CN112550289B - 自主导航车辆的轨迹纠偏方法及轨迹纠偏装置、车辆控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自主导航车辆的轨迹纠偏方法及轨迹纠偏装置、车辆控制系统。其中，该轨迹纠偏方法包括：获取车辆的矩阵区域信息，其中，矩阵区域信息用于指示通过磁条分割车辆当前行驶位置所处的轨道区域对应的矩阵信息；基于矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式，其中，多项式用于计算自主导航车辆的车辆偏离夹角；基于车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长；基于纠偏时长和预设舵轮控制功率，对自主导航车辆进行轨迹纠偏操作。本发明解决了相关技术中自主导航车辆在双舵轮驱动下容易发生脱轨的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，具体而言，涉及一种自主导航车辆的轨迹纠偏方法及轨迹纠偏装置、车辆控制系统。
背景技术
相关技术中，随着无人驾驶技术的不断进步，在自主导航车辆和无人驾驶方面，都需要控制机器人、自主导航车辆或者无人驾驶车辆按照预设轨道运行，以使设备稳定运行。对于自主导航车辆来说，主要依靠驱动轮和从动轮的作用实现移动，其中，驱动轮用于控制车辆的运动路径，通过调节驱动轮的输出实现车辆按照预计轨迹运行。自动驾驶车辆AGV的驱动系统主要分为差速驱动和舵轮两种，差速驱动主要通过两个驱动轮速度的差实现转弯和加减速；舵轮驱动既可以单独控制熟读大小和方向，由于重载AGV额定负载通常大于2T，如果使用双舵轮运输时，很容易发生自主导航车辆AGV在双舵轮驱动下出现脱轨的情况，进而导致车辆发生倾翻，无法正常运行的情况，降低自主导航车辆的使用稳定性。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种自主导航车辆的轨迹纠偏方法及轨迹纠偏装置、车辆控制系统，以至少解决相关技术中自主导航车辆在双舵轮驱动下容易发生脱轨的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种自主导航车辆的轨迹纠偏方法，包括：获取车辆的矩阵区域信息，其中，所述矩阵区域信息用于指示通过磁条分割车辆当前行驶位置所处的轨道区域对应的矩阵信息；基于所述矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式，其中，所述多项式用于计算自主导航车辆的车辆偏离夹角；基于所述车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长；基于所述纠偏时长和预设舵轮控制功率，对自主导航车辆进行轨迹纠偏操作。
可选地，获取车辆的矩阵区域信息的步骤，包括：基于车辆当前所处的轨道行驶路段，构建轨道区域矩阵；采用预设解码器识别轨道区域矩阵，得到通过磁条分割的第一区域矩阵和第二区域矩阵；确定第一区域矩阵和第二区域矩阵的矩阵区域信息。
可选地，在获取车辆的矩阵区域信息之前，所述轨迹纠偏方法还包括：将自主导航车辆移动至预设行驶轨道上；控制所述自主导航车辆在所述预设行驶轨道上按照预设行驶轨迹行驶。
可选地，在获取车辆的矩阵区域信息之后，所述轨迹纠偏方法还包括：判断磁条是否将轨道区域矩阵分割为第一区域矩阵和第二区域矩阵；若所述磁条没有成功分割所述轨道区域矩阵，则通过外部设备调节自主导航车辆在预设行驶轨道的位置；若所述磁条成功分割所述轨道区域矩阵，则执行获取车辆的矩阵区域信息的步骤。
可选地，基于所述矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式的步骤，包括：建立对应于所述第一区域矩阵的第一多项式，其中，所述第一多项式表示所述第一区域矩阵中各个区域点的特征；建立对应于所述第二区域矩阵的第二多项式，其中，所述第二多项式表示所述第二区域矩阵中各个区域点的特征。
可选地，在基于所述矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式之后，所述轨迹纠偏方法还包括：对所述第一多项式和/或所述第二多项式求导，以得到对应于每个所述车辆行驶轨道区域的切线斜率离散点集合；合成所有的切线斜率离散点集合，以确定车辆偏离夹角。
