本發(fā)明涉及無人車控制領(lǐng)域，尤其涉及一種無人車橫縱向協(xié)同控制方法。
背景技術(shù)：
：無人駕駛技術(shù)作為當(dāng)今無人車的前沿技術(shù)受到了各國學(xué)者的廣泛關(guān)注。無人車的運(yùn)動(dòng)控制是導(dǎo)航控制體系結(jié)構(gòu)中操縱控制層的關(guān)鍵技術(shù)，運(yùn)動(dòng)控制方法是該層的核心研究內(nèi)容。這里的運(yùn)動(dòng)控制是基于規(guī)劃軌跡的跟蹤控制。無人車的控制技術(shù)是無人的核心技術(shù)之一，可被細(xì)分為橫向控制與縱向控制。其中橫向控制系統(tǒng)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)無人車對(duì)于特定行車軌跡的跟隨，縱向控制系統(tǒng)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)于特定行車速度的跟隨。但目前無人車的橫向控制系統(tǒng)與縱向控制系統(tǒng)領(lǐng)域的研究主要以提升單方面的性能作為方法的目標(biāo)，沒有將橫縱向控制作為一個(gè)整體去考量，忽略了無人車的橫縱向耦合特性對(duì)最終控制效果的顯著影響。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種無人車橫縱向協(xié)同控制方法，用以解決上述技術(shù)問題。本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：在基于本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種無人車橫縱向協(xié)同跟蹤控制方法，包括：S1、獲得期望軌跡、期望速度、推薦檔位和期望起步檔位作為無人車橫縱向協(xié)同控制系統(tǒng)的需求輸入；S2、整車控制器發(fā)出控制指令控制無人車按照期望軌跡、期望速度、推薦檔位、期望起步檔位、期望轉(zhuǎn)向模式和期望航向校正偏差進(jìn)行起步；S3、整車控制器發(fā)出控制指令控制無人車行進(jìn)間的模式切換。在基于本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施例中，還包括整車控制器發(fā)出控制指令控制無人車緊急制動(dòng)模式切換。在基于本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施例中，S2具體包括：S21、控制無人車由發(fā)動(dòng)機(jī)熄火模式進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制模式；S22、控制無人車由發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制模式進(jìn)入駐車模式；S23、控制無人車由駐車模式轉(zhuǎn)入停車制動(dòng)控制模式；S24、控制無人車由停車制動(dòng)控制模式進(jìn)入起步控制模式，通過起步模式判定，進(jìn)入駐車模式、橫縱向協(xié)同模式或原地轉(zhuǎn)向模式。在基于本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施例中，S3具體包括：控制無人車由橫縱向協(xié)同控制模式進(jìn)入縱向速度跟隨模式、行進(jìn)間轉(zhuǎn)向模式或原地轉(zhuǎn)向控制模式。在基于本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施例中，控制無人車由橫縱向協(xié)同控制模式進(jìn)入縱向速度跟隨模式、行進(jìn)間轉(zhuǎn)向模式或原地轉(zhuǎn)向控制模式具體為：判斷無人車運(yùn)行狀態(tài)，判斷檔位是否為空擋：是，則無人車處于駐車模式，否，則當(dāng)期望轉(zhuǎn)角小于等于0時(shí)；或者，當(dāng)期望轉(zhuǎn)角大于0且轉(zhuǎn)向模式為0X03且行進(jìn)間左轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器小于500時(shí)；或者，當(dāng)期望轉(zhuǎn)角大于0且轉(zhuǎn)向模式為0X04且行進(jìn)間右轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器小于500時(shí)，是無人車處于縱向速度跟隨模式；判斷檔位是否為空擋，否，則當(dāng)期望轉(zhuǎn)角大于0且轉(zhuǎn)向模式為0X03且行進(jìn)間左轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器大于等于500時(shí)；或者當(dāng)期望轉(zhuǎn)角大于0且轉(zhuǎn)向模式為0X04且行進(jìn)間右轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器大于等于500時(shí)，無人車處于行進(jìn)間轉(zhuǎn)向模式；判斷檔位是否為空擋，否，則當(dāng)期望轉(zhuǎn)角大于0且轉(zhuǎn)向模式為0X01或0X02且主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速小于等于300r/min時(shí)，無人車處于轉(zhuǎn)向模式；否則處于狀態(tài)機(jī)狀態(tài)維持。