CN116118492A - 无人轮式载具及其控制方法和控制系统 - Google Patents

Abstract

一种无人轮式载具及其控制方法和控制系统，可以在无人轮式载具受困于障碍时辅助无人轮式载具越过障碍脱离困境，从而有利于提升无人轮式载具对复杂地形的适应性，有利于提升无人轮式载具的机动性。其中，无人轮式载具，包括：无人车主体结构；辅助动力系统，与无人车主体结构相连，设置成辅助无人车主体结构越过障碍，辅助动力系统包括涡喷系统；无人车状态检测系统，设置成检测无人车主体结构的状态；和控制系统，与无人车状态检测系统及辅助动力系统电连接，设置成根据无人车状态检测系统的状态检测结果控制辅助动力系统。

Description

无人轮式载具及其控制方法和控制系统

技术领域

本文涉及但不限于无人驾驶车技术，尤指一种无人轮式载具及其控制方法和控制系统。

背景技术

目前，无人轮式载具通常采用主动避障方式，来防止无人轮式载具受困于障碍而无法新进。主动避障方式是主动探测周围环境中的正负障碍，通过合理规划路径，使无人轮式载具避开障碍继续行进。但是，受限于实际使用过程中的地形复杂性，主动避障方式并不能保证车辆一定能够避开障碍。如果车辆已经受困于障碍，比如卡在障碍物上或陷在坑洞中，则主动式避障无法让车辆越过障碍脱离困境。

发明内容

本申请实施例提供了一种无人轮式载具及其控制方法和控制系统，可以在无人轮式载具受困于障碍时辅助无人轮式载具越过障碍脱离困境，从而有利于提升无人轮式载具对复杂地形的适应性，有利于提升无人轮式载具的机动性。

为此，本申请实施例提供了一种无人轮式载具，包括：无人车主体结构；辅助动力系统，与所述无人车主体结构相连，设置成辅助所述无人车主体结构越过障碍，所述辅助动力系统包括涡喷系统；无人车状态检测系统，设置成检测所述无人车主体结构的状态；和控制系统，与所述无人车状态检测系统及所述辅助动力系统电连接，设置成根据所述无人车状态检测系统的状态检测结果控制所述辅助动力系统。

本申请实施例提供的无人轮式载具，通过设置辅助动力系统，使得无人轮式载具的动力不仅仅来源于车轮与地面的摩擦力，还可以来源于辅助动力系统。当无人车状态检测系统检测到无人轮式载具遇到障碍且受困于障碍无法行进时，控制系统可以控制辅助动力系统提供动力，使得无人轮式载具可以越过障碍脱离困境继续行进，从而有利于提升无人轮式载具对复杂地形的适应性，有利于提升无人轮式载具的机动性。

并且，辅助动力系统包括涡喷系统，涡喷系统兼具成本和体积优势，便于搭载在无人轮式载具上；且能量密度高，兼顾了可控性和推力，使得无人轮式载具对于地形的适应性得到提升。

在一种示例性的实施例中，所述涡喷系统包括：两组涡喷发动机组，两组所述涡喷发动机组分别为第一涡喷发动机组和第二涡喷发动机组，所述第一涡喷发动机组和所述第二涡喷发动机组沿所述无人车主体结构的宽度方向间隔设置。

在一种示例性的实施例中，所述第一涡喷发动机组和所述第二涡喷发动机组对称设置在所述无人轮式载具的质心的两侧。

在一种示例性的实施例中，所述辅助动力系统还包括：两组角度调节装置，与两组所述涡喷发动机组一一对应连接，并与所述控制系统电连接，设置成驱动对应的所述涡喷发动机组转动，以调节对应的所述涡喷发动机组的喷气方向。

在一种示例性的实施例中，所述角度调节装置包括：旋转支架，设于所述无人车主体结构，所述涡喷发动机组可转动地安装于所述旋转支架；和电动机，与所述涡喷发动机组相连，并与所述控制系统电连接，以带动所述涡喷发动机组相对所述旋转支架转动。

在一种示例性的实施例中，所述无人车状态检测系统包括车速检测装置、胎压检测装置和姿态检测装置；所述车速检测装置设置成检测所述无人车主体结构的车速，所述胎压检测装置设置成检测所述无人车主体结构的车轮胎压，所述姿态检测装置设置成检测所述无人车主体结构的姿态；所述控制系统包括辅助动力控制模块，所述辅助动力控制模块设置成：根据所述车速检测装置、所述胎压检测装置和所述姿态检测装置的检测结果控制所述辅助动力系统。

在一种示例性的实施例中，所述车速检测装置包括车速传感器；所述胎压检测装置包括胎压传感器，所述胎压传感器的数量与所述无人车主体结构的车轮的数量相等且一一对应；所述姿态检测装置包括陀螺仪。

本申请实施例还提供了一种控制方法，用于如上述实施例中任一项所述的无人轮式载具，所述控制方法包括：获取所述无人车主体结构的状态检测结果；根据所述无人车主体结构的状态检测结果控制所述辅助动力系统。