可选地，在得到对应于每个所述车辆行驶轨道区域的切线斜率离散点集合之后，所述轨迹纠偏方法还包括：定义所述第一多项式和所述第二多项式的特征值和特征向量；基于所述特征值和所述特征向量，计算累积贡献率；在所述累积贡献率大于预设贡献率阈值时，筛选切线斜率离散点集合，得到能够代表每个区域矩阵中的离散点。
可选地，所述基于所述车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长的步骤，包括：基于所述车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，计算纠偏圆弧长度；基于所述纠偏圆弧长度，分析所述自主导航车辆的舵轮行驶速度；基于车辆车重、所述舵轮行驶速度、所车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种自主导航车辆的轨迹纠偏装置，包括：获取单元，用于获取车辆的矩阵区域信息，其中，所述矩阵区域信息用于指示通过磁条分割车辆当前行驶位置所处的轨道区域对应的矩阵信息；建立单元，用于基于所述矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式，其中，所述多项式用于计算自主导航车辆的车辆偏离夹角；分析单元，用于基于所述车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长；轨迹纠偏单元，用于基于所述纠偏时长和预设舵轮控制功率，对自主导航车辆进行轨迹纠偏操作。
可选地，所述获取单元包括：第一构建模块，用于基于车辆当前所处的轨道行驶路段，构建轨道区域矩阵；第一识别模块，用于采用预设解码器识别轨道区域矩阵，得到通过磁条分割的第一区域矩阵和第二区域矩阵；第一确定模块，用于确定第一区域矩阵和第二区域矩阵的矩阵区域信息。
可选地，所述自主导航车辆的轨迹纠偏装置还包括：控制单元，用于在获取车辆的矩阵区域信息之前，将自主导航车辆移动至预设行驶轨道上；控制所述自主导航车辆在所述预设行驶轨道上按照预设行驶轨迹行驶。
可选地，所述自主导航车辆的轨迹纠偏装置还包括：判断单元，用于在获取车辆的矩阵区域信息之后，判断磁条是否将轨道区域矩阵分割为第一区域矩阵和第二区域矩阵；第一调节单元，用于在所述磁条没有成功分割所述轨道区域矩阵，通过外部设备调节自主导航车辆在预设行驶轨道的位置；执行单元，用于在所述磁条成功分割所述轨道区域矩阵，执行获取车辆的矩阵区域信息的步骤。
可选地，所述建立单元包括：第一建立模块，用于建立对应于所述第一区域矩阵的第一多项式，其中，所述第一多项式表示所述第一区域矩阵中各个区域点的特征；第二建立模块，用于建立对应于所述第二区域矩阵的第二多项式，其中，所述第二多项式表示所述第二区域矩阵中各个区域点的特征。
可选地，所述自主导航车辆的轨迹纠偏装置还包括：第三建立模块，用于在基于所述矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式之后，对所述第一多项式和/或所述第二多项式求导，以得到对应于每个所述车辆行驶轨道区域的切线斜率离散点集合；第一合成模块，用于合成所有的切线斜率离散点集合，以确定车辆偏离夹角。
可选地，所述自主导航车辆的轨迹纠偏装置还包括：第一定义模块，用于在得到对应于每个所述车辆行驶轨道区域的切线斜率离散点集合之后，定义所述第一多项式和所述第二多项式的特征值和特征向量；第一计算模块，用于基于所述特征值和所述特征向量，计算累积贡献率；筛选模块，用于在所述累积贡献率大于预设贡献率阈值时，筛选切线斜率离散点集合，得到能够代表每个区域矩阵中的离散点。
可选地，所述分析单元包括：第二计算模块，用于基于所述车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，计算纠偏圆弧长度；第一分析模块，用于基于所述纠偏圆弧长度，分析所述自主导航车辆的舵轮行驶速度；第二分析模块，用于基于车辆车重、所述舵轮行驶速度、所车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车辆控制系统，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意一项所述的自主导航车辆的轨迹纠偏方法。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项所述的自主导航车辆的轨迹纠偏方法。
