CN115157945B - 分体式飞行汽车线控底盘及其多操纵输入决策控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供分体式飞行汽车线控底盘及其多操纵输入决策控制方法，当线控底盘开机上电后，进行结构检测；若座舱与线控底盘挂载则会进入座舱检测模式，未挂载则会进入遥控器检测模式；座舱检测模式中若座舱急停摁钮触发则会进入紧急模式，未触发继续检测座舱控制摁钮是否触发；未触发则会进入遥控器检测模式，触发则会进入座舱控制模式；遥控器检测模式中若遥控器紧急摁钮触发则会进入紧急，未触发则会继续检测遥控器控制模式切换拨杆位置；若拨杆处于向上挡位则会进入独立指令转换模块控制模式，向下挡位则会进入遥控器控制模式。本发明通过设定分体式飞行汽车的四种控制模式及其优先级，防止了由分体式构型引起的多操纵输入决策控制冲突。

Description

分体式飞行汽车线控底盘及其多操纵输入决策控制方法

技术领域

本发明属于飞行汽车技术领域，具体涉及一种分体式飞行汽车线控底盘及其多操纵输入决策控制方法。

背景技术

分体式飞行汽车作为一种新型交通工具，其座舱与底盘机构或飞行器结合不仅可以地面上的常规行驶，而且可以实现垂直起降与飞行功能。当分体式飞行汽车在地面上行驶遇到拥堵状况或路面工况较差时，座舱可以脱离底盘机构与飞行器结合，直接飞行到达目的地，从而节省了路程时间并可以缓解路面拥堵问题。相比于一体式飞行汽车，分体式结构的飞行汽车在处于飞行状态时可以与底盘分离，从而实现了飞行部重量的降低以及整体气动外形的优化，提升其在空中的飞行灵活性以及续航时间。

然而，采用分体式结构则需要底盘机构在与座舱分离后拥有完全自主行驶的能力和二者结合后拥有人机共驾的能力。具体来说，这种结构需要底盘机构自主行驶到某一指定位置后等待飞行器将座舱送达并与座舱进行挂载，并在随后的行驶过程中可以进行人驾或自主行驶。此外，当底盘与座舱分离时，还需要一种远程操控的模式以保证其在无法完全自主驾驶的情况下能够通过人为操纵正常运行。这种需求在底盘初期开发与调试过程中尤为明显。总而言之，飞行汽车分体式的结构导致了底盘无论是在开发阶段、调试还是正常运行阶段均面临着多种操纵输入冲突的问题，所以需要一种多操纵输入决策控制方案来协调这些操纵输入来保证分体式飞行汽车能够实现其既定功能。

目前，最合适实现以上需求的底盘结构为线控底盘。线控底盘用电信号的形式来取代传统底盘中的部分机械、液压或气动等形式的连接，大大提升了底盘的可控能力，但随之而来的问题是可靠性的下降。这主要是由于线控底盘作为新兴产业，行业标准模糊，各类产品质量参差不齐，例如底盘整体架构、各类零部件以及最重要的安全系统不能得到保障。同时，分体式飞行汽车的底盘与座舱分离的结构以及多操纵输入的需求更加剧了线控底盘发生故障的风险。因此，这种方案在协调多种操纵输入的同时，还需要保证底盘在开发、调试与正常行驶过程中的行驶安全。

由于分体式飞行汽车的构型较为新颖，现阶段大多数多操纵输入控制决策方案大多是针对无人驾驶车辆的线控底盘。

中云智车科技有限公司提出了一种无人车线控底盘安全接管系统。该系统包括驱动接管模块、转向接管模块、制动接管模块和遥控器；驱动接管模块、转向接管模块和制动接管模块分别接收无人车上装下发的信号，根据信号判断驱动、转向和制动系统是否需要进入接管状态，此外，可通过遥控器向上述模块发出接管信号，对驱动、转向和制动系统进行主动接管，驱动接管模块、转向接管模块和制动接管模块分别向算法信号处理单元发出接管信号，算法信号处理单元计算出使能信号实际输出。本发明能够在面临行驶过程中的突发情况时进行主动和被动接管，充分保障车辆的行驶安全。

该技术存在以下缺点：

1.无法针对分体式飞行汽车座舱能与线控底盘分离这种构型进行多操纵输入决策控制。

2.遥控接管车辆仅用于紧急情况下保证车辆行驶安全，无法在线控底盘自主行驶能力缺失的情况下对车辆底盘的一些算法进行开发调试，例如制动防抱死算法等。

发明内容

针对现有存在的问题，本发明提供了一种分体式飞行汽车线控底盘及其多操纵输入决策控制方法：

针对分体式结构面临的多种操纵输入冲突的问题，本发明能够在分体式飞行汽车线控底盘的开发、调试以及正常运行的过程中，对其需要面对的多种操作输入进行协调。

针对线控底盘面临的可靠性下降的问题，本发明能够在线控底盘的硬件或软件出现故障时，保证分体式飞行汽车的行驶安全。

具体的技术方案为：

分体式飞行汽车线控底盘，包括独立指令转换模块，独立指令转换模块，电机控制器，轮毂电机，转向系统，制动系统，动力电池单元，DC/DC，遥控器，座舱控制台；

所述独立指令转换模块与CAN总线连接进行双向信号传递，发送命令到CAN总线上，对底盘的转向系统、制动系统与驱动系统进行控制；接收线控底盘其它部件发出的信息并进行后续处理；所述独立指令转换模块内置控制算法，通过接收上层决策规划信息实现底盘的完全自主行驶；

