CN114435460A - 一种自动泊车场景下的方向盘控制方法 - Google Patents

一种自动泊车场景下的方向盘控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及一种自动泊车场景下的方向盘控制方法，所述方法包括：获取车辆最新的停车规划状态信息作为对应的第一状态数据，并获取车辆的实时车速信息作为对应的第一车速v；根据第一状态数据和第一车速v对用于标识自动泊车场景的第二状态数据进行设置；当第二状态数据据为开启状态时，对车辆进行第一方向盘控制处理；并在第一方向盘控制处理的过程中，对最新的第二状态数据进行持续跟踪，若最新的第二状态数据为关闭状态则停止第一方向盘控制处理。通过本发明，给出了一种在自动泊车场景下控制车辆原地旋转的处理机制。

Description

一种自动泊车场景下的方向盘控制方法
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，特别涉及一种自动泊车场景下的方向盘控制方法。
背景技术
在人工泊车场景下，会出现停车换挡并于车辆当前位置控制车辆进行原地旋转的操作。对应的，在自动驾驶过程中也应实现类似人工泊车场景的自动泊车场景。而要在不受人工干预的情况下实现自动泊车，就需要给出一个在自动泊车场景下的方向盘控制机制用以实现在车辆当前位置控制车辆进行原地旋转的操作。
发明内容
本发明的目的，就是针对现有技术的缺陷，提供一种自动泊车场景下的方向盘控制方法、电子设备及计算机可读存储介质，通过本发明，给出了一种在自动泊车场景下通过控制方向盘来实现车辆原地旋转的控制机制，并通过对转向速度的控制来保证原地旋转的操作时间不至于过长。
为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供了一种自动泊车场景下的方向盘控制方法，所述方法包括：
获取车辆最新的停车规划状态信息作为对应的第一状态数据，并获取车辆的实时车速信息作为对应的第一车速v；
根据所述第一状态数据和所述第一车速v对用于标识自动泊车场景的第二状态数据进行设置；
当所述第二状态数据据为开启状态时，对车辆进行第一方向盘控制处理；并在所述第一方向盘控制处理的过程中，对最新的第二状态数据进行持续跟踪，若最新的第二状态数据为关闭状态则停止所述第一方向盘控制处理。
优选的，所述根据所述第一状态数据和所述第一车速v对用于标识自动泊车场景的第二状态数据进行设置，具体包括：
当所述第一状态数据为停车规划状态且所述第一车速v小于预设的第一阈值时，设置所述第二状态数据为开启状态；
当所述第一状态数据为行驶规划状态或所述第一车速v不小于所述第一阈值时，设置所述第二状态数据为关闭状态。
进一步的，根据权利要求2所述的自动泊车场景下的方向盘控制方法，其特征在于，所述第一阈值默认为0.2米/秒。
优选的，所述对车辆进行第一方向盘控制处理，具体包括：
获取当前时刻ti的车辆规划目标转角信息、车辆实时转角信息和车辆实时转速信息作为对应的第一目标转角α、第一实时转角α′i和第一实时转速ω′i；
计算所述第一目标转角α和所述第一实时转角α′i的差值生成对应的第一转角差Δαi，Δαi＝(α-α′i)；
计算所述第一转角差Δαi的绝对值和预设的转速/转角差比值系数k的乘积生成对应的第一绝对转速si，si＝k*|Δαi|；
从所述第一绝对转速si和预设的最小转速ωmin中选出最大值作为对应的第一目标转速ωi，ωi＝max(si，ωmin)，ωmin>0；
根据所述第一转角差Δαi和所述第一目标转速ωi计算生成对应的第一控制角度βi+1，
若Δαi>0则βi+1＝βi+ωi*Δt，
若Δαi≤0则βi+1＝βi-ωi*Δt，
其中，在i≠1时βi为上一时刻计算出的第一控制角度值，在i＝1时βi为一个预设的初始值，Δt为预设的前后时刻时间差；
根据所述第一控制角度βi+1对车辆方向盘的实时转角进行控制。
进一步的，所述方法还包括：
在获取了与当前时刻ti对应的所述第一目标转角α、所述第一实时转角α′i和所述第一实时转速ω′i时，若所述第一目标转角α和所述第一实时转角α′i的绝对差值低于预设的第二阈值，且所述第一实时转速ω′i的绝对值低于预设的第三阈值，则将所述第二状态数据设置为关闭状态。