本发明实施例中，获取车辆的矩阵区域信息，其中，矩阵区域信息用于指示通过磁条分割车辆当前行驶位置所处的轨道区域对应的矩阵信息，基于矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式，其中，多项式用于计算自主导航车辆的车辆偏离夹角，基于车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长，基于纠偏时长和预设舵轮控制功率，对自主导航车辆进行轨迹纠偏操作。在该实施例中，可以通过多项式来计算车辆偏离夹角，结合车辆舵轮间距，实现车辆的轨迹纠偏，使自主导航车辆能够循迹磁带自动移动不脱轨，从而解决相关技术中自主导航车辆在双舵轮驱动下容易发生脱轨的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种可选的自主导航车辆的轨迹纠偏方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种可选的构建轨道区域矩阵的示意图；
图3是根据本发明实施例的一种可选的分割轨道区域矩阵的示意图；
图4是根据本发明实施例的一种可选的确定车辆纠偏角度时的示意图；
图5是根据本发明实施例的一种可选的自主导航车辆的轨迹纠偏装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明可以应用于以双舵轮运行的车辆中，车辆类型包括但不限于：自主导航车辆AGV、农业无人车、无人驾驶车辆等，本发明下述各实施例中，以自主导航车辆AGV为例进行示意性说明。
本发明用于双舵轮驱动AGV，在磁导航的条件下能够实时纠偏，使AGV能够循迹磁带自动移动不脱轨。下面结合各个实施例来详细说明本发明。
实施例一
根据本发明实施例，提供了一种自主导航车辆的轨迹纠偏方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种可选的自主导航车辆的轨迹纠偏方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，获取车辆的矩阵区域信息，其中，矩阵区域信息用于指示通过磁条分割车辆当前行驶位置所处的轨道区域对应的矩阵信息；
步骤S104，基于矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式，其中，多项式用于计算自主导航车辆的车辆偏离夹角；
步骤S106，基于车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长；
步骤S108，基于纠偏时长和预设舵轮控制功率，对自主导航车辆进行轨迹纠偏操作。
通过上述步骤，可以获取车辆的矩阵区域信息，其中，矩阵区域信息用于指示通过磁条分割车辆当前行驶位置所处的轨道区域对应的矩阵信息；基于矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式，其中，多项式用于计算自主导航车辆的车辆偏离夹角；基于车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长；基于纠偏时长和预设舵轮控制功率，对自主导航车辆进行轨迹纠偏操作。在该实施例中，可以通过多项式来计算车辆偏离夹角，结合车辆舵轮间距，实现车辆的轨迹纠偏，使自主导航车辆能够循迹磁带自动移动不脱轨，从而解决相关技术中自主导航车辆在双舵轮驱动下容易发生脱轨的技术问题。
下面结合上述各步骤来详细说明本发明。
可选的，在获取车辆的矩阵区域信息之前，轨迹纠偏方法还包括：将自主导航车辆移动至预设行驶轨道上；控制自主导航车辆在预设行驶轨道上按照预设行驶轨迹行驶。
在启动AGV车辆后，可以移动/调节自主导航车辆的位置，将其移动至预设行驶轨道上，到达起始点。
步骤S102，获取车辆的矩阵区域信息，其中，矩阵区域信息用于指示通过磁条分割车辆当前行驶位置所处的轨道区域对应的矩阵信息。
矩阵区域信息是用于指示当前车辆的偏离角度和偏离方向的。
可选的，获取车辆的矩阵区域信息的步骤，包括：基于车辆当前所处的轨道行驶路段，构建轨道区域矩阵；采用预设解码器识别轨道区域矩阵，得到通过磁条分割的第一区域矩阵和第二区域矩阵；确定第一区域矩阵和第二区域矩阵的矩阵区域信息。
通过对车辆在轨道上当前所处位置的判断，构建轨道区域矩阵，该轨道区域矩阵可以是通过多个矩阵点或者矩阵模块来表示。矩阵的类型包括但不限于：长方形矩阵、正方形矩阵、四方形矩阵。