在基于本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施例中，控制無人車緊急制動(dòng)模式切換具體包括：S41、判斷是否觸發(fā)了急停開關(guān)；是，則控制無人車由駐車模式轉(zhuǎn)入停車制動(dòng)控制模式；否，則判斷接收上位機(jī)信號(hào)是否異常；異常，則進(jìn)入緊急停車模式；正常，則進(jìn)入駐車模式。在基于本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施例中，步驟S24具體包括：通過起步模式判定，進(jìn)入駐車模式、橫縱向協(xié)同控制模式或原地轉(zhuǎn)向控制模式。在基于本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施例中，無人車控制指令具體包括：發(fā)動(dòng)機(jī)期望轉(zhuǎn)速控制指令、AMT變速箱檔位控制指令和兩側(cè)操縱桿期望位置控制指令；其中，發(fā)動(dòng)機(jī)期望轉(zhuǎn)速控制指令和AMT變速箱擋位控制指令根據(jù)期望速度和推薦檔位確定；兩側(cè)操縱桿期望位置控制指令根據(jù)期望轉(zhuǎn)向模式和期望航向校正偏差確定。本發(fā)明有益效果如下：本發(fā)明約束了無人車從起步到停車全過程的模式跳轉(zhuǎn)，并限定了各模式下的橫向與縱向控制動(dòng)作序列的生成，最大程度上保證了行駛安全；在行駛過程中根據(jù)無人車路徑跟蹤的實(shí)際要求，約束了無人車在縱向速度跟隨、行進(jìn)間轉(zhuǎn)向和原地轉(zhuǎn)向之間的跳轉(zhuǎn)規(guī)則，保證了橫向控制系統(tǒng)和縱向控制系統(tǒng)之間的平穩(wěn)過渡；在行進(jìn)間轉(zhuǎn)向與原地轉(zhuǎn)向控制過程中，充分考慮到速差轉(zhuǎn)向無人車的橫縱向耦合特性，縱向控制系統(tǒng)時(shí)刻監(jiān)測橫向控制系統(tǒng)的運(yùn)行模式實(shí)時(shí)進(jìn)行基于轉(zhuǎn)向功率需求的縱向控制修正，保證橫向控制效果。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。附圖說明附圖僅用于示出具體實(shí)施例的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制，在整個(gè)附圖中，相同的參考符號(hào)表示相同的部件。圖1為橫縱向協(xié)同控制模式切換流程圖；圖2為無人車路徑跟蹤方法流程圖；圖3為無人車起步操縱桿位置判定方法流程圖；圖4為無人車起步模式判定方法流程圖；圖5為無人車的緊急制動(dòng)控制模式切換流程圖圖6為行進(jìn)間轉(zhuǎn)向計(jì)數(shù)器工作示意圖(左轉(zhuǎn)向)；圖7為行進(jìn)間狀態(tài)切換控制流程圖；圖8為縱向速度跟隨控制流程圖；圖9為行進(jìn)間轉(zhuǎn)向操縱桿尋優(yōu)控制子狀態(tài)流程圖(左轉(zhuǎn)向)；圖10為行進(jìn)間轉(zhuǎn)向操縱桿回位時(shí)機(jī)控制子狀態(tài)流程圖；圖11為行進(jìn)間轉(zhuǎn)向操縱桿回位控制子狀態(tài)流程圖；圖12為原地轉(zhuǎn)向控制模式流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中，附圖構(gòu)成本申請(qǐng)一部分，并與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，公開了一種無人車橫縱向協(xié)同控制方法，如圖1所示，具體包括：S1、獲得期望軌跡、期望速度、推薦檔位和期望起步檔位作為無人車橫縱向協(xié)同控制系統(tǒng)的需求輸入；期望速度和推薦檔位由整車控制器結(jié)合速差無人車動(dòng)力學(xué)特性，實(shí)際行駛阻力等條件生成。在本實(shí)施例中，所生成的期望速度區(qū)間為5-65km/h,推薦檔位為：1-5擋和倒擋。期望起步檔位具體包括空擋、前進(jìn)擋、倒擋；整車控制器通過路徑跟蹤方法將無人車實(shí)際位置與期望軌跡之間的航向偏差和橫向偏差作為輸入，處理后得到速差轉(zhuǎn)向無人車的兩個(gè)控制量，分別為期望轉(zhuǎn)向模式和期望航向校正偏差。如附圖2所示，路徑跟蹤方法會(huì)依據(jù)無人車實(shí)際位置和期望軌跡計(jì)算搜尋得到與無人車最近的期望路點(diǎn)作為預(yù)瞄點(diǎn)。