方向余弦法根据坐标转换矩阵计 算获得车辆的航向角、俯仰角、滚动角。
其中，数据融合模块优选采用互补滤波法对根据三轴加速度、三轴角速 度、三轴磁向量获得的坐标转换矩阵进行数据融合，由于不同传感器具有不 同的特性，三轴加速度计、三轴磁力计具有高频噪声，因此需要低通滤波； 三轴陀螺仪具有低频噪声，需要高通滤波，因此，先进行高通或低通滤波器 来滤波，然后再进行组合来进行数据的融合。
作为一种具体的实施方式，坐标转换模块、数据融合模块通过以下方法 获得车辆航向角、俯仰角、滚动角：将陀螺仪安装在车辆的中心位置，保证 车辆的坐标系与实际模拟器的坐标系相同，并按照下式计算车辆俯仰角、滚 动角及航向角。
其中参数ax ay az是x y z轴上的加速度分量；mxmymz是x y z轴上的 磁力计分量；θ0为俯仰角；
为滚动角；ω0为航向角。依据上述公式即可由 获取到的加速度、磁向量转换为车辆的俯仰角、滚动角以及航向角。
其中，车辆运动姿态数据(车辆的航向角、俯仰角、滚动角)用于模拟 端进行数据解析，车辆运动姿态数据的解析结果用于控制模拟驾驶座椅姿态 的伺服电动缸的输出端的伸缩长度值，所述伺服电动缸包括设置于所述模拟 驾驶座椅底部左前、右前、左后、右后四个位置处的伺服电动缸。
优选地，车辆运动姿态数据还用于模拟端进行数据存储。对车辆运动姿 态数据进行存储，如发生意外事故，后期可调取存储的车辆运动姿态数据， 进行车辆事故分析，便于进行系统调整和优化升级。
优选地，车辆运动姿态数据还用于进行评估，并在交互界面上显示评估 结果。
其中，数据发送模块优选为无线数据传输模块。进一步优选地，所述无 线数据传输模块为wifi模块、4G模块、5G模块中的一种或几种的组合。
实施例3
如图3所示，本实施例提供对应于实施例1的应用于模拟端的一种基于 远程驾驶的车辆运动姿态表示方法，包括以下步骤：
S1.接收车辆端发送的车辆运动姿态数据，车辆运动姿态数据由车辆端 获取的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量经数据处理得到；
S2.对车辆运动姿态数据进行解析；
S3.根据解析后的车辆运动姿态数据在交互界面上模拟出车辆运动姿态 并控制模拟驾驶座椅的姿态。
其中，步骤S1中车辆端对三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量进行 数据处理得到车辆运动姿态数据的方法采用实施例1中记载的方法。
优选地，在步骤S1之后，还包括：
S1a.对接收到的车辆运动姿态数据进行数据存储。对车辆运动姿态数据 进行存储，如发生意外事故，后期可调取存储的车辆运动姿态数据，进行车 辆事故分析，便于进行系统调整和优化升级。
优选地，在步骤S1之后，还包括：
S1b.对接收到的车辆运动姿态数据进行评估，并在交互界面上显示评估 结果。
具体地，步骤S1b中对接收到的车辆运动姿态数据进行评估具体为：若 车辆运动姿态数据超过设定阈值则判定为车辆运行不正常；若所述车辆运动 姿态数据未超过设定阈值则判定为车辆运行正常。对车辆运动姿态进行评估 并显示结果，可提醒模拟端驾驶员及时纠正自己的驾驶行为，达到增强远程 驾驶员道路安全驾驶行为的效果。
具体地，步骤S3中，根据解析后的车辆运动姿态数据在交互界面上模 拟出车辆运动姿态，包括，在交互界面上模拟出车辆图形，并根据解析后的 车辆俯仰角、滚动角、航向角调整车辆图形的姿态。
具体地，步骤S3中，根据解析后的车辆运动姿态数据控制模拟驾驶座 椅的姿态包括：将解析得到的车辆的俯仰角、滚动角以及航向角通过函数作 用至模拟座椅设备外接接口上，由模拟座椅根据输入的俯仰角、滚动角以及 航向角通过调整其四轴力矩变化改变模拟座椅姿态，其中，俯仰角作为模拟 座椅的Pitch输入；滚动角作为模拟座椅的Roll输入；航向角作为模拟座椅 的Yaw输入。
本实施例所述的基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法，接收车辆端发 送的车辆运动姿态数据，并根据该车辆运动姿态数据，在人机交互界面上模 拟出车辆姿态，供模拟端驾驶人员从视觉上实时感知车辆目前的运动姿态， 了解运行情况，同时根据该车辆运动姿态数据控制模拟座椅的姿态，使模拟 端模拟驾驶座椅实时保持与车辆相同的运动姿态，供模拟端驾驶人员从体感 上实时感知车辆目前的运动姿态，视觉与体感两种方式相结合，可使驾驶员 从整体感观上准确、及时的识别车辆运动状态，提升模拟器端驾驶员的驾驶 体验，提高驾驶员对车辆实际运行的判断，驾驶员可以在驾驶车辆过程中判 断当前车辆状况并做出相应的决策，确保远程控制质量下发的安全可靠；此 外，还对接收的车辆端发送的车辆运动姿态数据进行存储，以便于发生事故 后查看并找寻事故原因，进行系统升级；还对接收的车辆运动姿态数据进行 安全性评估，并将评估结果显示于人机交互界面上，以便于实时提醒远程驾 驶人员纠正自己的驾驶行为。