所述独立指令转换模块与CAN总线连接进行双向信号传递，接收遥控器发出的PWM信号并将其转换为CAN信号发送到CAN总线上；接收线控底盘其它部件发出的信息并进行后续处理；底盘中的转向系统、制动系统以及驱动系统均接收由独立指令转换模块发出的信号，从而实现遥控器对于底盘的控制；

所述转向系统包括转向电机、转向电机控制器以及相应的机械结构，其与CAN总线连接进行双向信号传递，通过接收CAN总线上的转向控制信号实现线控底盘的转向功能；将转向系统自身状态信息发送至CAN总线上；

所述制动系统包括主缸电机、主缸电机控制器、主缸以及相应的液压与机械结构，其与CAN总线连接进行双向信号传递，通过接收CAN总线上的制动控制信号实现线控底盘的制动功能；将制动系统自身状态信息发送至CAN总线上；

所述电机控制器与CAN总线连接进行双向信号传递，通过接收CAN总线上的电机控制信息；将自身信息与对应的轮毂电机信息发送到CAN总线上；所述电机控制控制器与对应的轮毂电机进行双向信号线连接以及单向高压供电线连接；所述电机控制器将接收的电机控制信息解析为轮毂电机能够处理的控制指令并发送至轮毂电机；接收对应轮毂电机反馈的状态信息；所述电机控制器接收来自动力电池单元的高压电并进行处理,从而实现对轮毂电机的供能；

所述轮毂电机均在车轮内部并与对应车轮具有直接机械连接；所述轮毂电机与电机控制器共同组成了线控底盘的驱动系统；

所述动力电池单元为线控底盘的供能系统，为DC/DC、电机控制器以及其对应的轮毂电机供电；

所述DC/DC接收来自动力电池单元的高压电，并对其进行降压，从而为独立指令转换模块、独立指令转换模块、转向系统、制动系统进行低压供电；

所述遥控器具有发出PWM信号的功能，在其面板上有多个拨杆以及摁钮，每个拨杆或摁钮的一个动作均代表着一个指令映射；所述遥控器将不同指令映射转换为相应的PWM信号发送到线控底盘的独立指令转换模块，从而实现对线控底盘的最终控制；

所述座舱控制台为分体式飞行汽车座舱中的控制台；所述座舱控制台在座舱挂载至线控底盘上时，与CAN总线进行双向连接，发送控制指令至CAN总线上；接收线控底盘反馈的信息，从而实现座舱挂载至线控底盘时对线控底盘进行人为控制，即人驾。

所述的分体式飞行汽车线控底盘的多操纵输入决策控制方法，包含座舱控制模式，即人驾；独立指令转换模块控制模式，即完全自主驾驶；遥控器控制模式；紧急模式；

当线控底盘开机上电后，进行结构检测；结构检测的主要目的是检测座舱是否与线控底盘进行挂载；若座舱与线控底盘挂载，则会进入座舱检测模式；若座舱与线控底盘未进行挂载，则会进入遥控器检测模式；

所述座舱检测模式是检测座舱控制台上的控制摁钮是否触发；首先检测的是座舱急停摁钮是否触发；若座舱急停摁钮触发，则会进入上述四种控制模式之一的紧急模式；若座舱急停摁钮未触发，则会继续进行座舱检测模式，继续检测的是座舱控制摁钮是否触发；座舱控制摁钮是否触发的意义主要是明确是否要通过座舱下发指令到线控底盘，即是否要人驾；若座舱控制摁钮未触发，则会进入遥控器检测模式；若座舱控制摁钮触发，则会进入上述四种控制模式之一的座舱控制模式；所述遥控器检测模式是指检测遥控器上摁钮或拨杆的状态；当进入遥控器检测模式后，首先检测遥控器紧急摁钮是否触发；若遥控器紧急摁钮触发，则会进入四种控制模式中的紧急模式；当进入紧急模式后，遥控器发送紧急模式PWM信号；独立指令转换模块接收紧急模式PWM信号并将其转换为紧急模式使能信号发送到CAN总线上，随后的步骤与触发座舱紧急摁钮情况相同；若遥控器紧急摁钮未触发，则会继续检测遥控器控制模式切换拨杆位置；若拨杆处于向上挡位，则会进入四种控制模式中的独立指令转换模块控制模式；若拨杆处于向下挡位，则会进入四种控制模式中的遥控器控制模式。