图2是根据本发明实施例的一种可选的构建轨道区域矩阵的示意图，如图2所示，构建多个方块所表示的轨道区域矩阵。
在得到轨道区域矩阵之后，可以判断磁条是否将该轨道区域矩阵分割为两部分。
图3是根据本发明实施例的一种可选的分割轨道区域矩阵的示意图，如图3所示，磁条在该轨道区域矩阵内，将矩阵区域分割为左侧的第一区域矩阵(即图3中S1部分)和右侧的第二区域矩阵(即图3中的S2部分)。
作为本发明可选的实施例，在获取车辆的矩阵区域信息之后，轨迹纠偏方法还包括：判断磁条是否将轨道区域矩阵分割为第一区域矩阵和第二区域矩阵；若磁条没有成功分割轨道区域矩阵，则通过外部设备调节自主导航车辆在预设行驶轨道的位置；若磁条成功分割轨道区域矩阵，则执行获取车辆的矩阵区域信息的步骤。
步骤S104，基于矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式，其中，多项式用于计算自主导航车辆的车辆偏离夹角。
如果自主导航车辆偏离预设行驶路线/预设行驶轨迹，此时，偏离路线的车辆运行方向与磁条成偏角，破坏了原矩阵的对称性。在此情况下，本发明实施例中，可以拟合第一区域矩阵和第二区域矩阵，即拟合S1和S2区域矩阵信息，获取偏离方向和偏离夹角。
可选的，基于矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式的步骤，包括：建立对应于第一区域矩阵的第一多项式，其中，第一多项式表示第一区域矩阵中各个区域点的特征；建立对应于第二区域矩阵的第二多项式，其中，第二多项式表示第二区域矩阵中各个区域点的特征。
对应于第一区域矩阵的多项式可以是指S1区多项式拟合表达式，上述第一多项式可以为：y1＝a0+a1x+a2x2+a3x3…，即y1＝[a0，a1，a2，…，am][1，x，x2，…，xm]τ。
对应于第二区域矩阵的多项式可以是指S2区多项式拟合表达式，上述第二多项式可以为：y2＝b0+b1x+b2x2+b3x3…，y2＝[b0，b1，b2，…，bn][1，x，x2，…，xn]τ。
在本发明实施例中，通过多项式拟合函数，可以使得空间或平面的点均可以通过多项式函数代表一个区域点的特征，用一条函数曲线代替对应区域的所有点。
在本发明实施例中，在基于矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式之后，轨迹纠偏方法还包括：对第一多项式和/或第二多项式求导，以得到对应于每个车辆行驶轨道区域的切线斜率离散点集合；合成所有的切线斜率离散点集合，以确定车辆偏离夹角。
例如，对上述示意的多项式拟合函数y1、y2求x的一阶偏导：
v1＝a1+2a2x1+3a3x2…即y1＝[a1，2a2，…，mam][1，x，x2，…，xm-1]τ；
v2＝b1+2b2x1+3b3x2…即y2＝[b1，2b2，…，nbn][1，x，x2，…，xn-1]τ；
求一阶导目的是赋予方向：平面曲线一阶求导表示切线，v1、v2构成了y1、y2所有点方向)，将x赋值1，2，3，…，M，获取S1区域和S2区域切线斜率离散集合vv1和vv2。
作为本发明可选的实施例，在得到对应于每个车辆行驶轨道区域的切线斜率离散点集合之后，轨迹纠偏方法还包括：定义第一多项式和第二多项式的特征值和特征向量；基于特征值和特征向量，计算累积贡献率；在累积贡献率大于预设贡献率阈值时，筛选切线斜率离散点集合，得到能够代表每个区域矩阵中的离散点。
通过计算累积贡献率，可以筛选出能够代表整个区域的点，达到筛选点集的作用。该种方式可以理解为主成分分析方式，例如，将上述得到的S1区域切线斜率离散集合vv1定义特征值λ1、λ2、λ3…和特征向量ζ1，ζ2，ζ3…，同时，在本发明实施例中，还可以对S1区域切线斜率离散集合vv2定义特征值γ1、γ2、γ3…和特征向量ψ1，ψ2，ψ3…；然后可以基于该特征值和特征向量，计算累积贡献率。对于累积贡献率大于预设贡献率阈值时，可以筛选得到能够代表每个区域矩阵中的离散点，该预设贡献率阈值可以自行设定，例如，设定阈值为85％、90％等，例如，如果判定累计贡献率≥85％，若≥85％，输出vv1集合中累积贡献率最大的斜率点vvv1，同理输出vvv2。
在筛选出累积贡献率最大的离散点后，可以合成这两个离散集合，得到车辆偏离夹角，例如，矢量合成vvv1和vvv2为u，u方向为小车偏离夹角θ(单位rad，弧度)。