計(jì)算預(yù)瞄點(diǎn)和無人車實(shí)際位置的偏差Δx和航向偏差ψ。如果Δx大于1m則認(rèn)為偏差過大，向上層反饋信息請(qǐng)求路徑重規(guī)劃；否則，求解期望航向校正偏差θ＝ψ+arctan(k*Δx/v)。期望航向校正偏差與期望轉(zhuǎn)向模式的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示：期望航向校正偏差范圍期望轉(zhuǎn)向模式0≤θ≤3°縱向速度跟隨模式3°<θ≤15°行進(jìn)間轉(zhuǎn)向模式θ>15°原地轉(zhuǎn)向模式S2、整車控制器發(fā)出控制指令控制無人車按照期望軌跡、期望速度、推薦檔位、期望起步檔位、期望轉(zhuǎn)向模式和期望航向校正偏差進(jìn)行起步；面向無人車起停的模式切換方法約束了無人車從發(fā)動(dòng)機(jī)熄火模式、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制模式、駐車控制模式、停車制動(dòng)控制模式到起步控制模式之間的模式跳轉(zhuǎn)規(guī)則，附圖3為無人車起步操縱桿位置判定方法流程圖、附圖4為無人車起步模式判定方法流程圖。無人車控制指令具體包括：發(fā)動(dòng)機(jī)期望轉(zhuǎn)速控制指令、AMT(AutomatedMechanicalTransmission，電控機(jī)械式自動(dòng)變速箱)變速箱檔位控制指令和兩側(cè)操縱桿期望位置控制指令。其中，發(fā)動(dòng)機(jī)期望轉(zhuǎn)速控制指令和AMT變速箱擋位控制指令根據(jù)期望速度和推薦檔位確定；兩側(cè)操縱桿期望位置控制指令根據(jù)期望轉(zhuǎn)向模式和期望航向校正偏差確定。具體地，所述步驟S2包括以下子步驟：S21、控制無人車由發(fā)動(dòng)機(jī)熄火模式進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制模式；發(fā)動(dòng)機(jī)熄火模式是無人車的初始模式，在該模式下無人車不執(zhí)行任何操作，ECU(ElectronicControlUnit，電子控制單元)定時(shí)查詢整車控制器所下達(dá)的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)指令，若判斷發(fā)動(dòng)起啟動(dòng)指令為0X00，則繼續(xù)維持發(fā)動(dòng)機(jī)熄火模式；若判斷發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)指令為0X01后，則實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火模式到發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制模式的跳轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制模式主要實(shí)現(xiàn)兩方面的功能，其一控制啟動(dòng)電機(jī)繼電器的開關(guān)，其二監(jiān)測發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值。為了避免啟動(dòng)電機(jī)頻繁開關(guān)造成的啟動(dòng)電機(jī)過熱問題，在此模式中對(duì)啟動(dòng)電機(jī)的開關(guān)時(shí)序做了嚴(yán)格的限定，啟動(dòng)電機(jī)每次的工作時(shí)間為5s，如果5s內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)未完成啟動(dòng)，則認(rèn)為啟動(dòng)失?。粏?dòng)電機(jī)15s后才能進(jìn)行下一次啟動(dòng)操作。此外，該模式設(shè)定了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速臨界值監(jiān)控作為發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完成的標(biāo)志，如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于750r/min的時(shí)間超過1s則認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完成，控制模式跳轉(zhuǎn)為駐車模式。S22、控制無人車由發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制模式進(jìn)入駐車模式；ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否在高于750r/min的模式持續(xù)1s判斷無人車是否由發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制模式進(jìn)入駐車模式，否，則無人車仍處于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制模式；是，則無人車進(jìn)入駐車模式；駐車模式是無人車啟動(dòng)前的準(zhǔn)備模式，并且只有在該模式下才能夠進(jìn)行無人車的前進(jìn)擋和倒擋的切換操作，防止在行車過程中出現(xiàn)前進(jìn)擋與倒擋的意外切換。