其中，所述座舱控制模式为，座舱向CAN总线发送座舱控制模式使能信号；进入座舱控制模式后，在驾驶舱内的乘员通过座舱控制台输入指令信息并将其发送至CAN总线上；随后，独立指令转换模块通过CAN总线收到指令信息进行处理，并将处理后的指令信息发送到轮毂电机控制器、转向电机控制器与主缸电机控制器；这三者被统一的看作为线控底盘的执行控制器层；控制指令经过控制器层的解析发送到轮毂电机、转向电机以及主缸电机这些执行器处，并转化为最终的执行器动作，从而实现通过座舱控制模式的功能；轮毂电机、转向电机以及主缸电机被统一看作为线控底盘的执行器层。

所述紧急模式是当线控底盘出现故障时，能够保证其安全刹停；此处故障指独立指令转换模块宕机，即其内部看门狗程序异常警报、驱动系统故障警报、转向系统故障警报、制动系统故障警报与独立指令转换模块内置算法解算出的控制量超出执行器执行范围；当座舱紧急摁钮被触发进入紧急状态后，由座舱控制台向CAN总线发送紧急模式使能信号；

线控底盘中的独立指令转换模块在接收到紧急模式使能信号后，会实时采集每一时刻的车速信息并进行判断；若此时车速大于20km/h，则独立指令转换模块向CAN总线上发送主缸制动压力1Mpa以及驱动力矩置0的控制指令；若此时车速小于20km/h，则独立指令转换模块向CAN总线上发送主缸制动压力3Mpa以及驱动力矩置0的控制指令；

当主缸电机控制器以及各个轮毂电机控制器从CAN总线上接收到相应的控制命令后，便将指令解析并发送给执行器；执行器在接收到解析后指令后进行相应的动作，从而实现在线控底盘出现故障时保障分体式飞行汽车行驶安全的功能。

所述独立指令转换模块控制模式即为完全自主行驶；当进行遥控器控制模式切换拨杆位置检测时，若拨杆处于向上挡位时，则遥控器发送独立指令转换模块控制模式PWM信号；独立指令转换模块接收独立指令转换模块控制模式PWM信号并将其转换为独立指令转换模块控制模式使能信号发送到CAN总线上；此时，独立指令转换模块接收上层规划信息并结合内置控制算法解算轮毂电机控制指令、转向电机控制指令以及主缸电机控制指令；此处的上层规划信息包括车速信息与车辆航向角信息；随后这些控制指令被发送到CAN总线上并被底盘的执行控制器层所接收；执行控制器层将这些指令解析为执行器层所能接收的控制指令来控制执行器动作，并最终实现完全自主行驶。

所述遥控器控制模式用来保证未挂载座舱的线控底盘在无法进行完全自主行驶的情况下能够正常运行；

当进行遥控器控制模式切换拨杆位置检测时，若拨杆处于向下挡位时，则遥控器发送遥控器控制模式PWM信号；独立指令转换模块接收遥控器控制模式PWM信号并将其转换为遥控器控制模式使能信号发送到CAN总线上；此时，通过操纵遥控器使其发送控制指令PWM信号至独立指令转换模块；独立指令转换模块将控制指令PWM信号转换为控制指令CAN信号发送至CAN总线；

这些控制指令CAN信号无法被执行控制层的控制器所接收，而是会被独立指令转换模块从CAN总线上采集下来作为其内部算法的参考控制量；此处使独立指令转换模块发送的CAN信号无法被执行控制器层所接受的方法为更换独立指令转换模块所发送CAN信号的CAN ID使其与轮毂电机、转向电机与主缸电机控制帧ID不同；

随后，经过独立指令转换模块的处理，其将经过处理后能够被执行控制器层所接收的控制指令发送到CAN总线上；执行控制器层将这些指令解析为执行器层所能接收的控制指令，并最终实现执行器的动作。

进一步的，将遥控器的信号输入到独立指令转换模块中，还能够在底盘在开发调试阶段进行算法调试；这些算法将遥控器发出的控制指令看作是一个参考控制量并对其进行一定处理，这导致了最终输出到执行控制器层的指令与遥控器发出的控制量并不相同；

当独立指令转换模块不需要进行算法开发调试时，遥控器输出的控制指令与独立指令转换模块输出的控制指令相同，即遥控器输出的控制指令被独立指令转换模块从CAN总线上采集后不进行任何处理，而是直接再次发送到CAN总线上；再次发送到CAN总线上的控制指令被执行控制器层所接收。

还包括周期性循环检测，是指每个采样周期内检测分体式飞行汽车的控制模式是否改变；此处的控制模式是否改变是指紧急模式、座舱控制模式、独立指令转换模块控制模式以及遥控器控制模式之间的相互切换；

根据各个模式的触发先后顺序判定模式的优先级，越先触发的模式优先级越高；当多种模式的使能信号同时出现，需要对模式的优先级进行仲裁，只有仲裁结果中优先级最高的模式的控制指令会被送到执行控制器层；