在一种示例性的实施例中，所述根据所述无人车主体结构的状态检测结果控制所述辅助动力系统，包括：根据所述无人车主体结构的状态检测结果判断所述无人车主体结构是否遇到障碍并处于失速状态；基于确定所述无人车主体结构遇到障碍并处于失速状态，启动所述辅助动力系统以辅助所述无人车主体结构越过障碍。

在一种示例性的实施例中，所述状态检测结果包括：所述无人车主体结构的车速和胎压、陀螺仪俯仰角；所述根据所述无人车主体结构的状态检测结果判断所述无人车主体结构是否遇到障碍并处于失速状态，包括：基于所述无人车主体结构的车速小于第一设定车速，且陀螺仪俯仰角大于第一设定角度，判定所述无人车主体结构遇到障碍并处于失速状态。

在一种示例性的实施例中，所述涡喷系统包括两组涡喷发动机组和两组角度调节装置；所述启动所述辅助动力系统以辅助所述无人车主体结构越过障碍，包括：根据所述无人车主体结构的胎压确定两组涡喷发动机组的喷气方向和燃料供给量；根据所述喷气方向和燃料供给量启动两组角度调节装置和两组涡喷发动机组。

在一种示例性的实施例中，所述根据所述无人车主体结构的胎压确定两组涡喷发动机组的喷气方向和燃料供给量，包括：根据各个车轮的胎压确定所述无人轮式载具的负载分配；根据所述无人轮式载具的负载分配，确定两组涡喷发动机组的喷气方向和燃料供给量。

在一种示例性的实施例中，所述根据各个车轮的胎压确定所述无人轮式载具的负载分配，包括：根据各个车轮的胎压确定所述无人轮式载具的前侧负载与后侧负载的相对大小；根据所述无人车主体结构的负载分配，确定两组涡喷发动机组的喷气方向，包括：基于所述无人车主体结构的前侧负载大于后侧负载，确定两组所述涡喷发动机组向后下方喷气；基于所述无人车主体结构的前侧负载小于后侧负载，确定两组所述涡喷发动机组向前下方喷气。

在一种示例性的实施例中，所述根据各个车轮的胎压确定所述无人轮式载具的负载分配，包括：根据各个车轮的胎压确定所述无人轮式载具的左侧负载与右侧负载的比值参考值；根据所述无人轮式载具的负载分配，确定两组涡喷发动机组的燃料供给量，包括：根据所述无人轮式载具的左侧负载与右侧负载的比值参考值确定两组涡喷发动机组的燃料供给量，其中左侧涡喷发动机组的燃料供给量与右侧涡喷发动机组的燃料供给量的比值等于所述无人轮式载具的左侧负载与右侧负载的比值参考值。

在一种示例性的实施例中，所述根据所述无人车主体结构的状态检测结果控制所述辅助动力系统，还包括：根据所述无人车主体结构的状态检测结果判断所述无人车主体结构是否越过障碍；基于所述无人车主体结构越过障碍，关闭所述辅助动力系统。

在一种示例性的实施例中，所述根据所述无人车主体结构的状态检测结果判断所述无人车主体结构是否越过障碍，包括：基于陀螺仪俯仰角小于第二设定角度且车速大于第二设定车速，判定所述无人车主体结构越过障碍；所述第二设定角度小于或等于第一设定角度，所述第二设定车速大于或等于第一设定车速。

本申请实施例还提供了一种控制系统，包括处理器以及存储有计算机程序的存储器，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例中任一所述的控制方法的步骤。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请一个实施例提供的无人轮式载具的右视结构示意图；

图2为本申请一个实施例提供的无人轮式载具的主视结构示意图；

图3为本申请一个实施例提供的角度调节装置与涡喷发动机组的配合示意图；

图4为本申请一个实施例提供的控制方法的流程示意图；

图5为本申请一个实施例提供的控制方法的流程示意图。

附图说明如下：

1车主体结构，11无人车主体框架，111车轮，12无人车承载单元；

2涡喷系统，21涡喷发动机组；

3角度调节装置，31电动机，32旋转支架，33第一轴承组，34第二轴承组，35驱动轴，36支撑轴，37止推轴承，38角接触轴承；

4陀螺仪。

具体实施方式

本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。

无人轮式载具是具有自动操控和高度智能化的地面机动平台，其主要目的是在不适于人类的区域执行任务。本申请实施例主要面向军用无人载具，在无人轮式载具上添加了涡喷系统作为辅助动力，可以增加无人载具的机动性。

如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种无人轮式载具，包括：无人车主体结构1、辅助动力系统、无人车状态检测系统和控制系统。