在該模式下整車控制器下發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速指令、向AMT控制器下發(fā)空擋指令并將兩側(cè)操縱桿的期望位置設(shè)定為完全制動(dòng)位置，確保無人車在該模式下能維持完全靜止模式。當(dāng)上位機(jī)所下發(fā)的期望起步檔位不為空擋時(shí)，將鎖定起步檔位信息，并將無人車模式切換到停車制動(dòng)控制模式。S23、控制無人車由駐車模式轉(zhuǎn)入停車制動(dòng)控制模式；ECU判斷發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)指令是否為0X01，否，則無人車進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)熄火模式；是，則AMT控制器判斷檔位指令是否為空擋：是，則處于駐車模式；否，則AMT控制器記錄起步檔位，無人車進(jìn)入停車制動(dòng)模式1；判斷左右主動(dòng)輪速是否小于等于150r/min，否，則無人車?yán)^續(xù)保持停車制動(dòng)控制模式1；是，則無人車進(jìn)入停車制動(dòng)控制模式2；停車制動(dòng)控制模式主要承載兩方面的任務(wù)。其一，當(dāng)模式由駐車控制模式跳轉(zhuǎn)而來時(shí)，其任務(wù)為確保無人車在掛檔前處于靜止模式，停車確認(rèn)后再轉(zhuǎn)入起步控制模式；其二，當(dāng)模式由行進(jìn)間模式切換而來時(shí)，其任務(wù)為控制無人車減速并停止，待完全停車后再切換到駐車模式。在停車制動(dòng)控制模式模式1下，整車控制器下發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速指令、向AMT控制器下發(fā)空擋指令并將兩側(cè)操縱桿的期望位置設(shè)定為完全制動(dòng)位置，以主動(dòng)輪速作為無人車停車的判斷依據(jù)。停車制動(dòng)模式2為確認(rèn)停車模式，在該模式下系統(tǒng)判斷主動(dòng)輪是否完全靜止，如果主動(dòng)輪完全靜止時(shí)間超過1s則判定無人車完全靜止。S24、控制無人車由停車制動(dòng)控制模式進(jìn)入起步控制模式，通過起步模式判定，進(jìn)入駐車模式、橫縱向協(xié)同控制模式或原地轉(zhuǎn)向控制模式；如圖4所示，具體步驟包括：判斷檔位是否為空擋：是，則處于駐車狀態(tài)，否，則判斷轉(zhuǎn)向模式是否為0X00：是，則處于橫縱向協(xié)同控制模式；否，則處于原地轉(zhuǎn)向控制模式。步驟S24后還可以包括：S241、判斷1s內(nèi)，左右主動(dòng)輪速是否均低于150r/min，否，則處于駐車模式；是，判斷檔位是否為空擋，是，則發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)模式；否，處于起步狀態(tài)1；S242、進(jìn)行起步操縱桿位置判斷，判斷兩側(cè)操縱桿是否到位，否，則判斷檔位是否為空擋：是，則處于駐車模式，并執(zhí)行步驟S23；否，則執(zhí)行步驟S242；是，則處于起步狀態(tài)2；S243、判斷ATM是否掛上檔，否，則執(zhí)行步驟S244；是，則判斷兩側(cè)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速在3s內(nèi)是否都大于等于20r/min，否，則執(zhí)行步驟S244；是，則跳轉(zhuǎn)到起步模式判斷；S244、判斷檔位是否為空擋，是，處于駐車模式，并執(zhí)行步驟S23；否，則處于起步控制模式2。起步控制模式是無人車起步的執(zhí)行模式，主要包括兩方面的任務(wù)，其一，根據(jù)轉(zhuǎn)向模式下發(fā)兩側(cè)操縱桿的期望位置；其二，在操縱桿到達(dá)期望位置的基礎(chǔ)上，控制AMT掛檔機(jī)構(gòu)動(dòng)作。以主動(dòng)輪速作為無人車已經(jīng)起步的判斷依據(jù)，如果兩側(cè)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速在3s內(nèi)都大于20r/min時(shí)，則認(rèn)為無人車起步成功轉(zhuǎn)入無人車行進(jìn)間的模式切換邏輯，進(jìn)行無人車橫縱向協(xié)同跟蹤控制。