当座舱未被挂载时，优先级由高到低是紧急模式，遥控器控制模式与独立指令转换模块控制模式，后两者优先级相同；

当座舱被挂载时，优先级由高到底是紧急模式，座舱控制模式，遥控器控制模式与独立指令转换模块控制模式，后两者优先级相同。

其中，所述的优先级仲裁的方法为，当各个模式的使能信号触发后，赋予每个模式一个优先级数值，优先级越高则数值越大；当出现多个模式使能信号时，对模式的优先级数值进行比较，数值较大的即为高优先级模式。

本发明技术方案具有的有益效果：

1.本发明技术方案通过设定分体式飞行汽车的四种控制模式及其优先级，防止了由分体式构型引起的多操纵输入决策控制冲突。

2.本发明技术方案通过座舱控制模式以及独立指令转换模块控制模式的划分使分体式飞行汽车的线控底盘在有无座舱挂载的情况下均能完成既定目标

3.本发明技术方案通过紧急模式的设定可以使分体式飞行汽车在遇到线控底盘硬件或软件故障的情况下安全刹停，保障了其在地面上的行驶安全。

4.本发明技术方案所设定遥控器控制模式，不仅可以保证线控底盘在无法完全自主行驶的情况下能够正常行驶，还将遥控器发出的控制指令首先发送到独立指令转换模块中，经过独立指令转换模块处理后再发送至各个执行器处，提升了线控底盘在开发调试过程的效率。

附图说明

图1是实施例分体式飞行汽车总体构型；

图2是本发明分体式飞行汽车线控底盘架构；

图3是本发明分体式飞行汽车线控底盘多操纵输入决策控制方法流程图。

具体实施方式

结合实施例说明本发明的具体技术方案。如图1为所述分体式飞行汽车总体构型。本发明所涉及的分布式飞行汽车总体构型主要包括飞行器、座舱与线控底盘三部分。所述座舱与飞行器结合能够实现分体式飞行汽车提供垂直起降与空中飞行的能力。所述座舱与线控底盘结合能够实现分体式飞行汽车在路面上行驶的能力。

如图2，本发明所涉及到的分体式飞行汽车线控底盘主要包括独立指令转换模块，独立指令转换模块，电机控制器，轮毂电机，转向系统，制动系统，动力电池单元，DC/DC，遥控器，座舱控制台；

所述独立指令转换模块与CAN总线连接进行双向信号传递，发送命令到CAN总线上，对底盘的转向系统、制动系统与驱动系统进行控制；接收线控底盘其它部件发出的信息并进行后续处理。所述独立指令转换模块内置控制算法，通过接收上层决策规划信息实现底盘的完全自主行驶。

所述独立指令转换模块与CAN总线连接进行双向信号传递，接收遥控器发出的PWM信号并将其转换为CAN信号发送到CAN总线上；接收线控底盘其它部件发出的信息并进行后续处理。底盘中的转向系统、制动系统以及驱动系统均接收由独立指令转换模块发出的信号，从而实现遥控器对于底盘的控制。

所述转向系统包括转向电机、转向电机控制器以及相应的机械结构，其与CAN总线连接进行双向信号传递，通过接收CAN总线上的转向控制信号实现线控底盘的转向功能；将转向系统自身状态信息发送至CAN总线上。

所述制动系统包括主缸电机、主缸电机控制器、主缸以及相应的液压与机械结构，其与CAN总线连接进行双向信号传递，通过接收CAN总线上的制动控制信号实现线控底盘的制动功能；将制动系统自身状态信息发送至CAN总线上。

所述电机控制器与CAN总线连接进行双向信号传递，通过接收CAN总线上的电机控制信息；将自身信息与对应的轮毂电机信息发送到CAN总线上。所述电机控制控制器与对应的轮毂电机进行双向信号线连接以及单向高压供电线连接。所述电机控制器将接收的电机控制信息解析为轮毂电机能够处理的控制指令并发送至轮毂电机；接收对应轮毂电机反馈的状态信息。所述电机控制器接收来自动力电池单元的高压电并进行处理,从而实现对轮毂电机的供能。

所述轮毂电机均在车轮内部并与对应车轮具有直接机械连接。所述轮毂电机与电机控制器共同组成了线控底盘的驱动系统。

所述动力电池单元为线控底盘的供能系统，为DC/DC、电机控制器以及其对应的轮毂电机供电。

所述DC/DC接收来自动力电池单元的高压电，并对其进行降压，从而为独立指令转换模块、独立指令转换模块、转向系统、制动系统进行低压供电。

所述遥控器具有发出PWM信号的功能，在其面板上有多个拨杆以及摁钮，每个拨杆或摁钮的一个动作均代表着一个指令映射。所述遥控器将不同指令映射转换为相应的PWM信号发送到线控底盘的独立指令转换模块，从而实现对线控底盘的最终控制。

所述座舱控制台为分体式飞行汽车座舱中的控制台。所述座舱控制台在座舱挂载至线控底盘上时，与CAN总线进行双向连接，发送控制指令至CAN总线上；接收线控底盘反馈的信息，从而实现座舱挂载至线控底盘时对线控底盘进行人为控制，即人驾。