图4是根据本发明实施例的一种可选的确定车辆纠偏角度时的示意图，如图4所示，通过判定输出车辆偏离夹角为θ。
步骤S106，基于车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长。
可选的，基于车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长的步骤，包括：基于车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，计算纠偏圆弧长度；基于纠偏圆弧长度，分析自主导航车辆的舵轮行驶速度；基于车辆车重、舵轮行驶速度、所车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长。
车辆舵轮间距值可以是车辆出厂时已经设置完成的车辆舵轮之间的间距值，也可以是在每次进行货物运输、轨迹测绘等工作之前，测量得到的车辆舵轮之间的间距值。
例如，由于车体结构限制，双舵轮间距固定L，可确定纠偏圆弧长度l＝Lθ/2，u1＝u2＝P/(0.3*G)(u1＝u2为第一舵轮速度和第二舵轮速度)，0.3为车轮与地面摩擦系数。
本发明实施例中，可以提供纠偏时长t的计算公式为：
其中，L为车辆舵轮间距值，θ为车辆偏离夹角，通过Lθ/2可以得到纠偏圆弧长度l，通过P/0.3*G可以得到舵轮速度，G为车重。
步骤S108，基于纠偏时长和预设舵轮控制功率，对自主导航车辆进行轨迹纠偏操作。
在计算得到纠偏时长后，可以通过控制舵轮的输出功率和纠偏时间使偏离路线的自主导航车辆自动纠偏。这样就能够保证自主导航车辆在轨道上发生偏离时，及时回到调整偏离方向和偏离角度，保证车辆的正常行驶。
通过上述实施例，可以实现车辆在循迹过程中的自动纠偏操作，通过解码器读取行驶过程中的轨道区域矩阵，然后判断磁条是否将矩阵分割为两个区域，若是，可以通过多项式拟合对应于两个分割区域的区域函数表达式，通过两个函数表达式，可以分别进行求偏导计算，得到切线斜率表达式，进而定义表达式的特征值和特征向量，然后根据该特征值和特征向量进行离散点的筛选工作，将累积贡献率较高的离散点筛选出来，得到筛选矢量，合并两个区域所对应的筛选矢量，得到车辆偏离方向，结合磁条方向可以计算车辆偏离角度，然后通过舵轮功率与纠偏时长的计算公式，得到纠偏时长，结合舵轮输出功率和纠偏时长，对发生偏离的车辆进行自动纠偏工作，保证车辆的稳定运行。
下面结合另一种可选的实施例来说明本发明。
实施例一
图5是根据本发明实施例的一种可选的自主导航车辆的轨迹纠偏装置的示意图，如图5所示，该轨迹纠偏装置可以包括：获取单元51，建立单元53，分析单元55，轨迹纠偏单元57，其中，
获取单元51，用于获取车辆的矩阵区域信息，其中，矩阵区域信息用于指示通过磁条分割车辆当前行驶位置所处的轨道区域对应的矩阵信息；
建立单元53，用于基于矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式，其中，多项式用于计算自主导航车辆的车辆偏离夹角；
分析单元55，用于基于车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长；
轨迹纠偏单元57，用于基于纠偏时长和预设舵轮控制功率，对自主导航车辆进行轨迹纠偏操作。
上述自主导航车辆的轨迹纠偏装置，可以通过获取单元51获取车辆的矩阵区域信息，其中，矩阵区域信息用于指示通过磁条分割车辆当前行驶位置所处的轨道区域对应的矩阵信息，通过建立单元53基于矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式，其中，多项式用于计算自主导航车辆的车辆偏离夹角，通过分析单元55基于车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长，通过轨迹纠偏单元57基于纠偏时长和预设舵轮控制功率，对自主导航车辆进行轨迹纠偏操作。在该实施例中，可以通过多项式来计算车辆偏离夹角，结合车辆舵轮间距，实现车辆的轨迹纠偏，使自主导航车辆能够循迹磁带自动移动不脱轨，从而解决相关技术中自主导航车辆在双舵轮驱动下容易发生脱轨的技术问题。
可选的，获取单元包括：第一构建模块，用于基于车辆当前所处的轨道行驶路段，构建轨道区域矩阵；第一识别模块，用于采用预设解码器识别轨道区域矩阵，得到通过磁条分割的第一区域矩阵和第二区域矩阵；第一确定模块，用于确定第一区域矩阵和第二区域矩阵的矩阵区域信息。
