CN114228828B - 一种车辆转向模式的切换方法及装置 - Google Patents

一种车辆转向模式的切换方法及装置 Download PDF

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CN114228828B CN202111620803.3A CN202111620803A CN114228828B CN 114228828 B CN114228828 B CN 114228828B CN 202111620803 A CN202111620803 A CN 202111620803A CN 114228828 B CN114228828 B CN 114228828B
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Abstract

本发明实施例提供了一种车辆转向模式的切换方法及装置，包括：接收转向模式切换指令，根据目标转向模式，确定车辆瞬时转向中心的切换轨迹；在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，根据车辆瞬时转向中心切换轨迹，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型；根据车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型，对车辆瞬时转向中心切换轨迹进行优化，得到车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹；基于车辆车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的关系，根据车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹，车辆可以根据车轮转角的最优切换轨迹实现对转向模式的动态切换。

Description

一种车辆转向模式的切换方法及装置
技术领域
本发明涉及车辆转向技术领域，特别是涉及一种车辆转向模式的切换方法及装置。
背景技术
目前的四轮独立转向车辆通过独立控制四个车轮，能够实现前轮转向、后轮转向、四轮转向等多种转向模式，驾驶员可以通过不同工况对多种转向模式进行动态切换，从而改善车辆的机动能力和稳定性。例如，当车辆在狭小空间下时，将车辆切换到后轮转向模式；当车辆高速运动时，将车辆切换到四轮转向模式；当车辆在开阔地域时，将车辆切换到驾驶员熟悉的前轮转向模式。因此，如何实现车辆多种转向模式的动态切换是四轮独立转向车辆亟需解决的关键问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种车辆转向模式的切换方法及装置。
第一个方面，本发明实施例提供一种车辆转向模式的切换方法，所述方法包括：
接收转向模式切换指令，其中，所述转向模式切换指令包括目标转向模式；
根据所述目标转向模式，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹；
在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，根据所述车辆瞬时转向中心切换轨迹，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型；
根据所述车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型，对所述车辆瞬时转向中心切换轨迹进行优化，得到车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹；
基于车辆车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的关系，根据所述车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹。
可选地，所述根据所述目标转向模式，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹，包括：
根据所述目标转向模式，获取车辆的控制点信息；其中，所述控制点信息包括转向模式切换前的控制点信息和目标转向模式下的控制点信息；
根据所述控制点信息，建立基于B样条曲线的车辆瞬时转向中心切换轨迹。
可选地，所述车辆瞬时转向中心切换轨迹，具体为：
Figure BDA0003437943480000021
其中：j代表B样条曲线阶次；Pv(v＝0,1n)表示B样条曲线的控制顶点，其中n＝3；u表示节点矢量，u∈[0,1]；Nv,j(u)代表j次规范B样条基函数，采用Cox-de Boor递推算法获取。
可选地，所述车辆的控制点信息包括：4个控制顶点P0(x0,y0),P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3)，
其中，(xk,yk)代表控制顶点在车辆坐标系下的横纵向位置；
P0(x0,y0)是转向模式切换前车辆瞬时转向中心的第一位置，通过转向模式切换前车轮转角计算得到；
P3(x3,y3)是转向模式切换前根据不同的目标转向模式确定的车辆瞬时转向中心的第二位置，具体为，当目标转向模式是前轮转向时x3＝-lr，当目标转向模式是后轮转向时x3＝lf，当目标转向模式是四轮转向时-lr＜x3＜lf；
P1(x1,y1),P2(x2,y2)是B样条曲线的另外两个控制顶点。
可选地，所述根据所述车辆瞬时转向中心切换轨迹，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型，包括：
在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，以B样条曲线的控制点信息的参数X作为优化变量，构建车辆瞬时转向中心切换轨迹的多目标优化模型；
基于多目标粒子群优化算法对所述车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型进行处理，获取一条最优的车辆瞬时转向中心切换轨迹；
通过B样条曲线的分量表达式，对最优的车辆瞬时转向中心切换轨迹进行计算，得到车辆瞬时转向中心切换轨迹的位置坐标。
可选地，所述车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型包括：
min(f1(X),f2(X))