图3为所述分体式飞行汽车线控底盘多操纵输入决策控制方法流程图。

本发明中所提到的使能信号包括紧急模式使能PWM/CAN信号，座舱控制模式使能CAN信号，遥控器控制模式使能PWM/CAN信号，独立指令转换模块控制模式使能PWM/CAN信号。

本发明中所提到的控制指令信号包括座舱发送的轮毂电机CAN指令信号、转向电机CAN指令信号与主缸电机CAN指令信号，遥控器发送的轮毂电机PWM指令信号、转向电机PWM指令信号与主缸电机PWM指令信号，独立指令转换模块发送的轮毂电机CAN指令信号、转向电机CAN指令信号与主缸电机CAN指令信号，独立指令转换模块发送的轮毂电机CAN指令信号、转向电机CAN指令信号与主缸电机CAN指令信号。

本发明多提供的分体式飞行汽车线控底盘多操纵输入决策控制方法，包含座舱控制模式，即人驾；独立指令转换模块控制模式，即完全自主驾驶；遥控器控制模式；紧急模式。上述几种控制模式均用加粗宋体在图3中突出表示。

周期性循环检测是指每个采样周期内检测分体式飞行汽车的控制模式是否改变。此处的控制模式是否改变是指紧急模式、座舱控制模式、独立指令转换模块控制模式以及遥控器控制模式之间的相互切换。

根据各个模式的触发先后顺序判定模式的优先级，越先触发的模式优先级越高。当多种模式的使能信号同时出现，需要对模式的优先级进行仲裁，只有仲裁结果中优先级最高的模式的控制指令会被送到执行控制器层。此处优先级仲裁的方法包括但不限于当各个模式的使能信号触发后，赋予每个模式一个优先级数值，优先级越高则数值越大。当出现多个模式使能信号时，对模式的优先级数值进行比较，数值较大的即为高优先级模式。

当座舱未被挂载时，优先级由高到低是紧急模式，遥控器控制模式与独立指令转换模块控制模式(后两者优先级相同)。

当座舱被挂载时，优先级由高到底是紧急模式，座舱控制模式，遥控器控制模式与独立指令转换模块控制模式(后两者优先级相同)。

当线控底盘开机上电后，会进行结构检测。结构检测的主要目的是检测座舱是否与线控底盘进行挂载。若座舱与线控底盘挂载，则会进入座舱检测模式；若座舱与线控底盘未进行挂载，则会进入遥控器检测模式。

所述座舱检测模式是检测座舱控制台上的控制摁钮是否触发。首先检测的是座舱急停摁钮是否触发。若座舱急停摁钮触发，则会进入上述四种控制模式之一的紧急模式；若座舱急停摁钮未触发，则会继续进行座舱检测模式，继续检测的是座舱控制摁钮是否触发。座舱控制摁钮是否触发的意义主要是明确是否要通过座舱下发指令到线控底盘，即是否要人驾。若座舱控制摁钮未触发，则会进入遥控器检测模式；若座舱控制摁钮触发，则会进入上述四种控制模式之一的座舱控制模式，座舱向CAN总线发送座舱控制模式使能信号。进入座舱控制模式后，在驾驶舱内的乘员通过座舱控制台输入指令信息并将其发送至CAN总线上。随后，独立指令转换模块通过CAN总线收到指令信息进行处理，并将处理后的指令信息发送到轮毂电机控制器、转向电机控制器与主缸电机控制器。这三者被统一的看作为线控底盘的执行控制器层。控制指令经过控制器层的解析发送到轮毂电机、转向电机以及主缸电机这些执行器处，并转化为最终的执行器动作，从而实现通过座舱控制模式的功能。轮毂电机、转向电机以及主缸电机被统一看作为线控底盘的执行器层。

所述紧急模式是当线控底盘出现故障时，能够保证其安全刹停。此处故障指独立指令转换模块宕机，即其内部看门狗程序异常警报、驱动系统故障警报、转向系统故障警报、制动系统故障警报与独立指令转换模块内置算法解算出的控制量超出执行器执行范围。当座舱紧急摁钮被触发进入紧急状态后，由座舱控制台向CAN总线发送紧急模式使能信号。线控底盘中的独立指令转换模块在接收到紧急模式使能信号后，会实时采集每一时刻的车速信息并进行判断。若此时车速大于20km/h，则独立指令转换模块向CAN总线上发送主缸制动压力1Mpa以及驱动力矩置0的控制指令；若此时车速小于20km/h，则独立指令转换模块向CAN总线上发送主缸制动压力3Mpa以及驱动力矩置0的控制指令。之所以根据实时车速发送不同的主缸制动压力，其主要原因是车速较高时，较大的制动压力可能造成车辆抱死，使线控底盘丧失转向能力；车速较低时则希望线控底盘尽快刹停，所以发出较大的制动压力。当主缸电机控制器以及各个轮毂电机控制器从CAN总线上接收到相应的控制命令后，便将指令解析并发送给执行器。执行器在接收到解析后指令后进行相应的动作，从而实现在线控底盘出现故障时保障分体式飞行汽车行驶安全的功能。