另一种可选的，自主导航车辆的轨迹纠偏装置还包括：控制单元，用于在获取车辆的矩阵区域信息之前，将自主导航车辆移动至预设行驶轨道上；控制自主导航车辆在预设行驶轨道上按照预设行驶轨迹行驶。
在本发明实施例中，自主导航车辆的轨迹纠偏装置还包括：判断单元，用于在获取车辆的矩阵区域信息之后，判断磁条是否将轨道区域矩阵分割为第一区域矩阵和第二区域矩阵；第一调节单元，用于在磁条没有成功分割轨道区域矩阵，通过外部设备调节自主导航车辆在预设行驶轨道的位置；执行单元，用于在磁条成功分割轨道区域矩阵，执行获取车辆的矩阵区域信息的步骤。
可选的，建立单元包括：第一建立模块，用于建立对应于第一区域矩阵的第一多项式，其中，第一多项式表示第一区域矩阵中各个区域点的特征；第二建立模块，用于建立对应于第二区域矩阵的第二多项式，其中，第二多项式表示第二区域矩阵中各个区域点的特征。
另一种可选的，自主导航车辆的轨迹纠偏装置还包括：第三建立模块，用于在基于矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式之后，对第一多项式和/或第二多项式求导，以得到对应于每个车辆行驶轨道区域的切线斜率离散点集合；第一合成模块，用于合成所有的切线斜率离散点集合，以确定车辆偏离夹角。
可选的，自主导航车辆的轨迹纠偏装置还包括：第一定义模块，用于在得到对应于每个车辆行驶轨道区域的切线斜率离散点集合之后，定义第一多项式和第二多项式的特征值和特征向量；第一计算模块，用于基于特征值和特征向量，计算累积贡献率；筛选模块，用于在累积贡献率大于预设贡献率阈值时，筛选切线斜率离散点集合，得到能够代表每个区域矩阵中的离散点。
可选的，分析单元包括：第二计算模块，用于基于车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，计算纠偏圆弧长度；第一分析模块，用于基于纠偏圆弧长度，分析自主导航车辆的舵轮行驶速度；第二分析模块，用于基于车辆车重、舵轮行驶速度、所车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车辆控制系统，包括：处理器；以及存储器，用于存储处理器的可执行指令；其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行上述任意一项的自主导航车辆的轨迹纠偏方法。
上述的自主导航车辆的轨迹纠偏装置还可以包括处理器和存储器，上述获取单元51，建立单元53，分析单元55，轨迹纠偏单元57等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
上述处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来基于纠偏时长和预设舵轮控制功率，对自主导航车辆进行轨迹纠偏操作。
上述存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项的自主导航车辆的轨迹纠偏方法。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：获取车辆的矩阵区域信息，其中，矩阵区域信息用于指示通过磁条分割车辆当前行驶位置所处的轨道区域对应的矩阵信息；基于矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式，其中，多项式用于计算自主导航车辆的车辆偏离夹角；基于车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长；基于纠偏时长和预设舵轮控制功率，对自主导航车辆进行轨迹纠偏操作。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种自主导航车辆的轨迹纠偏方法，其特征在于，包括：
获取车辆的矩阵区域信息，其中，所述矩阵区域信息用于指示通过磁条分割车辆当前行驶位置所处的轨道区域对应的矩阵信息；
基于所述矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式，其中，所述多项式用于计算自主导航车辆的车辆偏离夹角；
基于所述车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长；