Figure BDA0003437943480000031
Figure BDA0003437943480000032
其中，X为控制点信息；
LTR为车辆横向载荷转移率；
f1(X)为稳定性冲击率；
f2(X)＝Δt为切换时间。
可选地，所述基于车辆车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的关系，根据所述车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹，包括：
在转向模式切换过程中，根据车辆转角和车辆瞬时转向中心切换轨迹的位置坐标的对应关系，根据所述车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹；
其中，
Figure BDA0003437943480000033
其中：δi为车轮转角；
(xi，yi)为各车轮在车辆坐标系下的坐标值；
(xICR,yICR)为车辆瞬时转向中心在车辆坐标系下的坐标值；
i＝fl,fr,rl,rr分别代表车辆的左前轮、右前轮、左后轮和右后轮。
第二个方面，本发明实施例提供一种车辆转向模式的切换装置，所述装置包括：
接收模块，用于接收转向模式切换指令，其中，所述转向模式切换指令包括目标转向模式；
第一确定模块，用于根据所述目标转向模式，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹；
第二确定模块，用于在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，根据所述车辆瞬时转向中心切换轨迹，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹优化模型；
优化模块，用于根据所述车辆瞬时转向中心切换轨迹优化模型，对所述车辆瞬时转向中心切换轨迹进行优化，得到车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹；
切换模块，用于基于车辆车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的关系，根据所述车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹。
可选地，所述第一确定模块用于：
根据所述目标转向模式，获取车辆的控制点信息；其中，所述控制点信息包括转向模式切换前的控制点信息和目标转向模式下的控制点信息；
根据所述控制点信息，建立基于B样条曲线的车辆瞬时转向中心切换轨迹。
可选地，所述车辆瞬时转向中心切换轨迹，具体为：
Figure BDA0003437943480000041
其中：j代表B样条曲线阶次；Pv(v＝0,1n)表示B样条曲线的控制顶点，其中n＝3；u表示节点矢量，u∈[0,1]；Nv,j(u)代表j次规范B样条基函数，采用Cox-de Boor递推算法获取。
可选地，所述车辆的控制点信息包括：4个控制顶点P0(x0,y0),P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3)，
其中，(xk,yk)代表控制顶点在车辆坐标系下的横纵向位置；
P0(x0,y0)是转向模式切换前车辆瞬时转向中心的第一位置，通过转向模式切换前车轮转角计算得到；
P3(x3,y3)是转向模式切换前根据不同的目标转向模式确定的车辆瞬时转向中心的第二位置，具体为，当目标转向模式是前轮转向时x3＝-lr，当目标转向模式是后轮转向时x3＝lf，当目标转向模式是四轮转向时-lr＜x3＜lf；
P1(x1,y1),P2(x2,y2)是B样条曲线的另外两个控制顶点。
可选地，所述第二确定模块用于：
在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，以B样条曲线的控制点信息的参数X作为优化变量，构建车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型；
基于多目标粒子群优化算法对所述车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型进行处理，获取一条最优的车辆瞬时转向中心切换轨迹；
通过B样条曲线的分量表达式，对最优的车辆瞬时转向中心切换轨迹进行计算，得到车辆瞬时转向中心切换轨迹的位置坐标。
可选地，所述车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型：
min(f1(X),f2(X))
Figure BDA0003437943480000051
Figure BDA0003437943480000052
其中，X为控制点信息；
LTR为车辆横向载荷转移率；
f1(X)为稳定性冲击率；
f2(X)＝Δt为切换时间。
可选地，所述切换模块用于：
在转向模式切换过程中，根据车辆转角和车辆瞬时转向中心切换轨迹的位置坐标的对应关系，根据所述车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹；
其中，
Figure BDA0003437943480000061
其中：δi为车轮转角；
(xi，yi)为各车轮在车辆坐标系下的坐标值；
(xICR,yICR)为车辆瞬时转向中心在车辆坐标系下的坐标值；
i＝fl,fr,rl,rr分别代表车辆的左前轮、右前轮、左后轮和右后轮。
第三个方面，本发明实施例提供一种终端设备，包括：至少一个处理器和存储器；
所述存储器存储计算机程序；所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现第一个方面提供的车辆转向模式的切换方法。
第四个方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现第一个方面提供的车辆转向模式的切换方法。
本发明实施例包括以下优点：