所述遥控器检测模式主要是指检测遥控器上摁钮或拨杆的状态。当进入遥控器检测模式后，首先检测遥控器紧急摁钮是否触发。若遥控器紧急摁钮触发，则会进入四种控制模式中的紧急模式。当进入紧急模式后，遥控器发送紧急模式PWM信号。独立指令转换模块接收紧急模式PWM信号并将其转换为紧急模式使能信号发送到CAN总线上，随后的步骤与触发座舱紧急摁钮情况相同。若遥控器紧急摁钮未触发，则会继续检测遥控器控制模式切换拨杆位置。若拨杆处于向上挡位，则会进入四种控制模式中的独立指令转换模块控制模式；若拨杆处于向下挡位，则会进入四种控制模式中的遥控器控制模式。

所述独立指令转换模块控制模式即为完全自主行驶。当进行遥控器控制模式切换拨杆位置检测时，若拨杆处于向上挡位时，则遥控器发送独立指令转换模块控制模式PWM信号。独立指令转换模块接收独立指令转换模块控制模式PWM信号并将其转换为独立指令转换模块控制模式使能信号发送到CAN总线上。此时，独立指令转换模块接收上层规划信息并结合内置控制算法解算轮毂电机控制指令、转向电机控制指令以及主缸电机控制指令。此处的上层规划信息包括车速信息与车辆航向角信息。随后这些控制指令被发送到CAN总线上并被底盘的执行控制器层所接收。执行控制器层将这些指令解析为执行器层所能接收的控制指令来控制执行器动作，并最终实现完全自主行驶。

所述遥控器控制模式用来保证未挂载座舱的线控底盘在无法进行完全自主行驶的情况下能够正常运行。当进行遥控器控制模式切换拨杆位置检测时，若拨杆处于向下挡位时，则遥控器发送遥控器控制模式PWM信号。独立指令转换模块接收遥控器控制模式PWM信号并将其转换为遥控器控制模式使能信号发送到CAN总线上。此时，通过操纵遥控器使其发送控制指令PWM信号至独立指令转换模块。独立指令转换模块将控制指令PWM信号转换为控制指令CAN信号发送至CAN总线。需要注意的是，这些控制指令CAN信号无法被执行控制层的控制器所接收，而是会被独立指令转换模块从CAN总线上采集下来作为其内部算法的参考控制量。此处使独立指令转换模块发送的CAN信号无法被执行控制器层所接受的方法包括但不限于更换独立指令转换模块所发送CAN信号的CAN ID使其与轮毂电机、转向电机与主缸电机控制帧ID不同。随后，经过独立指令转换模块的处理，其将经过处理后能够被执行控制器层所接收的控制指令发送到CAN总线上。此处的处理指独立指令转换模块内部的算法处理。执行控制器层将这些指令解析为执行器层所能接收的控制指令，并最终实现执行器的动作。此外，将遥控器的信号输入到独立指令转换模块中，还能够在底盘在开发调试阶段进行算法调试。此处的算法包括但不限于制动防抱死算法、驱动力矩控制算法、再生制动能量回收算法。这些算法将遥控器发出的控制指令看作是一个参考控制量并对其进行一定处理，这导致了最终输出到执行控制器层的指令与遥控器发出的控制量并不相同。需要注意的是，当独立指令转换模块不需要进行算法开发调试时，遥控器输出的控制指令与独立指令转换模块输出的控制指令相同，即遥控器输出的控制指令被独立指令转换模块从CAN总线上采集后不进行任何处理，而是直接再次发送到CAN总线上。再次发送到CAN总线上的控制指令被执行控制器层所接收。

Claims (9)

1.分体式飞行汽车线控底盘，其特征在于，包括第一独立指令转换模块，第二独立指令转换模块，电机控制器，轮毂电机，转向系统，制动系统，动力电池单元，DC/DC，遥控器，座舱控制台；

所述第一独立指令转换模块与CAN总线连接进行双向信号传递，发送命令到CAN总线上，对底盘的转向系统、制动系统与驱动系统进行控制；接收线控底盘其它部件发出的信息并进行后续处理；所述第一独立指令转换模块内置控制算法，通过接收上层决策规划信息实现底盘的完全自主行驶；

所述第二独立指令转换模块与CAN总线连接进行双向信号传递，接收遥控器发出的PWM信号并将其转换为CAN信号发送到CAN总线上；接收线控底盘其它部件发出的信息并进行后续处理；底盘中的转向系统、制动系统以及驱动系统均接收由第二独立指令转换模块发出的信号，从而实现遥控器对于底盘的控制；

所述转向系统包括转向电机、转向电机控制器以及相应的机械结构，其与CAN总线连接进行双向信号传递，通过接收CAN总线上的转向控制信号实现线控底盘的转向功能；将转向系统自身状态信息发送至CAN总线上；

所述制动系统包括主缸电机、主缸电机控制器、主缸以及相应的液压与机械结构，其与CAN总线连接进行双向信号传递，通过接收CAN总线上的制动控制信号实现线控底盘的制动功能；将制动系统自身状态信息发送至CAN总线上；