其中，辅助动力系统与无人车主体结构1相连，设置成辅助无人车主体结构1越过障碍。辅助动力系统包括涡喷系统2。

无人车状态检测系统设置成检测无人车主体结构1的状态。

控制系统与无人车状态检测系统及辅助动力系统电连接，设置成根据无人车状态检测系统的状态检测结果控制辅助动力系统。

本申请实施例提供的无人轮式载具，通过设置辅助动力系统，使得无人轮式载具的动力不仅仅来源于车轮111与地面的摩擦力，还可以来源于辅助动力系统。当无人车状态检测系统检测到无人轮式载具遇到障碍且受困于障碍无法行进时，控制系统可以控制辅助动力系统提供动力，使得无人轮式载具可以越过障碍脱离困境继续行进，从而有利于提升无人轮式载具对复杂地形的适应性，有利于提升无人轮式载具的机动性。

并且，辅助动力系统包括涡喷系统2，涡喷系统2兼具成本和体积优势，便于搭载在无人轮式载具上；且能量密度高，兼顾了可控性和推力，使得无人轮式载具对于地形的适应性得到提升。

本方案与主动避障方案并不冲突，因此可以应用于具有主动避障设计的无人轮式载具，使得无人轮式载具既具有主动避障功能，以尽可能降低无人5轮式载具受困于障碍的风险；也具有自动越障功能，使得无人轮式载具受困

于障碍时也能够灵活越过障碍，从而大大提升了无人轮式载具对复杂地形的适应性，大大提升了无人轮式载具的机动性。

在本申请实施例中，无人轮式载具主要指无人车，如携带战斗部件和侦查部件的中型无人车，主要用于重型装备的伴随、侦查以及运载等作用。

0涡喷系统2指的是涡喷发动机系统。涡喷发动机由进气道、压气机、燃

烧室、涡轮和尾喷管组成，其进气、加压、燃烧、排气四个阶段连续进行。

障碍包括正障碍物和/或负障碍物。正障碍物指的是地面上的障碍物，如高台。负障碍物指的是地面下的障碍物，如凹坑。

在一种示例性的实施例中，如图1和图2所示，无人车主体结构1包括5无人车主体框架11、无人车动力系统、无人车承载单元12。无人车主体框

架11包含车体框架及左右两侧的车轮111(如包括三组车轮111，左右两侧各三个车轮111)。无人车动力系统可以为电驱动或者为液化石油气的增程驱动(可以与涡喷系统2采用相同燃料)。无人车承载单元12为实现无人

车功能性的单元，如无人区域运输、扫雷、电子战功能单元(本申请说明书0附图中示意了运载单元)。

在一种示例性的实施例中，如图2所示，涡喷系统2包括：两组涡喷发动机组21，两组涡喷发动机组21分别为第一涡喷发动机组和第二涡喷发动机组，第一涡喷发动机组和第二涡喷发动机组沿无人车主体结构1的宽度方

向间隔设置。第一涡喷发动机组和第二涡喷发动机组为微型涡喷发动机组21。5无人车主体结构1的宽度方向，指的是左右方向。第一涡喷发动机组可

以为位于无人车主体结构1行进方向(前后方向)的中轴线左侧的涡喷发动机组21，则第二涡喷发动机组为位于无人车主体结构1行进方向(前后方向)的中轴线右侧的涡喷发动机组21。

这样，第一涡喷发动机组可以向下喷气，对无人车主体结构1的左侧部位提供向上的动力，可以使无人车主体结构1的左侧部位向上抬起。第二涡喷发动机组可以向下喷气，对无人车主体结构1的右侧部位提供向上的动力，可以使无人车主体结构1的右侧部位向上抬起。

因此，根据无人轮式载具受困于障碍时的姿态，可以合理控制第一涡喷发动机组和/或第二涡喷发动机组提供动力，从而使无人车主体结构1恢复至左右平衡状态，进而有利于无人轮式载具越过障碍脱离困境。

在一种示例性的实施例中，涡喷系统2还包括：燃料存储系统和燃料供给系统(图中未示出)。燃料供给系统包括燃料输送管路、燃料输送泵、燃料截止阀、燃料流量控制阀等结构。燃料存储系统通过燃料供给系统与两组涡喷发动机组21相连，为两组涡喷发动机组21合理提供燃料。燃料可以采用航空煤油。

在一种示例性的实施例中，第一涡喷发动机组和第二涡喷发动机组对称设置在无人轮式载具的质心的两侧，如图2所示。

相较于两组涡喷发动机组21位置相对于无人轮式载具的质心靠前设置或靠后设置的方案，本方案中两组涡喷发动机组21与无人轮式载具的质心更为接近，更有利于整车快速调整至平衡状态，因而有利于简化整车控制逻辑。

在一种示例性的实施例中，辅助动力系统还包括：两组角度调节装置3，与两组涡喷发动机组21一一对应连接，并与控制系统电连接，设置成驱动对应的涡喷发动机组21转动，以调节对应的涡喷发动机组21的喷气方向。

角度调节装置3的设置，可以调节涡喷发动机组21的喷气方向，进而调节涡喷发动机组21提供的动力方向。这样，一方面可以使得涡喷发动机组21提供的动力更有利于无人轮式载具保持平衡，防止无人轮式载具翻车；另一方面也可以提供行进方向上的动力，有利于无人轮式载具快速越过障碍脱离困境。