本发明实施例提供的车辆转向模式的切换方法及装置，通过接收转向模式切换指令，其中，转向模式切换指令包括目标转向模式；根据目标转向模式，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹；在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，根据车辆瞬时转向中心切换轨迹，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹优化模型；根据车辆瞬时转向中心切换轨迹优化模型，对车辆瞬时转向中心切换轨迹进行优化，得到车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹；基于车辆车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的关系，根据车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹，车辆可以根据车轮转角最优切换轨迹实现对多种转向模式的动态切换。
附图说明
图1是本发明的一种车辆转向模式的切换方法实施例的步骤流程图；
图2是本发明的另一种车辆转向模式的切换方法实施例的步骤流程图；
图3是本发明的一种车辆转向模式的切换装置实施例的结构框图；
图4是本发明的一种终端设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明一实施例提供一种车辆转向模式的切换方法，用于对车辆的转向模式进行切换。本实施例的执行主体为车辆转向模式的切换装置，设置在四轮独立转向车辆上。
参照图1，示出了本发明的一种车辆转向模式的切换方法实施例的步骤流程图，该方法具体可以包括如下步骤：
S101、接收转向模式切换指令，其中，转向模式切换指令包括目标转向模式；
具体的，本发明实施例应用于四轮独立转向车辆上，四轮独立转向车辆根据不同的目标转向模式控制车轮进行平滑转向，其中，目标转向模式可以根据需要设定为前轮转向、后轮转向、四轮转向等多种转向模式。在本发明实施例中，接收用户输入的转向模式切换指令，或者是预先设定好每隔预设时间段进行转向模式切换，在本发明实施例中不做具体限定。其中，目标转向模式可以是前轮转向、或后轮转向、或四转转向。
S102、根据目标转向模式，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹；
具体地，四轮独立转向车辆根据目标转向模式，根据所述目标转向模式，获取车辆的控制点信息，其中，所述控制点信息包括切换前的控制点信息和目标转向模式的控制点信息；根据所述控制点信息，建立基于B样条曲线的车辆瞬时转向中心切换轨迹。
S103、在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，根据车辆瞬时转向中心切换轨迹，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型；
其中，第一预设值和第二预设值根据需要进行设定。
S104、根据车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型，对车辆瞬时转向中心切换轨迹进行优化，得到车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹；
具体地，在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，以B样条曲线的控制点信息作为优化变量，构建车辆瞬时转向中心切换轨迹的多目标优化模型；基于多目标粒子群优化算法对所述车辆瞬时转向中心切换轨迹的多目标优化模型进行处理，获取一条最优的车辆瞬时转向中心切换轨迹；通过B样条曲线的分量表达式，对最优的车辆瞬时转向中心切换轨迹进行计算，得到车辆瞬时转向中心切换轨迹的位置坐标。
S105、基于车辆车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的关系，根据车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹。
具体地，在获取到车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹的情况下，再根据车辆瞬时转向中心和各个车轮转角的对应关系，确定各个车轮转角的最优切换轨迹。
本发明实施例提供的车辆转向模式的切换方法，通过接收转向模式切换指令，其中，转向模式切换指令包括目标转向模式；根据目标转向模式，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹；在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，根据车辆瞬时转向中心切换轨迹，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型；根据车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型，对车辆瞬时转向中心切换轨迹进行优化，得到车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹；基于车辆车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的关系，根据车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹，车辆可以根据车轮转角最优切换轨迹实现对多种转向模式的动态切换，降低转向模式切换对车辆稳定性的影响，以及提高四轮独立转向车辆的机动能力。
本发明又一实施例对上述实施例提供的车辆转向模式的切换方法做进一步补充说明。
可选地，根据目标转向模式，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹，包括：
根据目标转向模式，获取车辆的控制点信息；其中，控制点信息包括转向模式切换前的控制点信息和目标转向模式下的控制点信息；
车辆的控制点信息包括：4个控制顶点P0(x0,y0),P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3)，
其中，(xk,yk)代表控制顶点在车辆坐标系下的横纵向位置；
P0(x0,y0)是转向模式切换前车辆瞬时转向中心的第一位置，通过转向模式切换前车轮转角计算得到；
P3(x3,y3)是转向模式切换前根据不同的目标转向模式确定的车辆瞬时转向中心的第二位置，具体为，当目标转向模式是前轮转向时x3＝-lr，当目标转向模式是后轮转向时x3＝lf，当目标转向模式是四轮转向时-lr＜x3＜lf；
P1(x1,y1),P2(x2,y2)是B样条曲线的另外两个控制顶点。
根据控制点信息，建立基于B样条曲线的车辆瞬时转向中心切换轨迹。
可选地，车辆瞬时转向中心切换轨迹，具体为：