进一步优选的，所述第二阈值默认为10度；
所述第三阈值默认为5度/秒。
本发明实施例第二方面提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器和收发器；
所述处理器用于与所述存储器耦合，读取并执行所述存储器中的指令，以实现上述第一方面所述的方法步骤；
所述收发器与所述处理器耦合，由所述处理器控制所述收发器进行消息收发。
本发明实施例第三方面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存储有计算机指令，当所述计算机指令被计算机执行时，使得所述计算机执行上述第一方面所述的方法的指令。
本发明实施例提供了一种自动泊车场景下的方向盘控制方法、电子设备及计算机可读存储介质，基于车辆最新的停车规划状态信息和实时车速信息来确认车辆是否进入自动泊车场景，若确认进入则基于车辆当前时刻的车辆规划目标转角信息、车辆实时转角信息和车辆实时转速信息控制车辆进行原地旋转操作，并在操作过程中以车辆最小转速为界对转速进行限制防止车辆越靠近规划目标转角越慢；并在操作过程中通过对停车规划状态信息、车辆规划目标转角与实时转角的角度差、车辆实时转速大小等信息的持续判断来确认是否退出自动泊车场景，若确认退出则立即停止车辆原地旋转操作。通过本发明，给出了一种对自动泊车场景的确认和退出处理机制，给出了一种在自动泊车场景下控制车辆原地旋转的处理机制，并通过对转角速度的控制来保证车辆原地旋转的操作时间不至于过长，提高了自动泊车效率。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种自动泊车场景下的方向盘控制方法示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
车辆自动驾驶系统通过本发明实施例一提供一种自动泊车场景下的方向盘控制方法，可以对车辆是否进入或退出自动泊车场景进行确认，可以在自动泊车场景下控制车辆进行原地旋转；图1为本发明实施例一提供的一种自动泊车场景下的方向盘控制方法示意图，如图1所示，本方法主要包括如下步骤：
步骤1，获取车辆最新的停车规划状态信息作为对应的第一状态数据，并获取车辆的实时车速信息作为对应的第一车速v。
这里，先对车辆自动驾驶系统中与车辆转向控制有关的模块进行简要说明，与车辆转向控制有关的模块至少应包括底盘模块、规划模块、控制模块和方向盘；其中，底盘模块用于获取车辆的实时转向角度和实时转速；规划模块用于根据底盘模块的实时反馈信息对车辆转向进行转速规划；控制模块则根据规划模块输出的规划转速算出对应的方向盘控制转角，并基于方向盘控制转角产生对应的方向盘控制指令；方向盘则根据控制模块输出的方向盘控制指令中的方向盘控制转角进行对应的方向盘转向处理从而控制车辆进行对应的转向。
停车规划状态信息为存储于系统本地的一个状态信息，该状态信息包括停车规划状态和行驶规划状态。若被设为停车规划状态说明自动驾驶系统有停车操作，若为设为行驶规划状态说明自动驾驶系统有行驶操作。规划模块会对停车规划状态信息进行持续轮询并将轮询结果作为第一状态数据，所以第一状态数据实际是一个持续更新的状态数据。规划模块还会通过底盘模块对车辆的实时车速信息进行持续获取作为对应的第一车速v，这里的第一车速v默认为一个实数也就是实时车速向量的模。
步骤2，根据第一状态数据和第一车速v对用于标识自动泊车场景的第二状态数据进行设置；
具体包括：当第一状态数据为停车规划状态且第一车速v小于预设的第一阈值时，设置第二状态数据为开启状态；当第一状态数据为行驶规划状态或第一车速v不小于第一阈值时，设置第二状态数据为关闭状态；其中，第一阈值默认为0.2米/秒。
这里，第二状态数据为存储于系统本地的一个状态信息，该信息包括开启和关闭两种状态；第二状态数据若为被设为开启状态，说明已经确认进入自动泊车场景；第二状态数据若为被设为关闭状态，说明已经确认退出自动泊车场景。
