CN113715907A - 一种适用于轮式设备的姿态调整方法、自动驾驶方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适用于轮式设备的姿态调整方法、自动驾驶方法,姿态调整方法包括以下步骤:以轮式设备为基准,建立基准坐标系;定义基准坐标系下的不同行驶姿态;预设转向模式与行驶姿态对应关系表,所述转向模式为轮位的转向调整方法;根据实时检测的轮式设备的当前行驶姿态,查找转向模式与行驶姿态对应关系表,以查找出的转向模式对轮式设备进行行驶姿态调整。本发明通过设置设备基准点,并划分行驶道路基准区域,建立了基准坐标系;在基准坐标系的基础上实时检测轮式设备的行驶姿态,并根据当前的行驶姿态对轮式设备的行驶姿态进行调整,达到及时、有效的调整为以行驶姿态0沿基准线行驶的目的。
Description
技术领域
本发明涉及自动驾驶领域,具体的说,涉及了一种适用于轮式设备的姿态调整方法、自动驾驶方法。
背景技术
轮式设备在实际运行过程中,有“姿态0”、“姿态1”、“姿态2”、“姿态3”和“姿态4”五种不同姿态,如图1所示。然而,实际运行时总是希望轮式设备以“姿态0”沿基准线行驶,因此需要将“姿态1”、“姿态2”、“姿态3”和“姿态4”及时、有效的调整为“姿态0”沿基准线行驶,但是现有技术中未有确实可行的姿态调整方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种适用于轮式设备的姿态调整方法、自动驾驶方法。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:
本发明第一方面提供了一种适用于轮式设备的姿态调整方法,包括以下步骤:
以轮式设备为基准,建立基准坐标系;定义基准坐标系下的不同行驶姿态;
预设转向模式与行驶姿态对应关系表,所述转向模式为轮位的转向调整方法;
根据实时检测的轮式设备的当前行驶姿态,查找转向模式与行驶姿态对应关系表,以查找出的转向模式对轮式设备进行行驶姿态调整。
基于上述,设置设备基准点,并划分行驶道路基准区域,以建立基准坐标系:
取轮式设备左右边沿的中心点为基准点A0和基准点B0,取轮式设备的四个角的位置为基准点A1、基准点A2、基准点B1和基准点B2;
以行驶道路两边界为限,将行驶道路划分成基准线区域、调整区域和警戒区域,其中,调整区域和警戒区域分别以基准线区域为中心对称,调整区域为多个;
定义不同行驶姿态:
行驶姿态0,基准点A0和基准点B0均位于基准线区域内;
行驶姿态1-1,基准点A0偏出基准线区域右侧,基准点B0偏出基准线区域左侧;
行驶姿态1-2,基准点A0偏出基准线区域右侧,基准点B0偏出基准线区域左侧,同时基准点A1偏出调整区域右侧,基准点B2偏出调整区域左侧;
行驶姿态1-3,基准点A1偏入警戒区域内,或者基准点B2偏入警戒区域内;
行驶姿态2-1,基准点A0偏出基准线区域左侧,基准点B0偏出基准线区域右侧;
行驶姿态2-2,基准点A0偏出基准线区域左侧,基准点B0偏出基准线区域右侧,同时基准点A2偏出调整区域左侧,基准点B1偏出调整区域右侧;
行驶姿态2-3,基准点A2偏入警戒区域内,或者基准点B1偏入警戒区域内;
行驶姿态3-1,基准点A0偏出基准线区域左侧,基准点B0偏出基准线区域左侧;
行驶姿态3-2,基准点A0偏出基准线区域左侧,基准点B0偏出基准线区域左侧,同时基准点A2偏出调整区域左侧,基准点B2偏出调整区域左侧;
行驶姿态3-3,基准点A2偏入警戒区域内,或者基准点B2偏入警戒区域内;
行驶姿态4-1,基准点A0偏出基准线区域右侧,基准点B0偏出基准线区域右侧;
行驶姿态4-2,基准点A0偏出基准线区域右侧,基准点B0偏出基准线区域右侧,同时基准点A1偏出调整区域右侧,基准点B2偏出调整区域右侧;
行驶姿态4-3,基准点A1偏入警戒区域内,或者基准点B1偏入警戒区域内。
基于上述,设置用于姿态调整的四种转向模式:
模式一,四个轮位的转向基准在行进方向的右侧交叉;
模式二,四个轮位的转向基准在行进方向的左侧交叉;
模式三,四个轮位偏向行进方向的右侧,且各转向基准平行;
模式四,四个轮位偏向行进方向的左侧,且各转向基准平行;
转向模式与行驶姿态对应关系表:
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态0,不做姿态调整;
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态1-1或行驶姿态1-2,采用模式二进行姿态调整;
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态2-1或行驶姿态2-2,采用模式一进行姿态调整;
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态3-1或行驶姿态3-2,采用模式三进行姿态调整;