在一种示例性的实施例中，如图3所示，角度调节装置3包括：旋转支架32和电动机31。

其中，旋转支架32设于无人车主体结构1。涡喷发动机组21可转动地安装于旋转支架32。

电动机31与涡喷发动机组21相连，并与控制系统电连接，以带动涡喷发动机组21相对旋转支架32转动。

当需要调节涡喷发动机组21的喷气方向时，控制系统可以控制电动机31动作，进而带动对应的涡喷发动机组21相对旋转支架32转动，进而调节涡喷发动机组21的喷气方向。

在一种示例性的实施例中，如图3所示，电动机31通过驱动轴35与涡喷发动机组21的一端相连，涡喷发动机的另一端与支撑轴36相连。旋转支架32上设有第一轴承组33和第二轴承组34，驱动轴35穿设于第一轴承组33，支撑轴36穿设于第二轴承组34.。

第一轴承组33和第二轴承组34可以降低涡喷发动机组21的转动阻力，有利于提高涡喷发动机组21的转动灵敏度。

在一种示例性的实施例中，第一轴承组33包括止推轴承37和角接触轴承38，如图3所示，第二轴承组34包括止推轴承37和角接触轴承38。

止推轴承37可以承受轴向力，角接触轴承38可以承受轴向力和径向力，二者配合有利于提高涡喷发动机组21在转动过程中的稳定性。

在一种示例性的实施例中，无人车状态检测系统包括车速检测装置、胎压检测装置和姿态检测装置。

车速检测装置设置成检测无人车主体结构1的车速。胎压检测装置设置成检测无人车主体结构1的车轮111胎压。姿态检测装置设置成检测无人车主体结构1的姿态。

控制系统包括辅助动力控制模块。辅助动力控制模块设置成：根据车速检测装置、胎压检测装置和姿态检测装置的检测结果控制辅助动力系统。

在一个示例中，车速检测装置包括车速传感器。胎压检测装置包括胎压传感器，胎压传感器的数量与无人车主体结构1的车轮111的数量相等且一一对应。姿态检测装置可以为但不限于陀螺仪4，如图3所示。陀螺仪4可以为三轴陀螺仪或六轴陀螺仪。陀螺仪4设于无人轮式载具的质心处。

在一种示例性的实施例中，控制系统还包括无人车系统控制模块，无人车系统控制模块设置成控制无人车主体结构1。

其中，无人车系统控制模块与辅助动力控制模块可以集成在一起，也可以分开设置。

如图4所示，本申请实施例还提供了一种控制方法，用于如上述实施例中任一项的无人轮式载具，控制方法包括：

步骤S102：获取无人车主体结构的状态检测结果；

步骤S104：根据无人车主体结构的状态检测结果控制辅助动力系统。

本申请实施例提供的控制方法，可以获取无人车主体结构1的状态检测结果，并根据状态检测结果合理控制辅助动力系统，使得无人轮式载具可以越过障碍脱离困境继续行进，从而有利于提升无人轮式载具对复杂地形的适应性，有利于提升无人轮式载具的机动性。

并且，由于该控制方法应用于上述实施例中任一项的无人轮式载具，因而具有上述一切有益效果，在此不再赘述。

在一种示例性的实施例中，根据无人车主体结构1的状态检测结果控制辅助动力系统，包括：

根据无人车主体结构1的状态检测结果判断无人车主体结构1是否遇到障碍并处于失速状态；

基于确定无人车主体结构1遇到障碍并处于失速状态，启动辅助动力系统以辅助无人车主体结构1越过障碍。

当根据无人车主体结构1的状态检测结果确定无人车主体结构1遇到障碍并处于失速状态时，表明无人轮式载具受困于障碍无法行进。因此，启动辅助动力系统提供辅助动力，来辅助无人车主体结构1越过障碍，使其脱离困境。