规划模块在每得到一组新的第一状态数据和第一车速v时，都会基于二者对车辆是否进入或退出自动泊车场景进行一次确认；当第一状态数据为停车规划状态且第一车速v小于第一阈值(0.2米/秒)时，说明当前车辆有停车规划且当前车速够慢(低于0.2米/秒)满足停车状态下控制车辆进行原地旋转的车速条件，这种情况下规划模块会将第二状态数据设为开启状态用于标识车辆已经确认进入自动泊车场景；当第一状态数据为行驶规划状态或第一车速v不小于第一阈值时，说明当前车辆要么没有停车规划、要么当前车速不够慢不满足停车状态下控制车辆进行原地旋转的车速条件，这几种情况下规划模块都会将第二状态数据设为关闭状态用于标识车辆已经确认退出自动泊车场景。
步骤3，当第二状态数据据为开启状态时，对车辆进行第一方向盘控制处理；并在第一方向盘控制处理的过程中，对最新的第二状态数据进行持续跟踪，若最新的第二状态数据为关闭状态则停止第一方向盘控制处理。
这里，当第二状态数据据为开启状态时说明车里已经确认进入自动泊车场景，规划模块与控制模块会通过第一方向盘控制处理控制车辆进行原地旋转。在第一方向盘控制处理过程中，规划模块还对第二状态数据进行实时监控，一旦发现第二状态数据变为关闭状态，立即停止正在进行中的第一方向盘控制处理。
其中，对车辆进行第一方向盘控制处理，具体包括：
步骤A1，获取当前时刻ti的车辆规划目标转角信息、车辆实时转角信息和车辆实时转速信息作为对应的第一目标转角α、第一实时转角α′i和第一实时转速ω′i；
这里，规划模块在每次车辆原地旋转的控制过程也就是在每次第一方向盘控制处理之前，都会基于已知的车辆当前朝向角和车辆目标朝向角的角度差算出本次车辆原地旋转也就是本次第一方向盘控制处理的车辆规划目标转角信息也就是第一目标转角α，这个第一目标转角α在当次第一方向盘控制处理的过程中是不变的，也就是说在当次第一方向盘控制处理过程中的任意时刻ti得到的第一目标转角α都是相同的；另外，规划模块在每次车辆原地旋转的控制过程也就是在每次第一方向盘控制处理的过程中，可通过底盘模块获取当前过程中任意时刻ti的车辆实时转角信息和实时转速信息也就是第一实时转角α′i和第一实时转速ω′i；
步骤A2，计算第一目标转角α和第一实时转角α′i的差值生成对应的第一转角差Δαi，Δαi＝(α-α′i)；
这里第一目标转角α每次第一方向盘控制处理的过程中是不变的，车辆从起始角度朝着目标角度旋转时第一实时转角α′i会越来越大，那么第一转角差Δαi就会越来越小，在Δαi＝0时说明车辆旋转达到目标角度；
步骤A3，计算第一转角差Δαi的绝对值和预设的转速/转角差比值系数k的乘积生成对应的第一绝对转速si，si＝k*|Δαi|；
这里，转速/转角差比值系数k是一个预设的经验常数，第一转角差Δαi是一个转角差，k*|Δαi|则是一个换算后的转速；
步骤A4，从第一绝对转速si和预设的最小转速ωmin中选出最大值作为对应的第一目标转速ωi，ωi＝max(si，ωmin)，ωmin＞0；
这里，在每次车辆原地旋转的控制过程也就是在每次第一方向盘控制处理的过程中，第一转角差Δαi会越来越小，对应的第一绝对转速si也会越来越小，如若直接将第一绝对转速si当做目标转速输出则会使得车辆越靠近目标角度转得越慢、耗费的时间也越长；为解决这个问题，本发明实施例一特定设置了最小转速ωmin来与第一绝对转速si比较，通过取二者中的较大值来保证第一目标转速ωi不会持续变得过小；
步骤A5，根据第一转角差Δαi和第一目标转速ωi计算生成对应的第一控制角度βi+1，
若Δαi＞0则βi+1＝βi+ωi*Δt，
若Δαi≤0则βi+1＝βi-ωi*Δt，
其中，在i≠1时βi为上一时刻计算出的第一控制角度值，在i＝1时βi为一个预设的初始值，Δt为预设的前后时刻时间差；
这里，第一控制角度就是对方向盘的旋转控制角度，ωi*Δt实际就是以第一目标转速ωi为平均转速在单位时段Δt内完成的旋转角度总和；Δαi＞0说明仍朝着方向盘的当前旋转方向继续旋转，Δαi＜0说明朝着方向盘的当前旋转方向反向旋转；
步骤A6，根据第一控制角度βi+1对车辆方向盘的实时转角进行控制。
