CN115390562A - 车辆遥控控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆遥控控制系统及方法，涉及车辆技术领域。该系统包括设置于车辆上的遥控控制器，遥控控制器包括无线通讯模块、控制模块、CAN通讯模块和电源转换模块；无线通讯模块用于将遥控手柄发来的控制信号转换为USART字符串信号；控制模块用于将USART字符串信号转换为CAN报文帧；CAN通讯模块用于将CAN报文帧转换为CAN数据帧，并通过CAN总线发送至整车控制器，实现对车辆的控制；电源转换模块用于对输入电源进行转换和稳压，并为无线通讯模块、控制模块和CAN通讯模块1提供工作电源。根据本发明实施例的车辆遥控控制系统，用户能够通过遥控手柄很方便地控制车辆的行驶状态。

Description

车辆遥控控制系统及方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种车辆遥控控制系统及方法。

背景技术

随着自动驾驶技术的快速发展，目前自动驾驶汽车正在向L4级别的自动驾驶进军。L4级别的自动驾驶汽车一般都会装有激光雷达、毫米波雷达、高清摄像头、360环视相机等传感器组合来保障车辆运行安全，车内大都只有几个座位，且没有方向盘，但是车上会配备一个安全员，以便出现紧急情况时，安全员可以接管车辆避免发生意外。

然而，当安全员需要临时接管车辆以实现挪车等人工操作时，常需要拍下急停按键或手动介入制动，并重新插上方向盘进行手动驾驶，操作繁琐不便，且驾驶位置占用车内空间。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种车辆遥控控制系统及方法，能够很方便地控制自动驾驶车辆。

一方面，根据本发明实施例的车辆遥控控制系统，包括：

无线通讯模块，用于将遥控手柄发来的控制信号转换为USART字符串信号；

控制模块，用于将所述USART字符串信号转换为CAN报文帧；

CAN通讯模块，用于将所述CAN报文帧转换为CAN数据帧，并通过CAN总线发送至整车控制器，实现对所述车辆的控制；

电源转换模块，用于对输入电源进行转换和稳压，并为所述无线通讯模块、所述控制模块和所述CAN通讯模块提供工作电源。

根据本发明的一些实施例，还包括遥控手柄，所述遥控手柄用于向所述遥控控制器的所述无线通讯模块发送控制信号，实现对所述车辆的控制。

根据本发明的一些实施例，所述遥控手柄设置有至少一个按键和至少一个摇杆。

根据本发明的一些实施例，所述遥控手柄设置有两个摇杆，分别为第一摇杆和第二摇杆，所述第一摇杆用于控制所述车辆的速度，所述第二摇杆用于控制所述车辆的转向。

根据本发明的一些实施例，所述遥控手柄设置有多个按键，所述按键能够单独控制车辆，或者，多个所述按键能够组合控制车辆，或者，所述按键能够配合所述摇杆控制车辆。

另一方面，根据本发明实施例的车辆遥控控制方法，包括：

遥控手柄发送进入遥控模式指令至遥控控制器；

响应于所述进入遥控模式指令，所述遥控控制器控制车辆进入遥控模式；

在遥控模式下，所述遥控手柄向无线通讯模块发送控制信号；

所述无线通讯模块将所述控制信号转换为USART字符串信号，并发送至控制模块；

所述控制模块将所述USART字符串信号转换为CAN报文帧，并发送至CAN通讯模块；

所述CAN通讯模块将所述CAN报文帧转换为CAN数据帧，并通过CAN总线发送至整车控制器，实现对所述车辆的控制。

根据本发明的一些实施例，所述遥控手柄发送进入遥控模式指令至遥控控制器的步骤之前，还包括：

在所述车辆处于自动驾驶模式时，对所述车辆进行刹车，使所述车辆停下并退出自动驾驶模式。

根据本发明的一些实施例，还包括：

在所述车辆处于遥控模式时，通过所述遥控手柄控制所述车辆进行刹车并停下；

所述遥控手柄向所述遥控控制器发送退出遥控模式指令；

响应于所述退出遥控模式指令，所述遥控控制器控制所述车辆退出遥控模式。

根据本发明的一些实施例，所述响应于所述退出遥控模式指令，所述遥控控制器控制所述车辆退出遥控模式，包括：

所述无线通讯模块将所述退出遥控模式指令转换为对应的USART字符串信号；

响应于所述USART字符串信号，所述控制模块产生进入人工模式指令，并将所述进入人工模式指令转换成对应的CAN报文帧；

所述CAN通讯模块将所述CAN报文帧转换成CAN数据帧，并通过CAN总线发送至所述整车控制器，使所述车辆退出遥控模式，进入人工模式。

本发明提出的车辆遥控控制系统及方法，至少具有以下有益效果：无线通讯模块能够将遥控手柄发来的控制信号转换为USART字符串信号；控制模块能够将USART字符串信号转换为CAN报文帧；CAN通讯模块能够将CAN报文帧转换为CAN数据帧，并通过CAN总线发送至整车控制器，实现对所述车辆的控制；通过这样的设置，使得用户能够通过遥控手柄来远程控制车辆的行驶状态，操作简单方便。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的车辆遥控控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的遥控手柄的结构示意图；