实施例4
如图4所示，本实施例与实施例3相对应的一种基于远程驾驶的车辆运 动姿态表示系统，包括：
数据接收模块，用于接收车辆端发送的车辆运动姿态数据，所述车辆运 动姿态数据由车辆端获取的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量经数据处 理得到；
数据解析模块，用于对所述车辆运动姿态数据进行解析；
车辆运动姿态显示模块，用于根据解析后的车辆运动姿态数据在交互界 面上模拟出车辆运动姿态；具体地，用于在交互界面上模拟出车辆图形，并 根据解析后的车辆俯仰角、滚动角、航向角调整车辆图形的姿态。
模拟驾驶座椅控制模块，用于根据解析后的车辆运动姿态数据，控制模 拟驾驶座椅的姿态；具体地，用于将解析得到的车辆的俯仰角、滚动角以及 航向角通过函数作用至模拟座椅设备外接接口上，由模拟座椅根据输入的俯 仰角、滚动角以及航向角通过调整其四轴力矩变化改变模拟座椅姿态；进一 步地，模拟驾驶座椅控制模块包括俯仰角输出模块、滚动角输出模块、航向 角输出模块。其中，俯仰角输出模块与模拟座椅的Pitch输入端连接；滚动 角输出模块与模拟座椅的Roll输入端连接；航向角输出模块与模拟座椅的 Yaw输入端连接。
其中，车辆端对三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量进行数据处理得 到车辆运动姿态数据的方法、系统采用实施例1中记载的方法或实施例2中 记载的系统。
优选地，还包括：数据存储模块，用于对接收到的车辆运动姿态数据进 行数据存储。对车辆运动姿态数据进行存储，如发生意外事故，后期可调取 存储的车辆运动姿态数据，进行车辆事故分析，便于进行系统调整和优化升 级。
优选地，还包括：
车辆运行姿态评估模块，用于对接收到的车辆运动姿态数据进行车辆运 行姿态的评估，若所述车辆运动姿态数据超过设定阈值则判定为车辆运行不 正常；若所述车辆运动姿态数据未超过设定阈值则判定为车辆运行正常；
评估结果显示模块，用于在交互界面上显示车辆运行姿态评估结果。
对车辆运动姿态数据进行存储，如发生意外事故，后期可调取存储的车 辆运动姿态数据，进行车辆事故分析，便于进行系统调整和优化升级。
实施例5
本实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计 算机程序，计算机程序被处理器执行时实现实施例1或实施例3所述的基于 远程驾驶的车辆运动姿态表示方法的步骤。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式 的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做 出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。 而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法，其特征在于，用于车辆端，包括以下步骤：
A1.获取车辆运动的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量；
A2.对所述三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量进行数据处理，得到车辆运动姿态数据；
A3.将所述车辆运动姿态数据发送至模拟端，用于模拟端根据所述车辆运动姿态数据在界面上模拟出车辆运动姿态；和/或，用于模拟端根据所述车辆运动姿态数据控制模拟驾驶座椅的姿态。
2.根据权利要求1所述的基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法，其特征在于，步骤A2中采用惯性导航算法进行数据处理，得到车辆的运动姿态数据，步骤A2具体包括：
A201.对所述三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量的数据进行校准；
A202.根据校准后的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量，计算载体坐标系至导航坐标系的坐标转换矩阵；
A203.对根据三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量获得的坐标转换矩阵进行数据融合，并根据融合后的载体坐标系至导航坐标系的坐标转换矩阵计算获得车辆的航向角、俯仰角、滚动角。
3.根据权利要求2所述的基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法，其特征在于：步骤A203中采用方向余弦法根据坐标转换矩阵计算获得车辆的航向角、俯仰角、滚动角。