这里，规划模块将第一控制角度βi+1送至控制模块，并由控制模块基于该第一控制角度βi+1产生对应的方向盘控制指令下发到方向盘，再由方向盘根据方向盘控制指令进行对应的角度旋转从而控制车辆进行旋转。
另外，本发明实施例一为了能让车辆在每次车辆原地旋转的控制过程也就是在每次第一方向盘控制处理的过程中能及时退出自动泊车场景还给出了一种对第二状态数据的实时修改机制，该实时修改机制的步骤如下：
在获取了与当前时刻ti对应的第一目标转角α、第一实时转角α′i和第一实时转速ω′i时，若第一目标转角α和第一实时转角α′i的绝对差值低于预设的第二阈值，且第一实时转速ω′i的绝对值低于预设的第三阈值，则将第二状态数据设置为关闭状态；其中，第二阈值默认为10度；第三阈值默认为5度/秒。
这里，规划模块在每次得到第一目标转角α、第一实时转角α′i和第一实时转速ω′i时，都会基于两个阈值对第一目标转角α和第一实时转角α′i的绝对差值和第一实时转速ω′i进行判断；如果第一目标转角α和第一实时转角α′i的绝对差值低于预设的第二阈值且第一实时转速ω′i的绝对值低于预设的第三阈值，就说明车辆在本次第一方向盘控制处理的过程中已经快要旋转到目标角度了，考虑到车辆惯性需要提前对第二状态数据进行切换。
在将第二状态数据设为关闭状态之后，规划模块会停止正在进行中的第一方向盘控制处理，同时将停车规划状态信息修改成行驶规划状态，并通过控制模块控制车辆以小于第一阈值(0.2米/秒)的车速从当前位置沿当前角度行驶到下一个需要继续原地旋转的位置，并在达到下一个位置时将停车规划状态信息修改成停车规划状态，从而进入下一个自动泊车场景进行下一次第一方向盘控制处理。
图2为本发明实施例二提供的一种电子设备的结构示意图。该电子设备可以为前述的终端设备或者服务器，也可以为与前述终端设备或者服务器连接的实现本发明实施例方法的终端设备或服务器。如图2所示，该电子设备可以包括：处理器301(例如CPU)、存储器302、收发器303；收发器303耦合至处理器301，处理器301控制收发器303的收发动作。存储器302中可以存储各种指令，以用于完成各种处理功能以及实现前述方法实施例描述的处理步骤。优选的，本发明实施例涉及的电子设备还包括：电源304、系统总线305以及通信端口306。系统总线305用于实现元件之间的通信连接。上述通信端口306用于电子设备与其他外设之间进行连接通信。
在图2中提到的系统总线305可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory)，例如至少一个磁盘存储器。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)、图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
需要说明的是，本发明实施例还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指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中提供的方法和处理过程。
本发明实施例还提供一种运行指令的芯片，该芯片用于执行前述方法实施例描述的处理步骤。
本发明实施例提供了一种自动泊车场景下的方向盘控制方法、电子设备及计算机可读存储介质，基于车辆最新的停车规划状态信息和实时车速信息来确认车辆是否进入自动泊车场景，若确认进入则基于车辆当前时刻的车辆规划目标转角信息、车辆实时转角信息和车辆实时转速信息控制车辆进行原地旋转操作，并在操作过程中以车辆最小转速为界对转速进行限制防止车辆越靠近规划目标转角越慢；并在操作过程中通过对停车规划状态信息、车辆规划目标转角与实时转角的角度差、车辆实时转速大小等信息的持续判断来确认是否退出自动泊车场景，若确认退出则立即停止车辆原地旋转操作。通过本发明，给出了一种对自动泊车场景的确认和退出处理机制，给出了一种在自动泊车场景下控制车辆原地旋转的处理机制，并通过对转角速度的控制来保证车辆原地旋转的操作时间不至于过长，提高了自动泊车效率。