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态4-1或行驶姿态4-2,采用模式四进行姿态调整;
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态1-3、行驶姿态2-3、行驶姿态3-3或行驶姿态4-3,则停车,人为调整到姿态0。
基于上述,当前的行驶姿态的检测包括:采用基于北斗和GPS的高精度卫星定位方法,实时定位轮式设备左右边沿的中心点位置,以及轮式设备的四个角的位置,将实时定位的位置变换到基准坐标系中,即得当前的行驶姿态。
基于上述,所述轮式设备为平板车、模块车、提梁机或运梁车。
本发明第二方面提供了一种适用于轮式设备的姿态调整系统,包括存储器、处理器、以及用于检测当前的行驶姿态的差分定位系统;所述差分定位系统和所述处理器之间互相通信连接,所述存储器和所述处理器之间互相通信连接,所述存储器中存储有计算机指令;所述处理器通过执行所述计算机指令,从而实现所述的适用于轮式设备的姿态调整方法。
本发明第三方面提供了一种自动驾驶方法,用于轮式设备,在轮式设备的行进过程中,采用所述的适用于轮式设备的姿态调整方法对轮式设备的行驶姿态进行调整。
本发明第四方面提供了一种自动驾驶系统,包括所述的适用于轮式设备的姿态调整系统。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步,具体的说,本发明通过设置设备基准点,并划分行驶道路基准区域,建立了基准坐标系;在基准坐标系的基础上实时检测轮式设备的行驶姿态,并根据当前的行驶姿态对轮式设备的行驶姿态进行调整,达到及时、有效的调整为以行驶姿态0沿基准线行驶的目的。
附图说明
图1是轮式设备行进过程中姿态与基准线示意图。
图2是本发明方法中的轮式设备基准点设置示意图。
图3是本发明方法中的行驶道路基准区域划分示意图。
图4是本发明方法姿态调整中行驶姿态0的示意图。
图5是本发明方法姿态调整中行驶姿态1-1和行驶姿态1-2的示意图。
图6是本发明方法姿态调整中行驶姿态2-1和行驶姿态2-2的示意图。
图7是本发明方法姿态调整中行驶姿态3-1和行驶姿态3-2的示意图。
图8是本发明方法姿态调整中行驶姿态4-1和行驶姿态4-2的示意图。
图9是本发明方法姿态调整中行驶姿态1-3、行驶姿态2-3、行驶姿态3-3和行驶姿态4-3的示意图。
图10是本发明方法中四种不同的转向模式示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种适用于轮式设备的姿态调整方法,包括以下步骤:
以轮式设备为基准,建立基准坐标系;定义基准坐标系下的不同行驶姿态;
预设转向模式与行驶姿态对应关系表,所述转向模式为轮位的转向调整方法;
根据实时检测的轮式设备的当前行驶姿态,查找转向模式与行驶姿态对应关系表,以查找出的转向模式对轮式设备进行行驶姿态调整。
实施例2
本实施例提供了一种具体的适用于轮式设备的姿态调整方法,包括以下步骤:
设置设备基准点,并划分行驶道路基准区域,以建立基准坐标系:
如图2和图3所示,取轮式设备左右边沿的中心点为基准点A0和基准点B0,取轮式设备的四个角的位置为基准点A1、基准点A2、基准点B1和基准点B2;以行驶道路两边界为限,将行驶道路划分成基准线区域、调整区域和警戒区域,其中,调整区域和警戒区域分别以基准线区域为中心对称,调整区域为多个。具体的,根据实际需要可以将行驶道路划分成D0区域、D2区域、直到D(n+1)区域。其中D0区域为基准线区域,D1区域、D2区域为调整区,Dn区域、D(n+1)区域为警戒区。
需要说明的是,本实施例以位于基准线区域两侧的两个调整区说明。
定义不同行驶姿态:
如图4-9所示,行驶姿态0,基准点A0和基准点B0均位于D0区域内;
行驶姿态1-1,基准点A0偏出D0区域右侧,基准点B0偏出D0区域左侧;
行驶姿态1-2,基准点A0偏出D0区域右侧,基准点B0偏出D0区域左侧,同时基准点A1偏出D1区域右侧,基准点B2偏出D2区域左侧;
行驶姿态1-3,基准点A1偏入Dn区域内,或者基准点B2偏入Dn+1区域内;
行驶姿态2-1,基准点A0偏出D0区域左侧,基准点B0偏出D0区域右侧;
行驶姿态2-2,基准点A0偏出D0区域左侧,基准点B0偏出D0区域右侧,同时基准点A2偏出D2区域左侧,基准点B1偏出D1区域右侧;
行驶姿态2-3,基准点A2偏入Dn+1区域内,或者基准点B1偏入Dn区域内;
行驶姿态3-1,基准点A0偏出D0区域左侧,基准点B0偏出D0区域左侧;
行驶姿态3-2,基准点A0偏出D0区域左侧,基准点B0偏出D0区域右侧,同时基准点A2偏出D2区域左侧,基准点B2偏出D2区域左侧;
行驶姿态3-3,基准点A2偏入Dn+1区域内,或者基准点B2偏入Dn+1区域内;
行驶姿态4-1,基准点A0偏出D0区域右侧,基准点B0偏出D0区域右侧;
行驶姿态4-2,基准点A0偏出D0区域右侧,基准点B0偏出D0区域右侧,同时基准点A1偏出D1区域右侧,基准点B2偏出D2区域右侧;