图3为本发明实施例的遥控手柄控制车辆进入遥控模式的步骤流程图；

图4为本发明实施例的遥控手柄控制车辆退出遥控模式的步骤流程图；

附图标记：

遥控控制器100、无线通讯模块110、控制模块120、CAN通讯模块130、电源转换模块140、遥控手柄200、整车控制器300。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

一方面，如图1所示，本发明实施例提出了一种车辆遥控控制系统，包括设置于车辆上的遥控控制器100，遥控控制器100包括无线通讯模块110、控制模块120、CAN通讯模块130和电源转换模块140；无线通讯模块110用于将遥控手柄200发来的控制信号转换为USART字符串信号；控制模块120用于将USART字符串信号转换为CAN报文帧；CAN通讯模块130用于将CAN报文帧转换为CAN数据帧，并通过CAN总线发送至整车控制器300，实现对车辆的控制；电源转换模块140用于对输入电源进行转换和稳压，并为无线通讯模块110、控制模块120和CAN通讯模块130提供工作电源。

具体地，在本发明的一些实施例中，无线通讯模块110可以采用433MHz通讯模块，通过433MHz技术与遥控手柄200进行通讯；可以理解的是，无线通讯模块110也可以采用其它常见的通讯方式，诸如WiFi、ZigBee等，而不限于此。电源转换模块140可以采用AMS1117等型号的电源转换芯片，用于对输入电源进行降压和稳压，电源转换模块140可接外置5V电源，为CAN通讯模块130供电，并将5V电压转换为3.3V电压，为控制模块120和无线通讯模块110供电。控制模块120可以采用STM32F105RCT6等型号的单片机，负责控制遥控控制器100的工作，并能够将无线通讯模块110接收到的控制指令处理为CAN报文帧，发送给CAN通讯模块130。CAN通讯模块130可以采用TJA1050等型号的CAN收发器，CAN通讯模块130通过CAN总线与整车控制器300进行通讯，CAN通讯模块130能够将控制模块120发送的CAN报文帧转换为CAN数据帧，并发送给整车控制器300，进而控制车辆的工作状态。

在本发明的一些实施例中，车辆遥控控制系统还包括遥控手柄200，遥控手柄200用于向遥控控制器100的无线通讯模块110发送控制信号，进而实现远程控制自动驾驶车辆的行驶状态。遥控手柄200与遥控控制器100通过433MHz进行无线通信，用于控制车辆的常用行驶功能；433MHz通讯信号的穿透绕射能力强，传输距离可达1km，传输过程衰减较小，且无需布局基站即可进行局域网通讯，特别适合对自动驾驶车辆进行一对一控制。其中，遥控手柄200设置有至少一个按键和至少一个摇杆，用户可通过操作遥控手柄200上的按键和/或摇杆，来控制车辆的运行。

具体地，如图2所示，遥控手柄200设置有两个摇杆，分别为第一摇杆7(左摇杆)和第二摇杆6(右摇杆)，第一摇杆7用于控制车辆的速度，第二摇杆6用于控制车辆的转向。同时，遥控手柄200上设置有多个按键，在本示例中，遥控手柄200上设置有14个按键(具体数量可根据实际需要进行调整，而不受限制)，分别为按键0(方块按键)、按键1(X按键)、按键2(圆圈按键)、按键3(三角按键)、按键4(R1按键)、按键5(R2按键)、按键8(L2按键)、按键9(L1按键)、按键10(上按键)、按键11(左按键)、按键12(下按键)、按键13(右按键)、按键14(开始/暂停按键)、按键15(选择按键)。遥控手柄200的按键和摇杆的控制指令设置如表1所示，需要说明的是，表1所示出的只是其中一种实施例，而非对本发明的具体限制：