专业人员应该还可以进一步意识到，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、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。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发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动泊车场景下的方向盘控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取车辆最新的停车规划状态信息作为对应的第一状态数据，并获取车辆的实时车速信息作为对应的第一车速v；
根据所述第一状态数据和所述第一车速v对用于标识自动泊车场景的第二状态数据进行设置；
当所述第二状态数据据为开启状态时，对车辆进行第一方向盘控制处理；并在所述第一方向盘控制处理的过程中，对最新的第二状态数据进行持续跟踪，若最新的第二状态数据为关闭状态则停止所述第一方向盘控制处理。
2.根据权利要求1所述的自动泊车场景下的方向盘控制方法，其特征在于，所述根据所述第一状态数据和所述第一车速v对用于标识自动泊车场景的第二状态数据进行设置，具体包括：
当所述第一状态数据为停车规划状态且所述第一车速v小于预设的第一阈值时，设置所述第二状态数据为开启状态；
当所述第一状态数据为行驶规划状态或所述第一车速v不小于所述第一阈值时，设置所述第二状态数据为关闭状态。
3.根据权利要求2所述的自动泊车场景下的方向盘控制方法，其特征在于，所述第一阈值默认为0.2米/秒。
4.根据权利要求1所述的自动泊车场景下的方向盘控制方法，其特征在于，所述对车辆进行第一方向盘控制处理，具体包括：
获取当前时刻ti的车辆规划目标转角信息、车辆实时转角信息和车辆实时转速信息作为对应的第一目标转角α、第一实时转角α′i和第一实时转速ω′i；
计算所述第一目标转角α和所述第一实时转角α′i的差值生成对应的第一转角差Δαi,Δαi＝(α-α′i)；
计算所述第一转角差Δαi的绝对值和预设的转速/转角差比值系数k的乘积生成对应的第一绝对转速si,si＝k*|Δαi|；
从所述第一绝对转速si和预设的最小转速ωmin中选出最大值作为对应的第一目标转速ωi，ωi＝max(si,ωmin)，ωmin>0；
根据所述第一转角差Δαi和所述第一目标转速ωi计算生成对应的第一控制角度βi+1，
若Δαi>0则βi+1＝βi+ωi*Δt，
若Δαi≤0则βi+1＝βi-ωi*Δt，
其中，在i≠1时βi为上一时刻计算出的第一控制角度值，在i＝1时βi为一个预设的初始值，Δt为预设的前后时刻时间差；
根据所述第一控制角度βi+1对车辆方向盘的实时转角进行控制。
5.根据权利要求4所述的自动泊车场景下的方向盘控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在获取了与当前时刻ti对应的所述第一目标转角α、所述第一实时转角α′i和所述第一实时转速ω′i时，若所述第一目标转角α和所述第一实时转角α′i的绝对差值低于预设的第二阈值，且所述第一实时转速ω′i的绝对值低于预设的第三阈值，则将所述第二状态数据设置为关闭状态。
6.根据权利要求5所述的自动泊车场景下的方向盘控制方法，其特征在于，所述第二阈值默认为10度；所述第三阈值默认为5度/秒。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器和收发器；
所述处理器用于与所述存储器耦合，读取并执行所述存储器中的指令，以实现权利要求1-6任一项所述的方法步骤；
所述收发器与所述处理器耦合，由所述处理器控制所述收发器进行消息收发。
8.一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存储有计算机指令，当所述计算机指令被计算机执行时，使得所述计算机执行权利要求1-6任一项所述的方法的指令。
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