在一种示例性的实施例中，状态检测结果包括：无人车主体结构1的车速和胎压、陀螺仪4俯仰角。

根据无人车主体结构1的状态检测结果判断无人车主体结构1是否遇到障碍并处于失速状态，包括：

判断无人车主体结构1的车速是否小于第一设定车速，且陀螺仪4俯仰角大于第一设定角度；

基于无人车主体结构1的车速小于第一设定车速，且陀螺仪4俯仰角大于第一设定角度，判定无人车主体结构1遇到障碍并处于失速状态；

基于无人车主体结构1的车速大于或等于第一设定车速或者陀螺仪4俯仰角小于或等于第一设定角度，判定无人车主体结构1没有遇到障碍并处于失速状态。

当无人车主体结构1的车速小于第一设定车速时，表明无人轮式载具车速非常低，虽然无人车动力系统提供了行进动力，但无人轮式载具并不能正常前进，因此处于失速状态。

当陀螺仪4的俯仰角大于第一设定角度时，表明无人轮式载具的当前姿态偏离了正常行进过程中的姿态，由此可以确定无人轮式载具遇到了障碍。

其中，第一设定车速可以为但不限于1m/s，第一设定角度可以为但不限于70°。

在一种示例性的实施例中，涡喷系统2包括两组涡喷发动机组21和两组角度调节装置3。

启动辅助动力系统以辅助无人车主体结构1越过障碍，包括：

根据无人车主体结构1的胎压确定两组涡喷发动机组21的喷气方向和燃料供给量；

根据喷气方向和燃料供给量启动两组角度调节装置3和两组涡喷发动机组21。

根据无人车主体结构1的胎压来确定两组涡喷发动机组21的喷气方向和燃料供给量后，即可根据确定的喷气方向和燃料供给量启动两组角度调节装置3和两组涡喷发动机组21。通过角度调节装置3将涡喷发动机组21转动至所需的位置，使其具有合适的喷气方向，并且根据确定的燃料供给量向两组涡喷发动机组21合理供油，使两组涡喷发动机组21提供合适大小的动力。

在一种示例性的实施例中，根据无人车主体结构1的胎压确定两组涡喷发动机组21的喷气方向和燃料供给量，包括：

根据各个车轮111的胎压确定无人轮式载具的负载分配；

根据无人轮式载具的负载分配，确定两组涡喷发动机组21的喷气方向和燃料供给量。

由于各个车轮111的胎压与其上方的负载大小正相关，因而可以根据各个车轮111的胎压来确定无人轮式载具的负载分配。根据无人轮式载具的负载分配，来确定两组涡喷发动机组21的喷气方向和燃料供给量，使得两组涡喷发动机组21提供的动力大小和动力方向可以与无人轮式载具的负载分配相适配，有利于无人轮式载具快速恢复平衡并越过障碍。

在一种示例性的实施例中，根据各个车轮111的胎压确定无人轮式载具的负载分配，包括：根据各个车轮111的胎压确定无人轮式载具的前侧负载与后侧负载的相对大小。

当前侧车轮111的胎压大于后侧车轮111的胎压，则前侧负载大于后侧负载。

当前侧车轮111的胎压小于后侧车轮111的胎压，则前侧负载小于后侧负载。

前侧车轮111的胎压可以为最前侧的一组车轮111的胎压的平均值，后侧车轮111的胎压可以为最后侧的一组车轮111的胎压的平均值。

根据无人车主体结构1的负载分配，确定两组涡喷发动机组21的喷气方向，包括：

基于无人车主体结构1的前侧负载大于后侧负载，确定两组涡喷发动机组21向后下方喷气；

基于无人车主体结构1的前侧负载小于后侧负载，确定两组涡喷发动机组21向前下方喷气。

当前侧负载大于后侧负载时，表明整车前部较重，后部较轻。由于两组涡喷发动机组21对称设置在质心的两侧，此时两组涡喷发动机组21向后下方喷气，使得无人轮式载具可以受到向前向上的反推力，因而有利于抬起整车前部，使整车快速恢复平衡。

当前侧负载小于后侧负载时，表明整车前部较轻，后部较重。由于两组涡喷发动机组21对称设置在质心的两侧，此时两组涡喷发动机组21向前下方喷气，使得无人轮式载具可以受到向后向上的反推力，因而有利于抬起整车后部，使整车快速恢复平衡。

比如：当无人轮式载具前轮陷入坑洞中时，此时前侧负载大于后侧负载。这种情况下，通常无人车动力系统可以正常提供动力，但车轮111只能打滑或者空转，导致整车处于失速状态。只要前轮向上抬起使得前轮和/或后轮能够正常抓地，前轮即可越过坑洞脱离障碍。因此，两组涡喷发动机组21向后下方喷气，以使前侧车轮111向上抬起，脱离坑洞，进而可以使前轮越过坑洞障碍。

反之，当无人轮式载具后轮陷入坑洞中时，此时前侧负载小于后侧负载。这种情况下，通常无人车动力系统可以正常提供动力，但车轮111只能打滑或者空转，导致整车处于失速状态。只要后轮向上抬起使得前轮和/或后轮能够正常抓地，后轮即可越过坑洞脱离障碍。因此，两组涡喷发动机组21向前下方喷气，以使后侧车轮111向上抬起脱离坑洞，进而可以使后轮越过坑洞障碍。

由此，无人轮式载具可以自行越过坑洞障碍，提高了无人轮式载具对具有坑洞等负障碍的地形的适应性。

当无人轮式载具遇到高台时，前轮向上抬起压在高台上，后轮停留在地面上，但整车无法越过高台，此时后侧负载大于前侧负载。这种情况下，通常无人车动力系统也可以正常提供动力，但车轮111只能打滑或者空转，导致整车处于失速状态。只要后轮向上抬起使得前轮能够正常抓住高台产生摩擦力，整车即可越过高台脱离障碍。因此，两组涡喷发动机组21向前下方喷气，以使后侧车轮111向上抬起，进而可以使无人轮式载具越过高台障碍。