Figure BDA0003437943480000091
其中：j代表B样条曲线阶次；Pv(v＝0,1n)表示B样条曲线的控制顶点，其中n＝3；u表示节点矢量，u∈[0,1]；Nv,j(u)代表j次规范B样条基函数，采用Cox-de Boor递推算法获取。
可选地，根据车辆瞬时转向中心切换轨迹，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型，包括：
在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，以B样条曲线的控制点信息作为优化变量，构建车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型；
基于多目标粒子群优化算法对车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型进行处理，获取一条最优的车辆瞬时转向中心切换轨迹；
通过B样条曲线的分量表达式，对最优的车辆瞬时转向中心切换轨迹进行计算，得到车辆瞬时转向中心切换轨迹的位置坐标。
可选地，车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型包括：
min(f1(X),f2(X))
Figure BDA0003437943480000101
Figure BDA0003437943480000102
其中，X为控制点信息；
LTR为车辆横向载荷转移率；
f1(X)为稳定性冲击率；
f2(X)＝Δt为切换时间。
可选地，基于车辆车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的关系，根据车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹，包括：
在转向模式切换过程中，根据车辆转角和车辆瞬时转向中心切换轨迹的位置坐标的对应关系，根据车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹；
其中，
Figure BDA0003437943480000103
其中：δi为车轮转角；
(xi，yi)为各车轮在车辆坐标系下的坐标值；
(xICR,yICR)为车辆瞬时转向中心在车辆坐标系下的坐标值；
i＝fl,fr,rl,rr分别代表车辆的左前轮、右前轮、左后轮和右后轮。
图2是本发明的另一种车辆转向模式的切换方法实施例的步骤流程图，如图2所示，该车辆转向模式的切换方法包括：
S1：接收转向模式切换信号，其中，切换信号包括目标转向模式；
S2：基于B样条理论构造四轮独立转向车辆瞬时转向中心的切换轨迹；
基于B样条曲线的车辆瞬时转向中心切换轨迹Q(u)如下所示：
Figure BDA0003437943480000104
式中：j代表B样条曲线阶次；Pv(v＝0,1n)表示B样条曲线的控制顶点，其中n＝3；u表示节点矢量，u∈[0,1]；Nv,j(u)代表j次规范B样条基函数，采用Cox-deBoor递推算法获取。
要想获取到Q(u)，需要知道4个控制顶点P0(x0,y0),P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3)，其中(xk,yk)代表控制顶点在车辆坐标系下的横纵向位置，定义车辆重心位置是车辆坐标系的原点。
P0(x0,y0)是转向模式切换前车辆瞬时转向中心的位置，通过转向模式切换前车轮转角计算得到。
P3(x3,y3)是转向模式切换前车辆瞬时转向中心的位置，当目标转向模式是前轮转向时x3＝-lr，当目标转向模式是后轮转向时x3＝lf，当目标转向模式是四轮转向时-lr＜x3＜lf。P1(x1,y1),P2(x2,y2)是B样条曲线的另外两个控制顶点。
因此，构造一条车辆瞬时转向中心切换轨迹Q(u)，即B样条曲线切换轨迹的设计变量X为：
X＝(x1,y1,x2,y2,x3,y3) (2)
对设计变量X的变化范围作如下定义。
Figure BDA0003437943480000111
式中：lf,lr分别表示车辆前轮和后轮到车辆重心之间的距离。
S3：以转向模式切换过程中稳定性冲击率最小和切换时间最短为优化目标，建立车辆瞬时转向中心切换轨迹的多目标优化模型；
S4：通过多目标优化算法得到车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹；
以车辆横向载荷转移率(LTR)指标评价车辆稳定性状态，在转向模式切换过程中，将车辆稳定性冲击率定义为车辆LTR的最大变化率f1(X)，如下所示。
Figure BDA0003437943480000112
以转向模式切换过程中稳定性冲击率f1(X)最小和切换时间f2(X)＝Δt最短为车辆瞬时转向中心切换轨迹的两个优化目标，以B样条曲线控制顶点的参数X作为优化变量，构建车辆瞬时转向中心切换轨迹的多目标优化模型，如下所示。
Figure BDA0003437943480000121
基于多目标粒子群优化算法求解上述优化模型，获取一条最优的车辆瞬时转向中心切换轨迹Q(u)，再通过B样条曲线的分量表达式求解车辆瞬时转向中心切换轨迹的位置坐标(xICR,yICR)，如下所示。
Figure BDA0003437943480000122
式中：
Figure BDA0003437943480000123
S5：根据转向模式切换过程中四个车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的运动关系，获取四轮独立转向车辆四个车轮转角的最优切换轨迹。
转向模式切换过程中，四轮独立转向车辆四个车轮转角δk能够通过车辆瞬时转向中心位置进行表征，如下所示：
Figure BDA0003437943480000124
式中：(xi,yi),(xICR,yICR)分别代表车轮和瞬时转向中心在车辆坐标系下的坐标值；i＝fl,fr,rl,rr分别代表车辆的左前轮、右前轮、左后轮和右后轮。
基于公式(7)和获得的最优车辆瞬时转向中心切换轨迹(xICR,yICR)，得到四轮独立转向车辆四个车轮转角的最优切换轨迹，实现对车辆转向模式的动态切换。
本发明实施例中克服非平滑切换轨迹的局限性，降低转向模式切换对车辆稳定性冲击的影响，同时通过最小化转向模式切换时间提高四轮独立转向车辆的机动能力。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