其中，起步操作桿位置判斷的方法具體為：當(dāng)轉(zhuǎn)向模式＝0X00時(shí)，左右側(cè)起步操縱桿都完全結(jié)合；當(dāng)轉(zhuǎn)向模式＝0X01時(shí)，左側(cè)起步操縱桿完全制動(dòng)，右側(cè)起步操縱桿完全結(jié)合；當(dāng)轉(zhuǎn)向模式＝0X02時(shí)，左側(cè)起步操縱桿完全結(jié)合，右側(cè)起步操縱桿完全制動(dòng)。S3、整車控制器發(fā)出控制指令控制無人車行進(jìn)間的模式切換；面向無人車行進(jìn)間的模式切換約束了無人車從橫縱向協(xié)同模式向縱向速度跟隨控制模式、原地轉(zhuǎn)向控制模式及行進(jìn)間轉(zhuǎn)向控制模式的模式跳轉(zhuǎn)規(guī)則。橫縱向協(xié)同控制模式下，檔位、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和兩側(cè)操縱桿位置維持，為避免頻繁轉(zhuǎn)向，設(shè)置行進(jìn)間轉(zhuǎn)向計(jì)數(shù)器。如圖6所示，行進(jìn)間轉(zhuǎn)向計(jì)數(shù)器工作示意圖(左轉(zhuǎn)向)，判斷行進(jìn)間左轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器是否大于等于10000，是，則給行進(jìn)間左轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器賦值為10000，否，則行進(jìn)間左轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器的值加1；同理，判斷行進(jìn)間右轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器是否大于等于10000，是，則給行進(jìn)間右轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器賦值為10000，否，則行進(jìn)間右轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器的值加1。如圖7所示，判斷無人車運(yùn)行狀態(tài)，判斷檔位是否為空擋：是，則無人車處于駐車模式，否，則當(dāng)期望轉(zhuǎn)角小于等于0時(shí)；或者，當(dāng)期望轉(zhuǎn)角大于0且轉(zhuǎn)向模式為0X03且行進(jìn)間左轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器小于500時(shí)；或者，當(dāng)期望轉(zhuǎn)角大于0且轉(zhuǎn)向模式為0X04且行進(jìn)間右轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器小于500時(shí)，無人車處于縱向速度跟隨模式。判斷檔位是否為空擋，否，則當(dāng)期望轉(zhuǎn)角大于0且轉(zhuǎn)向模式為0X03且行進(jìn)間左轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器大于等于500時(shí)；或者當(dāng)期望轉(zhuǎn)角大于0且轉(zhuǎn)向模式為0X04且行進(jìn)間右轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器大于等于500時(shí)，無人車處于行進(jìn)間轉(zhuǎn)向模式。判斷檔位是否為空擋，否，則當(dāng)期望轉(zhuǎn)角大于0且轉(zhuǎn)向模式為0X01或0X02且主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速小于等于300r/min時(shí)，無人車處于原地轉(zhuǎn)向模式。否則處于狀態(tài)機(jī)狀態(tài)維持。一般意義上的AMT換擋規(guī)律為雙參數(shù)換檔規(guī)律(油門、實(shí)際車速)，通過人工操作油門來反映外界負(fù)載的變化繼而決定檔位切換規(guī)律。對(duì)于無人車而言，由于對(duì)負(fù)載的考量已經(jīng)在上層系統(tǒng)的推薦檔位生成和期望速度生成模塊中得以體現(xiàn)，此處僅僅實(shí)現(xiàn)對(duì)推薦檔位的切換以及對(duì)期望車速的跟隨，控制目標(biāo)為盡快達(dá)到相應(yīng)的推薦檔位以及期望車速，并且取消了升降擋轉(zhuǎn)速容差。當(dāng)期望航向校正角度為零時(shí)即無人車無航向校正需求時(shí)，無人車轉(zhuǎn)入縱向速度跟隨控制模式，如圖8所示。在該模式下根據(jù)當(dāng)前檔位與推薦檔位的偏差，又劃分了四個(gè)子模式分別為AMT升檔控制模式、AMT降檔控制模式、檔位維持穩(wěn)速模式以及掛檔進(jìn)行模式。當(dāng)AMT處于升降檔狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)等待直到升降檔完成。