由此，无人轮式载具可以自行越过高台障碍，提高了无人轮式载具对具有高台等正障碍的地形的适应性。

在一个示例中，涡喷发动机组21的初始位置为向正下方喷气，角度调节装置3可以驱动涡喷发动机组21向前或向后小幅转动，实现喷气方向的微调整。当确定涡喷发动机组21向后下方喷气时，角度调节装置3驱动涡喷发动机组21向后转动设定角度，如15°；当确定涡喷发动机组21向前下方喷气时，角度调节装置3驱动涡喷发动机组21向前转动设定角度，如15°。当然，角度调节装置3的调节方式不限于上述固定角度的调整，也可以根据需要合理确定调整角度。

在一种示例性的实施例中，两组涡喷发动机组21的燃料供给量与无人车主体结构1的左右侧负载大小正相关。换言之，左侧涡喷发动机组21的燃料供给量与左侧负载大小正相关，右侧涡喷发动机组21的燃料供给量与右侧负载大小正相关。

当无人车主体结构1的左侧负载大于右侧负载时，表明无人轮式载具的左侧部位较重，右侧部位较轻，因此左侧涡喷发动机组21需要提供更大的动力，才能使无人轮式载具左右平衡并有利于无人轮式载具恢复至水平状态，故左侧涡喷发动机组21需要更大的燃料供给量。因此，左侧涡喷发动机组21的燃料供给量与左侧负载大小正相关。

当无人车主体结构1的右侧负载大于左侧负载时，表明无人轮式载具的左侧部位较轻，右侧部位较重，因此右侧涡喷发动机组21需要提供更大的动力，才能使无人轮式载具左右平衡并有利于无人轮式载具恢复至水平状态，故右侧涡喷发动机组21需要更大的燃料供给量。因此，右侧涡喷发动机组21的燃料供给量与右侧负载大小正相关。

在一种示例性的实施例中，根据各个车轮111的胎压确定无人轮式载具的负载分配，包括：根据各个车轮111的胎压确定无人轮式载具的左侧负载与右侧负载的比值参考值。

其中，左侧车轮111的胎压的平均值可以用于表征左侧负载的大小，右侧车轮111的胎压的平均值可以作用于表征右侧负载的大小，则左侧车轮111的胎压的平均值与右侧车轮111的胎压的平均值的比值，即为无人轮式载具的左侧负载与右侧负载的比值参考值。

根据无人轮式载具的负载分配，确定两组涡喷发动机组21的燃料供给量，包括：

根据无人轮式载具的左侧负载与右侧负载的比值参考值确定两组涡喷发动机组21的燃料供给量。

其中，左侧涡喷发动机组21的燃料供给量与右侧涡喷发动机组21的燃5料供给量的比值等于无人轮式载具的左侧负载与右侧负载的比值参考值。

由于两组涡喷发动机组21通过同一燃料存储系统和燃料供给系统提供燃料，相当于燃料总量是确定的。因此，当两组涡喷发动机组21的燃料供给量的比值确定时，两组涡喷发动机组21各自的燃料供给量即可确定。

在一种示例性的实施例中，根据无人车主体结构1的状态检测结果控制0辅助动力系统，还包括：

根据无人车主体结构1的状态检测结果判断无人车主体结构1是否越过障碍；

基于无人车主体结构1越过障碍，关闭辅助动力系统。

当确定无人车主体结构1越过障碍时，关闭辅助动力系统，可以避免辅5助动力系统影响无人轮式载具的正常行进，且有利于节约能源。

在一种示例性的实施例中，根据无人车主体结构1的状态检测结果判断无人车主体结构1是否越过障碍，包括：

判断陀螺仪4俯仰角是否小于第二设定角度且车速大于第二设定车速；

基于陀螺仪4俯仰角小于第二设定角度且车速大于第二设定车速，判定0无人车主体结构1越过障碍；

基于陀螺仪4俯仰角大于或等于第二设定角度，或者车速小于或等于第二设定车速，判定无人车主体结构1没有越过障碍。

其中，第二设定角度小于或等于第一设定角度，第二设定车速大于或等于第一设定车速。

5本方案通过陀螺仪4俯仰角和车速的双重判断，可以准确判断是否越过

障碍，有利于避免误判带来的不利影响。

当然，也可以通过其他方式来判断无人车主体结构1是否越过障碍。比如仅根据车速来判断，当无人轮式载具车速恢复正常行进速度时可以判定无人轮式载具越过障碍。或者，仅根据陀螺仪4数据来判断，当陀螺仪4俯仰