所述电机控制器与CAN总线连接进行双向信号传递，通过接收CAN总线上的电机控制信息；将自身信息与对应的轮毂电机信息发送到CAN总线上；所述电机控制器与对应的轮毂电机进行双向信号线连接以及单向高压供电线连接；所述电机控制器将接收的电机控制信息解析为轮毂电机能够处理的控制指令并发送至轮毂电机；接收对应轮毂电机反馈的状态信息；所述电机控制器接收来自动力电池单元的高压电并进行处理,从而实现对轮毂电机的供能；

所述轮毂电机均在车轮内部并与对应车轮具有直接机械连接；所述轮毂电机与电机控制器共同组成了线控底盘的驱动系统；

所述动力电池单元为线控底盘的供能系统，为DC/DC、电机控制器以及其对应的轮毂电机供电；

所述DC/DC接收来自动力电池单元的高压电，并对其进行降压，从而为第一独立指令转换模块、第二独立指令转换模块、转向系统、制动系统进行低压供电；

所述遥控器具有发出PWM信号的功能，在其面板上有多个拨杆以及摁钮，每个拨杆或摁钮的一个动作均代表着一个指令映射；所述遥控器将不同指令映射转换为相应的PWM信号发送到线控底盘的第二独立指令转换模块，从而实现对线控底盘的最终控制；

所述座舱控制台为分体式飞行汽车座舱中的控制台；所述座舱控制台在座舱挂载至线控底盘上时，与CAN总线进行双向连接，发送控制指令至CAN总线上；接收线控底盘反馈的信息，从而实现座舱挂载至线控底盘时对线控底盘进行人为控制，即人驾。

2.根据权利要求1所述的分体式飞行汽车线控底盘的多操纵输入决策控制方法，其特征在于，包含座舱控制模式，即人驾；第一独立指令转换模块控制模式，即完全自主驾驶；遥控器控制模式；紧急模式；

当线控底盘开机上电后，进行结构检测；结构检测的主要目的是检测座舱是否与线控底盘进行挂载；若座舱与线控底盘挂载，则会进入座舱检测模式；若座舱与线控底盘未进行挂载，则会进入遥控器检测模式；

所述座舱检测模式是检测座舱控制台上的控制摁钮是否触发；首先检测的是座舱急停摁钮是否触发；若座舱急停摁钮触发，则会进入上述四种控制模式之一的紧急模式；若座舱急停摁钮未触发，则会继续进行座舱检测模式，继续检测的是座舱控制摁钮是否触发；座舱控制摁钮是否触发的意义主要是明确是否要通过座舱下发指令到线控底盘，即是否要人驾；若座舱控制摁钮未触发，则会进入遥控器检测模式；若座舱控制摁钮触发，则会进入上述四种控制模式之一的座舱控制模式；

所述遥控器检测模式是指检测遥控器上摁钮或拨杆的状态；当进入遥控器检测模式后，首先检测遥控器紧急摁钮是否触发；若遥控器紧急摁钮触发，则会进入四种控制模式中的紧急模式；当进入紧急模式后，遥控器发送紧急模式PWM信号；第二独立指令转换模块接收紧急模式PWM信号并将其转换为紧急模式使能信号发送到CAN总线上，随后的步骤与触发座舱紧急摁钮情况相同；若遥控器紧急摁钮未触发，则会继续检测遥控器控制模式切换拨杆位置；若拨杆处于向上挡位，则会进入四种控制模式中的第一独立指令转换模块控制模式；若拨杆处于向下挡位，则会进入四种控制模式中的遥控器控制模式。

3.根据权利要求2所述的分体式飞行汽车线控底盘的多操纵输入决策控制方法，其特征在于，所述座舱控制模式为座舱向CAN总线发送座舱控制模式使能信号；进入座舱控制模式后，在驾驶舱内的乘员通过座舱控制台输入指令信息并将其发送至CAN总线上；随后，第一独立指令转换模块通过CAN总线收到指令信息进行处理，并将处理后的指令信息发送到轮毂电机控制器、转向电机控制器与主缸电机控制器；这三者被统一的看作为线控底盘的执行控制器层；控制指令经过控制器层的解析发送到轮毂电机、转向电机以及主缸电机这些执行器处，并转化为最终的执行器动作，从而实现通过座舱控制模式的功能；轮毂电机、转向电机以及主缸电机被统一看作为线控底盘的执行器层。

4.根据权利要求2所述的分体式飞行汽车线控底盘的多操纵输入决策控制方法，其特征在于，所述紧急模式是当线控底盘出现故障时，能够保证其安全刹停；此处故障指第一独立指令转换模块宕机，即其内部看门狗程序异常警报、驱动系统故障警报、转向系统故障警报、制动系统故障警报与第一独立指令转换模块内置算法解算出的控制量超出执行器执行范围；当座舱紧急摁钮被触发进入紧急状态后，由座舱控制台向CAN总线发送紧急模式使能信号；