當(dāng)AMT當(dāng)前檔位與推薦檔位一致時(shí)，根據(jù)當(dāng)前檔位傳動(dòng)比，由期望車速計(jì)算得到相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。具體的計(jì)算公式如下所示：1檔：發(fā)動(dòng)機(jī)期望轉(zhuǎn)速＝期望車速*55*4720*1000/(377*2654)2檔：發(fā)動(dòng)機(jī)期望轉(zhuǎn)速＝期望車速*55*2392*1000/(377*2654)3檔：發(fā)動(dòng)機(jī)期望轉(zhuǎn)速＝期望車速*55*1675*1000/(377*2654)4檔：發(fā)動(dòng)機(jī)期望轉(zhuǎn)速＝期望車速*55*1035*1000/(377*2654)5檔：發(fā)動(dòng)機(jī)期望轉(zhuǎn)速＝期望車速*55*695*1000/(377*2654)當(dāng)AMT當(dāng)前檔位小于推薦檔位時(shí)，引導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到當(dāng)前檔位的升檔點(diǎn)并下發(fā)升檔指令。此處各檔位下的升檔點(diǎn)下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速都為1800r/min。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與1800r/min相差較大時(shí)，都會(huì)以漸進(jìn)階梯式的引導(dǎo)方式完成對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提升控制。具體的引導(dǎo)邏輯如下表所示：當(dāng)AMT當(dāng)前檔位大于推薦檔位時(shí)，引導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到當(dāng)前檔位的降檔點(diǎn)，并下發(fā)降檔指令，否則無人車處于緊急狀態(tài)，下發(fā)空擋指令。各檔位下的降檔點(diǎn)如下表所示：其中，行進(jìn)間轉(zhuǎn)向控制模式主要應(yīng)對(duì)無人車在路徑跟蹤過程中小幅度航向校正的需求。在該模式下根據(jù)行進(jìn)間轉(zhuǎn)向的控制階段，又將該模式劃分為三個(gè)子狀態(tài)，分別為操縱桿尋優(yōu)控制子狀態(tài)、行進(jìn)間轉(zhuǎn)向操縱桿回位時(shí)機(jī)控制子狀態(tài)以及操縱桿回位控制子狀態(tài)。具體地，如圖9所示(右轉(zhuǎn)向工作原理相同)，行進(jìn)間轉(zhuǎn)向控制模式包括：S311、記錄直駛發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向模式、期望轉(zhuǎn)角和航向角S312、進(jìn)入操縱桿尋優(yōu)控制子狀態(tài)，判斷是否左轉(zhuǎn)(右轉(zhuǎn))，否，則進(jìn)入操縱桿回位控制子狀態(tài)；是，則行進(jìn)間左轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器(右轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器)清零；S313、判斷操縱桿尋優(yōu)標(biāo)志是否為0，否，則兩側(cè)操縱桿位置維持計(jì)數(shù)器加1；是，則左操縱桿微弱制動(dòng)(優(yōu)選85，0-255的區(qū)間范圍表示0-90度，即一個(gè)單位表示0.3529度)且右操縱桿完全結(jié)合計(jì)數(shù)器加1(右操縱桿微弱制動(dòng)(優(yōu)選76)且左操縱桿完全結(jié)合計(jì)數(shù)器加1)；S314、判斷橫擺角速度是否大于等于1.5度/s，是，則尋優(yōu)標(biāo)志清零并進(jìn)入行進(jìn)間轉(zhuǎn)向操縱桿回位時(shí)機(jī)控制子狀態(tài)，否，則尋優(yōu)標(biāo)志置1；S315、判斷計(jì)數(shù)器是否大于等于50，否，則兩側(cè)操縱桿位置維持計(jì)數(shù)器加1，是，則計(jì)數(shù)器清零，左側(cè)操縱桿目標(biāo)位置賦值為左側(cè)操縱桿位置加1(右側(cè)操縱桿目標(biāo)位置賦值為右側(cè)操縱桿位置加1)；S316、判斷左側(cè)操縱桿目標(biāo)位置是否大于等于98(0-255的區(qū)間范圍表示0-90度，即一個(gè)單位表示0.3529度，右側(cè)操縱桿目標(biāo)位置是否大于等于76)，是，則左側(cè)操縱桿位置賦值為98(右側(cè)操縱桿位置賦值為76)，否，則判斷左側(cè)操縱桿目標(biāo)位置是否小于等于85(右側(cè)操縱桿目標(biāo)位置是否小于等于67)，如果小于等于85(小于等于67)，則左側(cè)操縱桿位置賦值為85(右側(cè)操縱桿位置賦值為67)，如果大于85(大于67)，則左側(cè)操縱桿位