行驶姿态4-3,基准点A1偏入Dn区域内,或者基准点B1偏入Dn区域内。
设置用于姿态调整的四种转向模式:
如图10所示,模式一,四个轮位的转向基准在行进方向的右侧交叉;
模式二,四个轮位的转向基准在行进方向的左侧交叉;
模式三,四个轮位偏向行进方向的右侧,且各转向基准平行;
模式四,四个轮位偏向行进方向的左侧,且各转向基准平行。
转向模式与行驶姿态对应关系表:
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态0,为正常行驶状态,无需做姿态调整。
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态1-1或行驶姿态1-2,采用模式二进行姿态调整。其中,因为行驶姿态1-1偏移量较小,调整量可适当调小。因为行驶姿态1-2偏移量较大,调整量可适当调大。
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态2-1或行驶姿态2-2,采用模式一进行姿态调整。其中,因为行驶姿态2-1偏移量较小,调整量可适当调小。因为行驶姿态2-2偏移量较大,调整量可适当调大。
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态3-1或行驶姿态3-2,采用模式三进行姿态调整。其中,因为行驶姿态3-1偏移量较小,调整量可适当调小。因为行驶姿态3-2偏移量较大,调整量可适当调大。
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态4-1或行驶姿态4-2,采用模式四进行姿态调整。其中,因为行驶姿态4-1偏移量较小,调整量可适当调小。因为行驶姿态4-2偏移量较大,调整量可适当调大。
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态1-3、行驶姿态2-3、行驶姿态3-3或行驶姿态4-3,说明轮式设备处于危险状态,则需要及时停车,此时无法通过人为调整到姿态0。
通过以上的姿态调整方法,能够及时、有效的将轮式设备的行驶姿态调整为行驶姿态0沿基准线行驶。
进一步地,当前的行驶姿态的检测包括:采用基于北斗和GPS的高精度卫星定位方法,实时定位轮式设备左右边沿的中心点位置,以及轮式设备的四个角的位置,将实时定位的位置变换到基准坐标系中,即得当前的行驶姿态。
需要说明的是,本实施例的轮式设备为平板车、模块车、提梁机、运梁车或其它带有独立转向系统的大型运输装备。
实施例3
本实施例提供了一种适用于轮式设备的姿态调整系统,包括存储器、处理器、以及用于检测当前的行驶姿态的差分定位系统;所述差分定位系统和所述处理器之间互相通信连接,所述存储器和所述处理器之间互相通信连接,所述存储器中存储有计算机指令;所述处理器通过执行所述计算机指令,从而实现如实施例2所述的适用于轮式设备的姿态调整方法。
进一步地,所述差分定位系统包括参考基准站、接收器和发射双天线,轮式设备的前端和后端分别设置一接收器和一发射双天线,用以实现轮式设备位置的实时定位。
实施例4
本实施例提供了一种自动驾驶方法,用于轮式设备,在轮式设备的行进过程中,采用实施例2所述的适用于轮式设备的姿态调整方法对轮式设备的行驶姿态进行调整。
实施例5
本实施例提供了一种自动驾驶系统,包括实施例3所述的适用于轮式设备的姿态调整系统。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置/终端和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的,例如,上述模块的划分,仅仅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讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。
另外,在本申请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。
上述集成的模块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,本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,上述的计算机程序可存储于计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,上述计算机程序包括计算机程序代码,上述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (9)
1.一种适用于轮式设备的姿态调整方法,其特征在于,包括以下步骤:
以轮式设备为基准,建立基准坐标系;定义基准坐标系下的不同行驶姿态;
预设转向模式与行驶姿态对应关系表,所述转向模式为轮位的转向调整方法;