线控底盘中的第一独立指令转换模块在接收到紧急模式使能信号后，会实时采集每一时刻的车速信息并进行判断；若此时车速大于20km/h，则第一独立指令转换模块向CAN总线上发送主缸制动压力1Mpa以及驱动力矩置0的控制指令；若此时车速小于20km/h，则第一独立指令转换模块向CAN总线上发送主缸制动压力3Mpa以及驱动力矩置0的控制指令；

当主缸电机控制器以及各个轮毂电机控制器从CAN总线上接收到相应的控制命令后，便将指令解析并发送给执行器；执行器在接收到解析后指令后进行相应的动作，从而实现在线控底盘出现故障时保障分体式飞行汽车行驶安全的功能。

5.根据权利要求2所述的分体式飞行汽车线控底盘的多操纵输入决策控制方法，其特征在于，所述第一独立指令转换模块控制模式即为完全自主行驶；当进行遥控器控制模式切换拨杆位置检测时，若拨杆处于向上挡位时，则遥控器发送第一独立指令转换模块控制模式PWM信号；第二独立指令转换模块接收第一独立指令转换模块控制模式PWM信号并将其转换为第一独立指令转换模块控制模式使能信号发送到CAN总线上；此时，第一独立指令转换模块接收上层规划信息并结合内置控制算法解算轮毂电机控制指令、转向电机控制指令以及主缸电机控制指令；此处的上层规划信息包括车速信息与车辆航向角信息；随后这些控制指令被发送到CAN总线上并被底盘的执行控制器层所接收；执行控制器层将这些指令解析为执行器层所能接收的控制指令来控制执行器动作，并最终实现完全自主行驶。

6.根据权利要求2所述的分体式飞行汽车线控底盘的多操纵输入决策控制方法，其特征在于，所述遥控器控制模式用来保证未挂载座舱的线控底盘在无法进行完全自主行驶的情况下能够正常运行；

当进行遥控器控制模式切换拨杆位置检测时，若拨杆处于向下挡位时，则遥控器发送遥控器控制模式PWM信号；第二独立指令转换模块接收遥控器控制模式PWM信号并将其转换为遥控器控制模式使能信号发送到CAN总线上；此时，通过操纵遥控器使其发送控制指令PWM信号至第二独立指令转换模块；第二独立指令转换模块将控制指令PWM信号转换为控制指令CAN信号发送至CAN总线；

这些控制指令CAN信号无法被执行控制层的控制器所接收，而是会被第一独立指令转换模块从CAN总线上采集下来作为其内部算法的参考控制量；此处使第二独立指令转换模块发送的CAN信号无法被执行控制器层所接受的方法为更换第二独立指令转换模块所发送CAN信号的CAN ID使其与轮毂电机、转向电机与主缸电机控制帧ID不同；

随后，经过第一独立指令转换模块的处理，其将经过处理后能够被执行控制器层所接收的控制指令发送到CAN总线上；执行控制器层将这些指令解析为执行器层所能接收的控制指令，并最终实现执行器的动作。

7.根据权利要求6所述的分体式飞行汽车线控底盘的多操纵输入决策控制方法，其特征在于，将遥控器的信号输入到第一独立指令转换模块中，还能够在底盘在开发调试阶段进行算法调试；这些算法将遥控器发出的控制指令看作是一个参考控制量并对其进行一定处理，这导致了最终输出到执行控制器层的指令与遥控器发出的控制量并不相同；

当第一独立指令转换模块不需要进行算法开发调试时，遥控器输出的控制指令与第一独立指令转换模块输出的控制指令相同，即遥控器输出的控制指令被第一独立指令转换模块从CAN总线上采集后不进行任何处理，而是直接再次发送到CAN总线上；再次发送到CAN总线上的控制指令被执行控制器层所接收。

8.根据权利要求2所述的分体式飞行汽车线控底盘的多操纵输入决策控制方法，其特征在于，还包括周期性循环检测，是指每个采样周期内检测分体式飞行汽车的控制模式是否改变；此处的控制模式是否改变是指紧急模式、座舱控制模式、第一独立指令转换模块控制模式以及遥控器控制模式之间的相互切换；

根据各个模式的触发先后顺序判定模式的优先级，越先触发的模式优先级越高；当多种模式的使能信号同时出现，需要对模式的优先级进行仲裁，只有仲裁结果中优先级最高的模式的控制指令会被送到执行控制器层；

当座舱未被挂载时，优先级由高到低是紧急模式，遥控器控制模式与第一独立指令转换模块控制模式，后两者优先级相同；

当座舱被挂载时，优先级由高到底是紧急模式，座舱控制模式，遥控器控制模式与第一独立指令转换模块控制模式，后两者优先级相同。

9.根据权利要求8所述的分体式飞行汽车线控底盘的多操纵输入决策控制方法，其特征在于，所述的优先级仲裁的方法为，当各个模式的使能信号触发后，赋予每个模式一个优先级数值，优先级越高则数值越大；当出现多个模式使能信号时，对模式的优先级数值进行比较，数值较大的即为高优先级模式。