表1

遥控手柄200的摇杆包括左摇杆(即第一摇杆7)和右摇杆(即第二摇杆6)，左摇杆和右摇杆设置于遥控手柄200的正面。遥控手柄200的按键分别设置于遥控手柄200正面和侧面的不同位置。按键的控制方式分为单独短按、单独长按、组合短按和组合长按。其中，组合短按、组合长按的控制方式有利于避免误操作。可选地，按键5按下时，同时发送遥控手柄200的电压值，并通过遥控控制器100的无线通讯模块110转换为USART字符串信号，传输至控制模块120。当遥控手柄200上的按键或摇杆发生物理位置的变化时，遥控手柄200将与遥控控制器100上的无线通讯模块110进行无线通讯，无线通讯模块110将遥控手柄200输入的信号转换为USART字符串信号并传输至控制模块120，字符串内容对应具体按键动作或具体摇杆位置或遥控手柄200的电压值。控制模块120通过USART字符串信号识别遥控手柄200进行了何种操作，并转换为CAN报文帧通过bxCAN通讯传输至CAN通讯模块130，CAN通讯模块130把控制模块120的CAN报文帧转换为CAN数据帧，并通过CAN总线发送至整车控制器300，实现对车辆的远程控制。

根据本发明实施例的车辆遥控控制系统，基于433MHz实现遥控手柄200和遥控控制器100的通讯，通讯穿透绕射能力强，通讯距离可达1km，且不需布局基站即可进行对自动驾驶车辆一对一控制，成本低廉；控制模块120基于USART识别遥控手柄200的具体动作和发送CAN报文帧，对控制模块120的资源要求较低，且功能扩展性较强；遥控手柄200的按键、摇杆功能方案较完善，可实现多种车辆控制功能，可适用于不同驾驶工况；遥控手柄200的按键、摇杆功能方案对关键的车辆控制功能采用组合短按、组合长按的控制方式触发，有利于避免误操作。

另一方面，本发明基于上述的车辆遥控控制系统，还提出了一种车辆遥控控制方法，该方法包括以下步骤：

遥控手柄200发送进入遥控模式指令至遥控控制器100；

响应于所述进入遥控模式指令，遥控控制器100控制车辆进入遥控模式；

在遥控模式下，遥控手柄200向无线通讯模块110发送控制信号；

无线通讯模块110将所述控制信号转换为USART字符串信号，并发送至控制模块120；

控制模块120将所述USART字符串信号转换为CAN报文帧，并发送至CAN通讯模块130；

CAN通讯模块130将所述CAN报文帧转换为CAN数据帧，并通过CAN总线发送至整车控制器300，实现对车辆的控制。

可选地，在上述的“遥控手柄200发送进入遥控模式指令至遥控控制器100”这一步骤之前，还包括以下的步骤：

在车辆处于自动驾驶模式时，对车辆进行刹车，使车辆停下并退出自动驾驶模式。

具体地，如图3所示，上述步骤的具体流程如下：首先，在车辆处于自动驾驶模式时，先手动刹车使车辆停稳，车辆退出自动驾驶模式至人工模式；此时，按下遥控手柄200上的按键5+按键8，遥控手柄200便发出进入遥控模式指令；无线通讯模块110接收并响应遥控手柄200发出的进入遥控模式指令，使得控制模块120控制车辆由人工模式进入遥控模式；在遥控模式下，遥控手柄200能够按照表1示出的指令，通过操作按键和/或摇杆，发出控制信号；无线通讯模块110将控制信号转换为USART字符串信号，并发送给控制模块120；控制模块120将USART字符串信号转换为CAN报文帧，并发送给CAN通讯模块130；CAN通讯模块130将CAN报文帧转换为CAN数据帧，并通过CAN总线发送至整车控制器，实现使用遥控手柄200来控制车辆的行驶状态。

在本发明的一些实施例中，车辆遥控控制方法还包括使用遥控手柄200使车辆退出遥控模式的步骤，该步骤具体包括以下几个步骤：

在车辆处于遥控模式时，通过遥控手柄200控制车辆进行刹车并停下；

遥控手柄200向遥控控制器100发送退出遥控模式指令；

响应于退出遥控模式指令，遥控控制器100控制车辆退出遥控模式。

进一步地，上述的“响应于退出遥控模式指令，遥控控制器100控制车辆退出遥控模式”这一步骤，具体还包括以下的步骤：

无线通讯模块110将所述退出遥控模式指令转换为对应的USART字符串信号；

响应于所述USART字符串信号，控制模块120产生进入人工模式指令，并将所述进入人工模式指令转换成对应的CAN报文帧；

CAN通讯模块130将所述CAN报文帧转换成CAN数据帧，并通过CAN总线发送至整车控制器300，使所述车辆退出遥控模式，进入人工模式。

具体地，遥控手柄200控制车辆退出遥控模式的完整流程如图4所示；首先，在车辆处于遥控模式下时，先通过遥控手柄200控制车辆进行刹车并停稳；然后，按下遥控手柄200的按键5+按键15，此时遥控手柄200发出退出遥控模式指令；遥控控制器100的无线通讯模块110接收并响应所述退出遥控模式指令；控制模块120根据所述退出遥控模式指令，产生进入人工模式指令，并将进入人工模式指令转换为CAN报文帧，发送至CAN通讯模块130；CAN通讯模块130将CAN报文帧转换为CAN数据帧，并通过CAN总线发送至整车控制器300，实现使用遥控手柄200控制车辆退出遥控模式，进入人工模式。