根据实时检测的轮式设备的当前行驶姿态,查找转向模式与行驶姿态对应关系表,以查找出的转向模式对轮式设备进行行驶姿态调整。
2.根据权利要求1所述的适用于轮式设备的姿态调整方法,其特征在于,设置设备基准点,并划分行驶道路基准区域,以建立基准坐标系:
取轮式设备左右边沿的中心点为基准点A0和基准点B0,取轮式设备的四个角的位置为基准点A1、基准点A2、基准点B1和基准点B2;
以行驶道路两边界为限,将行驶道路划分成基准线区域、调整区域和警戒区域,其中,调整区域和警戒区域分别以基准线区域为中心对称,调整区域为多个;
定义不同行驶姿态:
行驶姿态0,基准点A0和基准点B0均位于基准线区域内;
行驶姿态1-1,基准点A0偏出基准线区域右侧,基准点B0偏出基准线区域左侧;
行驶姿态1-2,基准点A0偏出基准线区域右侧,基准点B0偏出基准线区域左侧,同时基准点A1偏出调整区域右侧,基准点B2偏出调整区域左侧;
行驶姿态1-3,基准点A1偏入警戒区域内,或者基准点B2偏入警戒区域内;
行驶姿态2-1,基准点A0偏出基准线区域左侧,基准点B0偏出基准线区域右侧;
行驶姿态2-2,基准点A0偏出基准线区域左侧,基准点B0偏出基准线区域右侧,同时基准点A2偏出调整区域左侧,基准点B1偏出调整区域右侧;
行驶姿态2-3,基准点A2偏入警戒区域内,或者基准点B1偏入警戒区域内;
行驶姿态3-1,基准点A0偏出基准线区域左侧,基准点B0偏出基准线区域左侧;
行驶姿态3-2,基准点A0偏出基准线区域左侧,基准点B0偏出基准线区域左侧,同时基准点A2偏出调整区域左侧,基准点B2偏出调整区域左侧;
行驶姿态3-3,基准点A2偏入警戒区域内,或者基准点B2偏入警戒区域内;
行驶姿态4-1,基准点A0偏出基准线区域右侧,基准点B0偏出基准线区域右侧;
行驶姿态4-2,基准点A0偏出基准线区域右侧,基准点B0偏出基准线区域右侧,同时基准点A1偏出调整区域右侧,基准点B2偏出调整区域右侧;
行驶姿态4-3,基准点A1偏入警戒区域内,或者基准点B1偏入警戒区域内。
3.根据权利要求1所述的适用于轮式设备的姿态调整方法,其特征在于,设置用于姿态调整的四种转向模式:
模式一,四个轮位的转向基准在行进方向的右侧交叉;
模式二,四个轮位的转向基准在行进方向的左侧交叉;
模式三,四个轮位偏向行进方向的右侧,且各转向基准平行;
模式四,四个轮位偏向行进方向的左侧,且各转向基准平行;
转向模式与行驶姿态对应关系表:
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态0,不做姿态调整;
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态1-1或行驶姿态1-2,采用模式二进行姿态调整;
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态2-1或行驶姿态2-2,采用模式一进行姿态调整;
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态3-1或行驶姿态3-2,采用模式三进行姿态调整;
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态4-1或行驶姿态4-2,采用模式四进行姿态调整;
若检测到轮式设备的当前的行驶姿态为行驶姿态1-3、行驶姿态2-3、行驶姿态3-3或行驶姿态4-3,则停车,人为调整到姿态0。
4.根据权利要求1所述的适用于轮式设备的姿态调整方法,其特征在于,当前的行驶姿态的检测包括:采用基于北斗和GPS的高精度卫星定位方法,实时定位轮式设备左右边沿的中心点位置,以及轮式设备的四个角的位置,将实时定位的位置变换到基准坐标系中,即得当前的行驶姿态。
5.根据权利要求1所述的适用于轮式设备的姿态调整方法,其特征在于:所述轮式设备为平板车、模块车、提梁机或运梁车。
6.一种适用于轮式设备的姿态调整系统,其特征在于:包括存储器、处理器、以及用于检测当前的行驶姿态的差分定位系统;所述差分定位系统和所述处理器之间互相通信连接,所述存储器和所述处理器之间互相通信连接,所述存储器中存储有计算机指令;所述处理器通过执行所述计算机指令,从而实现如权利要求1-5任一项所述的适用于轮式设备的姿态调整方法。
7.根据权利要求6所述的适用于轮式设备的姿态调整系统,其特征在于:所述差分定位系统包括参考基准站、接收器和发射双天线,轮式设备的前端和后端分别设置一接收器和一发射双天线,用以实现轮式设备位置的实时定位。
8.一种自动驾驶方法,其特征在于:用于轮式设备,在轮式设备的行进过程中,采用权利要求1-5任一项所述的适用于轮式设备的姿态调整方法对轮式设备的行驶姿态进行调整。
9.一种自动驾驶系统,其特征在于:包括权利要求6-7任一项所述的适用于轮式设备的姿态调整系统。
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