基于所述纠偏时长和预设舵轮控制功率，对自主导航车辆进行轨迹纠偏操作。
2.根据权利要求1所述的轨迹纠偏方法，其特征在于，获取车辆的矩阵区域信息的步骤，包括：
基于车辆当前所处的轨道行驶路段，构建轨道区域矩阵；
采用预设解码器识别轨道区域矩阵，得到通过磁条分割的第一区域矩阵和第二区域矩阵；
确定第一区域矩阵和第二区域矩阵的矩阵区域信息。
3.根据权利要求2所述的轨迹纠偏方法，其特征在于，在获取车辆的矩阵区域信息之前，所述轨迹纠偏方法还包括：
将自主导航车辆移动至预设行驶轨道上；
控制所述自主导航车辆在所述预设行驶轨道上按照预设行驶轨迹行驶。
4.根据权利要求2所述的轨迹纠偏方法，其特征在于，在获取车辆的矩阵区域信息之后，所述轨迹纠偏方法还包括：
判断磁条是否将轨道区域矩阵分割为第一区域矩阵和第二区域矩阵；
若所述磁条没有成功分割所述轨道区域矩阵，则通过外部设备调节自主导航车辆在预设行驶轨道的位置；
若所述磁条成功分割所述轨道区域矩阵，则根据获取的第一区域矩阵和第二区域矩阵信息，执行建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式的步骤。
5.根据权利要求2所述的轨迹纠偏方法，其特征在于，基于所述矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式的步骤，包括：
建立对应于所述第一区域矩阵的第一多项式，其中，所述第一多项式表示所述第一区域矩阵中各个区域点的特征；
建立对应于所述第二区域矩阵的第二多项式，其中，所述第二多项式表示所述第二区域矩阵中各个区域点的特征。
6.根据权利要求5所述的轨迹纠偏方法，其特征在于，在基于所述矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式之后，所述轨迹纠偏方法还包括：
对所述第一多项式和/或所述第二多项式求导，以得到对应于每个所述车辆行驶轨道区域的切线斜率离散点集合；
合成所有的切线斜率离散点集合，以确定车辆偏离夹角。
7.根据权利要求6所述的轨迹纠偏方法，其特征在于，在得到对应于每个所述车辆行驶轨道区域的切线斜率离散点集合之后，所述轨迹纠偏方法还包括：
定义所述第一多项式和所述第二多项式的特征值和特征向量；
基于所述特征值和所述特征向量，计算累积贡献率；
在所述累积贡献率大于预设贡献率阈值时，筛选切线斜率离散点集合，得到能够代表每个区域矩阵中的离散点。
8.根据权利要求1所述的轨迹纠偏方法，其特征在于，所述基于所述车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长的步骤，包括：
基于所述车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，计算纠偏圆弧长度；
基于所述纠偏圆弧长度，分析所述自主导航车辆的舵轮行驶速度；
基于车辆车重、所述舵轮行驶速度、所车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长。
9.一种自主导航车辆的轨迹纠偏装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取车辆的矩阵区域信息，其中，所述矩阵区域信息用于指示通过磁条分割车辆当前行驶位置所处的轨道区域对应的矩阵信息；
建立单元，用于基于所述矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式，其中，所述多项式用于计算自主导航车辆的车辆偏离夹角；
分析单元，用于基于所述车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长；
轨迹纠偏单元，用于基于所述纠偏时长和预设舵轮控制功率，对自主导航车辆进行轨迹纠偏操作。
10.一种车辆控制系统，其特征在于，包括：
处理器；以及
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1至8中任意一项所述的自主导航车辆的轨迹纠偏方法。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至8中任意一项所述的自主导航车辆的轨迹纠偏方法。
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