4.一种基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法，其特征在于，用于模拟端，包括以下步骤：
S1.接收车辆端发送的车辆运动姿态数据，所述车辆运动姿态数据由车辆端获取的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量经数据处理得到；
S2.对所述车辆运动姿态数据进行解析；
S3.根据解析后的车辆运动姿态数据，在交互界面上模拟出车辆运动姿态；和/或，根据解析后的车辆运动姿态数据，控制模拟驾驶座椅的姿态。
5.根据权利要求4所述的基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法，其特征在于，
步骤S3中根据解析后的车辆运动姿态数据，在交互界面上模拟出车辆运动姿态，包括：在交互界面上模拟出车辆图形，并根据解析后的车辆俯仰角、滚动角、航向角调整车辆图形的姿态；
步骤S3中根据解析后的车辆运动姿态数据，控制模拟驾驶座椅的姿态，包括：将解析得到的车辆的俯仰角、滚动角以及航向角通过函数作用至模拟座椅设备外接接口上，由模拟座椅根据输入的俯仰角、滚动角以及航向角通过调整其四轴力矩变化改变模拟座椅姿态。
6.一种基于远程驾驶的车辆运动姿态表示系统，其特征在于，包括：
车辆运动数据收集模块，用于获取车辆运动的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量；
车辆运动数据处理模块，用于对所述三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量进行数据处理，得到车辆运动姿态数据；
数据发送模块，用于将所述车辆运动姿态数据发送至模拟端；所述车辆运动姿态数据用于模拟端根据所述车辆运动姿态数据在界面上模拟出车辆运动姿态；和/或，所述车辆运动姿态数据用于模拟端根据所述车辆运动姿态数据控制模拟驾驶座椅的姿态。
7.根据权利要求6所述的基于远程驾驶的车辆运动姿态表示系统，其特征在于，所述车辆运动数据处理模块包括：
数据校准模块，用于对所述三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量的数据进行校准；
坐标转换模块，用于根据校准后的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量，计算载体坐标系至导航坐标系的坐标转换矩阵；
数据融合模块，用于对根据三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量获得的坐标转换矩阵进行数据融合，并根据融合后的载体坐标系至导航坐标系的坐标转换矩阵计算获得车辆的航向角、俯仰角、滚动角。
8.一种基于远程驾驶的车辆运动姿态表示系统，其特征在于，包括：
数据接收模块，用于接收车辆端发送的车辆运动姿态数据，所述车辆运动姿态数据由车辆端获取的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁向量经数据处理得到；
数据解析模块，用于对所述车辆运动姿态数据进行解析；
车辆运动姿态显示模块，用于根据解析后的车辆运动姿态数据在交互界面上模拟出车辆运动姿态；和/或，
模拟驾驶座椅控制模块，用于根据解析后的车辆运动姿态数据，控制模拟驾驶座椅的姿态。
9.根据权利要求8所述的基于远程驾驶的车辆运动姿态表示系统，其特征在于：
所述车辆运动姿态显示模块用于在交互界面上模拟出车辆图形，并根据解析后的车辆俯仰角、滚动角、航向角调整车辆图形的姿态；
所述模拟驾驶座椅控制模块用于将解析得到的车辆的俯仰角、滚动角以及航向角通过函数作用至模拟座椅设备外接接口上，由模拟座椅根据输入的俯仰角、滚动角以及航向角通过调整其四轴力矩变化改变模拟座椅姿态。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一所述的基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法的步骤。
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|---|---|---|---|
| CN202010919081.0A CN112362050A (zh) | 2020-09-04 | 2020-09-04 | 一种基于远程驾驶的车辆运动姿态表示方法、系统及存储介质 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2020-09-04 CN CN202010919081.0A patent/CN112362050A/zh active Pending
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