置賦值為左側(cè)操縱桿目標(biāo)位置(右側(cè)操縱桿位置賦值為右側(cè)操縱桿目標(biāo)位置)；其中，如圖10所示，行進(jìn)間轉(zhuǎn)向操縱桿回位時(shí)機(jī)控制子狀態(tài)具體包括：首先，計(jì)算期望轉(zhuǎn)角和實(shí)際轉(zhuǎn)角的偏差，判斷相鄰兩個(gè)航向角的差值是否大于300；是，則航向角跳變計(jì)數(shù)器數(shù)值加1且航向角賦值為當(dāng)前數(shù)值加航向角跳變計(jì)數(shù)器數(shù)值*360；然后實(shí)際轉(zhuǎn)角賦值為實(shí)際航向角減直駛航向角的數(shù)值，角度偏差賦值為期望轉(zhuǎn)角減實(shí)際轉(zhuǎn)角的數(shù)值；否，則實(shí)際轉(zhuǎn)角賦值為實(shí)際航向角減直駛航向角的數(shù)值，角度偏差賦值為期望轉(zhuǎn)角減實(shí)際轉(zhuǎn)角的數(shù)值；然后計(jì)算提前結(jié)束轉(zhuǎn)向閉環(huán)的角度，當(dāng)相鄰四個(gè)橫擺角速度的差值均小于1時(shí)，具體計(jì)算公式如下所述：T1＝0.3+0.05*(engine_speed-800)/200T2＝T-T1IPC_release_steering_angle_min＝(0.5T1+T2)*yaw_speed；其中，T1式子中，0.3s為發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)每分鐘時(shí)，兩側(cè)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速從開始同步到完全同步所經(jīng)歷的時(shí)間；0.05*(engine_speed-800)/200表示發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速大于800轉(zhuǎn)每分鐘時(shí)，對(duì)于主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速從開始同步到完全同步所經(jīng)歷時(shí)間的修正補(bǔ)償。T表示操縱桿的回位時(shí)間，T2為操縱桿已經(jīng)開始進(jìn)行回位動(dòng)作，但兩側(cè)主動(dòng)輪輪速偏差消除的延遲時(shí)間。因此，最終的提前回位角度計(jì)算公式如最后一個(gè)式子所示，其中0.5表示回位過程中速差的變化是線性的。最后，判斷期望轉(zhuǎn)角和實(shí)際轉(zhuǎn)角的偏差小于等于提前結(jié)束轉(zhuǎn)向閉環(huán)的角度，則進(jìn)入操縱桿回位控制子狀態(tài)。如圖11所示，操縱桿回位控制子狀態(tài)具體包括：油門恢復(fù)直駛油門、兩側(cè)操縱桿完全結(jié)合、航向角跳變計(jì)數(shù)器清零，當(dāng)操縱桿實(shí)際位置達(dá)到期望位置時(shí)，行進(jìn)間轉(zhuǎn)向控制模式結(jié)束，進(jìn)入橫縱向協(xié)同控制模式。速差轉(zhuǎn)向無人車在轉(zhuǎn)向過程中由于地面屬性的不確定性，因此轉(zhuǎn)向半徑與操縱桿位置之間不存在簡單的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，操縱桿尋優(yōu)控制子模式以橫擺角速度作為無人車實(shí)際轉(zhuǎn)向的反饋量，對(duì)操縱桿位置在初始值基礎(chǔ)上進(jìn)行小范圍的調(diào)整，并設(shè)定了調(diào)整界限保證轉(zhuǎn)向可控，直到實(shí)際橫擺角速度與期望橫擺角速度處于容差范圍內(nèi)時(shí)尋優(yōu)過程結(jié)束，無人車切換到行進(jìn)間無級(jí)轉(zhuǎn)向控制子模式。行進(jìn)間轉(zhuǎn)向控制與原地轉(zhuǎn)向控制一樣存在操縱桿回位延遲所帶來的轉(zhuǎn)向回位滯后問題，繼而影響到了行進(jìn)間轉(zhuǎn)向的精確控制。在行進(jìn)間無級(jí)轉(zhuǎn)向控制子模式中，采用和原地轉(zhuǎn)向子模式2同樣的操縱桿回位邏輯，完成對(duì)于行進(jìn)間轉(zhuǎn)向的操縱桿回位時(shí)機(jī)控制。在行進(jìn)間無級(jí)轉(zhuǎn)向控制子模式中，操縱桿期望位置維持尋優(yōu)最終輸出位置不變，并且期望發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值維持恒定。當(dāng)滿足回位時(shí)機(jī)時(shí)，系統(tǒng)切換進(jìn)入操縱桿回位控制子模式，操縱桿期望位置被置為完全結(jié)合位置，當(dāng)操縱桿實(shí)際位置達(dá)到期望位置時(shí)，行進(jìn)間轉(zhuǎn)向控制模式結(jié)束，進(jìn)入橫縱向協(xié)同控制模式。其中，原地轉(zhuǎn)向控制模式主要應(yīng)對(duì)無人車在路徑跟蹤過程中大角度航向校正的需求。