本发明实施例提供的车辆转向模式的切换方法，通过接收转向模式切换指令，其中，转向模式切换指令包括目标转向模式；根据目标转向模式，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹；在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，根据车辆瞬时转向中心切换轨迹，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型；根据车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型，对车辆瞬时转向中心切换轨迹进行优化，得到车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹；基于车辆车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的关系，根据车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹，车辆可以对转向模式进行动态切换。
本发明另一实施例提供一种车辆转向模式的切换装置，用于执行上述实施例提供的车辆转向模式的切换方法。
参照图3，示出了本发明的一种车辆转向模式的切换装置实施例的结构框图，该装置具体可以包括如下模块：接收模块301、第一确定模块302、第二确定模块303、优化模块304和切换模块305，其中：
接收模块301用于接收转向模式切换指令，其中，转向模式切换指令包括目标转向模式；
第一确定模块302用于根据目标转向模式，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹；
第二确定模块303用于在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，根据车辆瞬时转向中心切换轨迹，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹优化模型；
优化模块304用于根据多模式切换优化模型，对车辆瞬时转向中心切换轨迹进行优化，得到车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹；
切换模块305用于基于车辆车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的关系，根据车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹。
本发明实施例提供的车辆转向模式的切换装置，通过接收转向模式切换指令，其中，转向模式切换指令包括目标转向模式；根据目标转向模式，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹；在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，根据车辆瞬时转向中心切换轨迹，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型；根据多模式切换优化模型，对车辆瞬时转向中心切换轨迹进行优化，得到车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹；基于车辆车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的关系，根据车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹，车辆可以根据转向模式进行动态切换。
本发明又一实施例对上述实施例提供的车辆转向模式的切换装置做进一步补充说明。
可选地，第一确定模块用于：
根据目标转向模式，获取车辆的控制点信息；其中，控制点信息包括切换前的控制点信息和目标转向模式的控制点信息；
根据控制点信息，建立基于B样条曲线的车辆瞬时转向中心切换轨迹。
可选地，车辆瞬时转向中心切换轨迹，具体为：
Figure BDA0003437943480000141
其中：j代表B样条曲线阶次；Pv(v＝0,1n)表示B样条曲线的控制顶点，其中n＝3；u表示节点矢量，u∈[0,1]；Nv,j(u)代表j次规范B样条基函数，采用Cox-de Boor递推算法获取。
可选地，车辆的控制点信息包括：4个控制顶点P0(x0,y0),P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3)，
其中，(xk,yk)代表控制顶点在车辆坐标系下的横纵向位置；
P0(x0,y0)是转向模式切换前车辆瞬时转向中心的第一位置，通过转向模式切换前车轮转角计算得到；
P3(x3,y3)是转向模式切换前根据不同的目标转向模式确定的车辆瞬时转向中心的第二位置，具体为，当目标转向模式是前轮转向时x3＝-lr，当目标转向模式是后轮转向时x3＝lf，当目标转向模式是四轮转向时-lr＜x3＜lf；
P1(x1,y1),P2(x2,y2)是B样条曲线的另外两个控制顶点。
可选地，第二确定模块用于：
在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，以B样条曲线的控制点信息的参数X作为优化变量，构建车辆瞬时转向中心切换轨迹的多模式切换优化模型；
基于多目标粒子群优化算法对车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型进行处理，获取一条最优的车辆瞬时转向中心切换轨迹；
通过B样条曲线的分量表达式，对最优的车辆瞬时转向中心切换轨迹进行计算，得到车辆瞬时转向中心切换轨迹的位置坐标。
可选地，车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型：
min(f1(X),f2(X))
Figure BDA0003437943480000151
Figure BDA0003437943480000152
其中，X为控制点信息；
LTR为车辆横向载荷转移率；
f1(X)为稳定性冲击率；
f2(X)＝Δt为切换时间。
可选地，切换模块用于：
在转向模式切换过程中，根据车辆转角和车辆瞬时转向中心切换轨迹的位置坐标的对应关系，根据车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹；
其中，
Figure BDA0003437943480000161
其中：δi为车轮转角；