角恢复正常行进状态的角度时，表明无人轮式载具越过障碍。或者，通过摄5像头来判断，当摄像头拍到无人轮式载具已经离开障碍时，表明无人轮式载具越过障碍。

在一个实施例中，如图5所示，控制方法包括以下步骤：

步骤S202：获取无人车主体结构的车速和胎压、陀螺仪俯仰角；

步骤S204：判断车速是否小于第一设定车速，且陀螺仪俯仰角大于第0一设定角度，若是，执行步骤S206，若否，返回执行步骤S204；

步骤S206：根据无人车主体结构的胎压确定两组涡喷发动机组的喷气方向和燃料供给量；

步骤S208：根据喷气方向和燃料供给量启动两组角度调节装置和两组

涡喷发动机组；

5步骤S210：判断车速是否大于第二设定车速，且陀螺仪俯仰角小于第二设定角度，若是，执行步骤S212，若否，返回执行步骤S210；

步骤S212：关闭辅助动力系统。

本申请实施例还提供了一种控制系统，包括处理器以及存储有计算机程序的存储器，处理器执行计算机程序时实现如上述实施例中任一的控制方法0的步骤，因而具有上述一切有益效果，在此不再赘述。

处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他5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。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

综上所述，本申请实施例提供了一种增加无人轮式载具越障能力的微型涡喷和轮式载具结合的技术方案，可以通过陀螺仪数据控制涡喷动力角度，使喷气动力与实际需要匹配。本方案与主动避障方案并不排斥，是主动避障方案的补充，也是微型涡喷低成本、高推重比的发展。

在其他实施例中，也可以利用液压机械结构来替代涡喷系统作为辅助动力系统，辅助无人车主体结构越过障碍。

在上述任意一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任一组合来实施。如果以软件实施，那么功能可作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或经由计算机可读介质传输，且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可包含对应于例如数据存储介质等有形介质的计算机可读存储介质，或包含促进计算机程序例如根据通信协议从一处传送到另一处的任何介质的通信介质。以此方式，计算机可读介质通常可对应于非暂时性的有形计算机可读存储介质或例如信号或载波等通信介质。数据存储介质可为可由一个或多个计算机或者一个或多个处理器存取以检索用于实施本公开中描述的技术的指令、代码和/或数据结构的任何可用介质。计算机程序产品可包含计算机可读介质。

举例来说且并非限制，此类计算机可读存储介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置、快闪存储器或可用来以指令或数据结构的形式存储所要程序代码且可由计算机存取的任何其它介质。而且，还可以将任何连接称作计算机可读介质举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电及微波等无线技术从网站、服务器或其它远程源传输指令，则同轴电缆、光纤电缆、双纹线、DSL或例如红外线、无线电及微波等无线技术包含于介质的定义中。然而应了解，计算机可读存储介质和数据存储介质不包含连接、载波、信号或其它瞬时(瞬态)介质，而是针对非瞬时有形存储介质。如本文中所使用，磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软磁盘或蓝光光盘等，其中磁盘通常以磁性方式再生数据，而光盘使用激光以光学方式再生数据。上文的组合也应包含在计算机可读介质的范围内。

举例来说，可由例如一个或多个数字信号理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其它等效集成或离散逻辑电路等一个或多个处理器来执行指令。因此，如本文中所使用的术语“处理器”可指上述结构或适合于实施本文中所描述的技术的任一其它结构中的任一者。另外，在一些方面中，本文描述的功能性可提供于经配置以用于编码和解码的专用硬件和/或软件模块内，或并入在组合式编解码器中。并且，可将所述技术完全实施于一个或多个电路或逻辑元件中。

本公开实施例的技术方案可在广泛多种装置或设备中实施，包含无线手机、集成电路(IC)或一组IC(例如，芯片组)。本公开实施例中描各种组件、模块或单元以强调经配置以执行所描述的技术的装置的功能方面，但不一定需要通过不同硬件单元来实现。而是，如上所述，各种单元可在编解码器硬件单元中组合或由互操作硬件单元(包含如上所述的一个或多个处理器)的集合结合合适软件和/或固件来提供。

在本发明中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (17)

1.一种无人轮式载具，其特征在于，包括：

无人车主体结构；

辅助动力系统，与所述无人车主体结构相连，所述辅助动力系统包括涡喷系统，所述涡喷系统设置成辅助所述无人车主体结构越过障碍；

无人车状态检测系统，设置成检测所述无人车主体结构的状态；和

控制系统，与所述无人车状态检测系统及所述辅助动力系统电连接，设置成根据所述无人车状态检测系统的状态检测结果控制所述辅助动力系统。

2.根据权利要求1所述的无人轮式载具，其特征在于，

所述涡喷系统包括：两组涡喷发动机组，两组所述涡喷发动机组分别为第一涡喷发动机组和第二涡喷发动机组，所述第一涡喷发动机组和所述第二涡喷发动机组沿所述无人车主体结构的宽度方向间隔设置。

3.根据权利要求2所述的无人轮式载具，其特征在于，

所述第一涡喷发动机组和所述第二涡喷发动机组对称设置在所述无人轮式载具的质心的两侧。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的无人轮式载具，其特征在于，所述辅助动力系统还包括：