根据本发明实施例的车辆遥控控制方法，基于433MHz实现遥控手柄200和遥控控制器100的通讯，通讯穿透绕射能力强，通讯距离可达1km，且不需布局基站即可进行对自动驾驶车辆一对一控制，成本低廉；控制模块120基于USART识别遥控手柄200的具体动作和发送CAN报文帧，对控制模块120的资源要求较低，且功能扩展性较强；遥控手柄200的按键、摇杆功能方案较完善，可实现多种车辆控制功能，可适用于不同驾驶工况；遥控手柄200的按键、摇杆功能方案对关键的车辆控制功能采用组合短按、组合长按的控制方式触发，有利于避免误操作。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种车辆遥控控制系统，其特征在于，包括设置于车辆上的遥控控制器，所述遥控控制器包括：

无线通讯模块，用于将遥控手柄发来的控制信号转换为USART字符串信号；

控制模块，用于将所述USART字符串信号转换为CAN报文帧；

CAN通讯模块，用于将所述CAN报文帧转换为CAN数据帧，并通过CAN总线发送至整车控制器，实现对所述车辆的控制；

电源转换模块，用于对输入电源进行转换和稳压，并为所述无线通讯模块、所述控制模块和所述CAN通讯模块提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的车辆遥控控制系统，其特征在于，还包括遥控手柄，所述遥控手柄用于向所述遥控控制器的所述无线通讯模块发送控制信号，实现对所述车辆的控制。

3.根据权利要求2所述的车辆遥控控制系统，其特征在于，所述遥控手柄设置有至少一个按键和至少一个摇杆。

4.根据权利要求3所述的车辆遥控控制系统，其特征在于，所述遥控手柄设置有两个摇杆，分别为第一摇杆和第二摇杆，所述第一摇杆用于控制所述车辆的速度，所述第二摇杆用于控制所述车辆的转向。

5.根据权利要求3所述的车辆遥控控制系统，其特征在于，所述遥控手柄设置有多个按键，所述按键能够单独控制车辆，或者，多个所述按键能够组合控制车辆，或者，所述按键能够配合所述摇杆控制车辆。

6.一种车辆遥控控制方法，其特征在于，包括：

遥控手柄发送进入遥控模式指令至遥控控制器；

响应于所述进入遥控模式指令，所述遥控控制器控制车辆进入遥控模式；

在遥控模式下，所述遥控手柄向无线通讯模块发送控制信号；

所述无线通讯模块将所述控制信号转换为USART字符串信号，并发送至控制模块；

所述控制模块将所述USART字符串信号转换为CAN报文帧，并发送至CAN通讯模块；

所述CAN通讯模块将所述CAN报文帧转换为CAN数据帧，并通过CAN总线发送至整车控制器，实现对所述车辆的控制。

7.根据权利要求6所述的车辆遥控控制方法，其特征在于，所述遥控手柄发送进入遥控模式指令至遥控控制器的步骤之前，还包括：

在所述车辆处于自动驾驶模式时，对所述车辆进行刹车，使所述车辆停下并退出自动驾驶模式。

8.根据权利要求6所述的车辆遥控控制方法，其特征在于，还包括：

在所述车辆处于遥控模式时，通过所述遥控手柄控制所述车辆进行刹车并停下；

所述遥控手柄向所述遥控控制器发送退出遥控模式指令；

响应于所述退出遥控模式指令，所述遥控控制器控制所述车辆退出遥控模式。

9.根据权利要求8所述的车辆遥控控制方法，其特征在于，所述响应于所述退出遥控模式指令，所述遥控控制器控制所述车辆退出遥控模式，包括：

所述无线通讯模块将所述退出遥控模式指令转换为对应的USART字符串信号；

响应于所述USART字符串信号，所述控制模块产生进入人工模式指令，并将所述进入人工模式指令转换成对应的CAN报文帧；

所述CAN通讯模块将所述CAN报文帧转换成CAN数据帧，并通过CAN总线发送至所述整车控制器，使所述车辆退出遥控模式，进入人工模式。

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