(xi，yi)为各车轮在车辆坐标系下的坐标值；
(xICR,yICR)为车辆瞬时转向中心在车辆坐标系下的坐标值；
i＝fl,fr,rl,rr分别代表车辆的左前轮、右前轮、左后轮和右后轮。
需要说明的是，本实施例中各可实施的方式可以单独实施，也可以在不冲突的情况下以任意组合方式结合实施本申请不做限定。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本发明实施例提供的车辆转向模式的切换装置，通过接收转向模式切换指令，其中，转向模式切换指令包括目标转向模式；根据目标转向模式，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹；在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，根据车辆瞬时转向中心切换轨迹，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型；根据车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型，对车辆瞬时转向中心切换轨迹进行优化，得到车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹；基于车辆车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的关系，根据车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹，车辆可以根据转向模式进行动态切换。
本发明再一实施例提供一种终端设备，用于执行上述实施例提供的车辆转向模式的切换方法。
图4是本发明的一种终端设备的结构示意图，如图4所示，该终端设备包括：至少一个处理器401和存储器402；
存储器存储计算机程序；至少一个处理器执行存储器存储的计算机程序，以实现上述实施例提供的车辆转向模式的切换方法。
本实施例提供的终端设备，通过接收转向模式切换指令，其中，转向模式切换指令包括目标转向模式；根据目标转向模式，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹；在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，根据车辆瞬时转向中心切换轨迹，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型；根据车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型，对车辆瞬时转向中心切换轨迹进行优化，得到车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹；基于车辆车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的关系，根据车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹，车辆可以根据转向模式进行动态切换。
本申请又一实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被执行时实现上述任一实施例提供的车辆转向模式的切换方法。
根据本实施例的计算机可读存储介质，通过接收转向模式切换指令，其中，转向模式切换指令包括目标转向模式；根据目标转向模式，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹；在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，根据车辆瞬时转向中心切换轨迹，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型；根据车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型，对车辆瞬时转向中心切换轨迹进行优化，得到车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹；基于车辆车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的关系，根据车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹，车辆可以根据转向模式进行动态切换。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、电子设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理电子设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理电子设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理电子设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理电子设备上，使得在计算机或其他可编程电子设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程电子设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者电子设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者电子设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者电子设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种车辆转向模式的切换方法和一种车辆转向模式的切换装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种车辆转向模式的切换方法，其特征在于，所述方法包括：
接收转向模式切换指令，其中，所述转向模式切换指令包括目标转向模式；
根据所述目标转向模式，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹；