两组角度调节装置，与两组所述涡喷发动机组一一对应连接，并与所述控制系统电连接，设置成驱动对应的所述涡喷发动机组转动，以调节对应的所述涡喷发动机组的喷气方向。

5.根据权利要求4所述的无人轮式载具，其特征在于，所述角度调节装置包括：

旋转支架，设于所述无人车主体结构，所述涡喷发动机组可转动地安装于所述旋转支架；和

电动机，与所述涡喷发动机组相连，并与所述控制系统电连接，以带动所述涡喷发动机组相对所述旋转支架转动。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的无人轮式载具，其特征在于，所述无人车状态检测系统包括车速检测装置、胎压检测装置和姿态检测装置；

所述车速检测装置设置成检测所述无人车主体结构的车速，所述胎压检测装置设置成检测所述无人车主体结构的车轮胎压，所述姿态检测装置设置成检测所述无人车主体结构的姿态；

所述控制系统包括辅助动力控制模块，所述辅助动力控制模块设置成：根据所述车速检测装置、所述胎压检测装置和所述姿态检测装置的检测结果控制所述辅助动力系统。

7.根据权利要求6所述的无人轮式载具，其特征在于，

所述车速检测装置包括车速传感器；

所述胎压检测装置包括胎压传感器，所述胎压传感器的数量与所述无人车主体结构的车轮的数量相等且一一对应；

所述姿态检测装置包括陀螺仪。

8.一种控制方法，用于如权利要求1至7中任一项所述的无人轮式载具，其特征在于，所述控制方法包括：

获取所述无人车主体结构的状态检测结果；

根据所述无人车主体结构的状态检测结果控制所述辅助动力系统。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述无人车主体结构的状态检测结果控制所述辅助动力系统，包括：

根据所述无人车主体结构的状态检测结果判断所述无人车主体结构是否遇到障碍并处于失速状态；

基于确定所述无人车主体结构遇到障碍并处于失速状态，启动所述辅助动力系统以辅助所述无人车主体结构越过障碍。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，

所述状态检测结果包括：所述无人车主体结构的车速和胎压、陀螺仪俯仰角；

所述根据所述无人车主体结构的状态检测结果判断所述无人车主体结构是否遇到障碍并处于失速状态，包括：

基于所述无人车主体结构的车速小于第一设定车速，且陀螺仪俯仰角大于第一设定角度，判定所述无人车主体结构遇到障碍并处于失速状态。

11.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述涡喷系统包括两组涡喷发动机组和两组角度调节装置；

所述启动所述辅助动力系统以辅助所述无人车主体结构越过障碍，包括：

根据所述无人车主体结构的胎压确定两组涡喷发动机组的喷气方向和燃料供给量；

根据所述喷气方向和燃料供给量启动两组角度调节装置和两组涡喷发动机组。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述无人车主体结构的胎压确定两组涡喷发动机组的喷气方向和燃料供给量，包括：

根据各个车轮的胎压确定所述无人轮式载具的负载分配；

根据所述无人轮式载具的负载分配，确定两组涡喷发动机组的喷气方向和燃料供给量。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，

所述根据各个车轮的胎压确定所述无人轮式载具的负载分配，包括：根据各个车轮的胎压确定所述无人轮式载具的前侧负载与后侧负载的相对大小；

根据所述无人车主体结构的负载分配，确定两组涡喷发动机组的喷气方向，包括：

基于所述无人车主体结构的前侧负载大于后侧负载，确定两组所述涡喷发动机组向后下方喷气；

基于所述无人车主体结构的前侧负载小于后侧负载，确定两组所述涡喷发动机组向前下方喷气。

14.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，

所述根据各个车轮的胎压确定所述无人轮式载具的负载分配，包括：根据各个车轮的胎压确定所述无人轮式载具的左侧负载与右侧负载的比值参考值；

根据所述无人轮式载具的负载分配，确定两组涡喷发动机组的燃料供给量，包括：

根据所述无人轮式载具的左侧负载与右侧负载的比值参考值确定两组涡喷发动机组的燃料供给量，其中左侧涡喷发动机组的燃料供给量与右侧涡喷发动机组的燃料供给量的比值等于所述无人轮式载具的左侧负载与右侧负载的比值参考值。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述无人车主体结构的状态检测结果控制所述辅助动力系统，还包括：

根据所述无人车主体结构的状态检测结果判断所述无人车主体结构是否越过障碍；

基于所述无人车主体结构越过障碍，关闭所述辅助动力系统。

16.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述无人车主体结构的状态检测结果判断所述无人车主体结构是否越过障碍，包括：

基于陀螺仪俯仰角小于第二设定角度且车速大于第二设定车速，判定所述无人车主体结构越过障碍；

所述第二设定角度小于或等于第一设定角度，所述第二设定车速大于或等于第一设定车速。

17.一种控制系统，其特征在于，包括处理器以及存储有计算机程序的存储器，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求8至16中任一所述的控制方法的步骤。

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