在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，根据所述车辆瞬时转向中心切换轨迹，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型；
根据所述车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型，对所述车辆瞬时转向中心切换轨迹进行优化，得到车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹；
基于车辆车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的关系，根据所述车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标转向模式，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹，包括：
根据所述目标转向模式，获取车辆的控制点信息；其中，所述控制点信息包括转向模式切换前的控制点信息和目标转向模式下的控制点信息；
根据所述控制点信息，建立基于B样条曲线的车辆瞬时转向中心切换轨迹。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述车辆瞬时转向中心切换轨迹，具体为：
Figure FDA0003437943470000011
其中：j代表B样条曲线阶次；Pv(v＝0,1n)表示B样条曲线的控制顶点，其中n＝3；u表示节点矢量，u∈[0,1]；Nv,j(u)代表j次规范B样条基函数，采用Cox-deBoor递推算法获取。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述车辆的控制点信息包括：4个控制顶点P0(x0,y0),P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3)，
其中，(xk,yk)代表控制顶点在车辆坐标系下的横纵向位置；
P0(x0,y0)是转向模式切换前车辆瞬时转向中心的第一位置，通过转向模式切换前车轮转角计算得到；
P3(x3,y3)是转向模式切换前根据不同的目标转向模式确定的车辆瞬时转向中心的第二位置，具体为，当目标转向模式是前轮转向时x3＝-lr，当目标转向模式是后轮转向时x3＝lf，当目标转向模式是四轮转向时-lr＜x3＜lf；
P1(x1,y1),P2(x2,y2)是B样条曲线的另外两个控制顶点。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆瞬时转向中心切换轨迹，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型，包括：
在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，以B样条曲线的控制点信息作为优化变量，构建车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型；
基于多目标粒子群优化算法对所述车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型进行处理，获取一条最优的车辆瞬时转向中心切换轨迹；
通过B样条曲线的分量表达式，对最优的车辆瞬时转向中心切换轨迹进行计算，得到车辆瞬时转向中心切换轨迹的位置坐标。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型：
min(f1(X),f2(X))
Figure FDA0003437943470000021
Figure FDA0003437943470000022
其中，X为控制点信息；
LTR为车辆横向载荷转移率；
f1(X)为稳定性冲击率；
f2(X)＝Δt为切换时间。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于车辆车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的关系，根据所述车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹，包括：
在转向模式切换过程中，根据车辆转角和车辆瞬时转向中心切换轨迹的位置坐标的对应关系，根据所述车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹；
其中，
Figure FDA0003437943470000031
其中：δi为车轮转角；
(xi，yi)为各车轮在车辆坐标系下的坐标值；
(xICR,yICR)为车辆瞬时转向中心在车辆坐标系下的坐标值；
i＝fl,fr,rl,rr分别代表车辆的左前轮、右前轮、左后轮和右后轮。
8.一种车辆转向模式的切换装置，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于接收转向模式切换指令，其中，所述转向模式切换指令包括目标转向模式；
第一确定模块，用于根据所述目标转向模式，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹；
第二确定模块，用于在转向模式切换过程中稳定性冲击率小于第一预设值和切换时间小于第二预设值的情况下，根据所述车辆瞬时转向中心切换轨迹，确定车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型；
优化模块，用于根据所述车辆瞬时转向中心切换轨迹的优化模型，对所述车辆瞬时转向中心切换轨迹进行优化，得到车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹；
切换模块，用于基于车辆车轮转角与车辆瞬时转向中心位置的关系，根据所述车辆瞬时转向中心的最优切换轨迹，确定车辆车轮转角的最优切换轨迹。
9.一种终端设备，其特征在于，包括：至少一个处理器和存储器；
所述存储器存储计算机程序；所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现权利要求1-7中任一项所述的车辆转向模式的切换方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现权利要求1-7中任一项所述的车辆转向模式的切换方法。
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