在該模式下根據(jù)原地轉(zhuǎn)向的控制階段，又將該模式劃分為三個(gè)子狀態(tài)，分別為單側(cè)主動(dòng)輪抱死控制子狀態(tài)(子狀態(tài)1)、定橫擺角速度原地轉(zhuǎn)向控制子狀態(tài)(子狀態(tài)2)和操縱桿回位控制子狀態(tài)(子狀態(tài)3)。具體地，如圖12所示，原地轉(zhuǎn)向控制模式包括：S321、記錄直駛狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為基礎(chǔ)油門，記錄轉(zhuǎn)向模式、期望轉(zhuǎn)角、航向角；S322、判斷原地轉(zhuǎn)向狀態(tài)是否結(jié)束，是，則進(jìn)入橫縱向協(xié)同控制模式，否，則進(jìn)入子狀態(tài)1；S323、判斷單側(cè)主動(dòng)輪是否抱死，否，則再次進(jìn)入子狀態(tài)1；是，則進(jìn)入子狀態(tài)2；S324、計(jì)算期望轉(zhuǎn)角和實(shí)際轉(zhuǎn)角的偏差并計(jì)算提前結(jié)束轉(zhuǎn)向閉環(huán)的角度，同時(shí)判斷期望轉(zhuǎn)角和實(shí)際轉(zhuǎn)角的偏差是否小于等于提前結(jié)束轉(zhuǎn)向閉環(huán)的角度，是，則進(jìn)入子狀態(tài)3，否，則進(jìn)入子狀態(tài)2；S325、判斷兩側(cè)操縱桿是否回位，否，再次進(jìn)入子狀態(tài)3；是，原地轉(zhuǎn)向狀態(tài)結(jié)束，航向角跳變計(jì)數(shù)器清零，進(jìn)入橫縱向協(xié)同控制模式。其中，子狀態(tài)1具體包括：當(dāng)轉(zhuǎn)向模式為左轉(zhuǎn)時(shí)，則車輛狀態(tài)為0X30、左側(cè)操縱桿完全制動(dòng)位置、右側(cè)操縱桿完全結(jié)合位置、檔位和油門量維持；當(dāng)轉(zhuǎn)向模式為右轉(zhuǎn)時(shí)，則車輛狀態(tài)為0X30、右側(cè)操縱桿完全制動(dòng)位置、左側(cè)操縱桿完全結(jié)合位置、檔位和油門量維持。子狀態(tài)2具體包括：車輛狀態(tài)為0X31、檔位維持、兩側(cè)操縱桿位置維持，同時(shí)控制油門量為1500r/min。子狀態(tài)3具體為：車輛狀態(tài)為0X31、檔位維持、兩側(cè)操縱桿完全結(jié)合位置，同時(shí)恢復(fù)直駛狀態(tài)下的油門量。根據(jù)上位機(jī)所下發(fā)的轉(zhuǎn)向模式，在子狀態(tài)1中控制相應(yīng)側(cè)的操縱桿處于完全抱死位置，待確認(rèn)單側(cè)主動(dòng)輪抱死后轉(zhuǎn)入子狀態(tài)2中。在子狀態(tài)2中發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持在1500r/min，無人車執(zhí)行定橫擺角速度轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，并時(shí)刻檢測已轉(zhuǎn)角度與期望航向校正偏差之間的差值，決定操縱桿回位時(shí)機(jī)。由于車體慣量較大以及操縱桿回位所造成的響應(yīng)延遲，為了提升轉(zhuǎn)向控制精度，操縱桿需要提前回位，具體的計(jì)算方式如下所述：T1＝0.3+0.05*(engine_speed-800)/200；T2＝1.2-T1；IPC_pivot_steering_angle_min＝(0.5*T1+T2)*yaw_speed；根據(jù)上述三個(gè)公式計(jì)算得到的最小校正偏差即為操縱桿提前回位的控制角度。在子狀態(tài)3中，操縱桿期望位置被置為完全結(jié)合位置，當(dāng)操縱桿實(shí)際位置達(dá)到期望位置時(shí)，原地轉(zhuǎn)向控制模式結(jié)束，進(jìn)入橫縱向協(xié)同模式，進(jìn)行下一次的行進(jìn)間控制模式判定。進(jìn)一步的，本發(fā)明具體實(shí)施例還包括整車控制器發(fā)出控制指令控制無人車緊急制動(dòng)模式切換方法，無人車的緊急制動(dòng)控制模式示意圖，如附圖5所示，具體包括以下步驟：判斷是否觸發(fā)了急停開關(guān)，是，則控制無人車由駐車模式轉(zhuǎn)入停車制動(dòng)控制模式；否，則判斷接收上位機(jī)信號(hào)是否異常，異常，則進(jìn)入緊急停車模式；正常，進(jìn)入駐車模式；S43、進(jìn)入緊急停車模式。緊急制動(dòng)控制模式是一種無人車的應(yīng)急保護(hù)模式，當(dāng)觸發(fā)急停開關(guān)或者上位機(jī)所下發(fā)的控制指令存在異常時(shí)，無人車轉(zhuǎn)入緊急制動(dòng)控制模式，在該模式下整車控制器下發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速指令、向AMT控制器下發(fā)空擋指令并將兩側(cè)操縱桿的期望位置設(shè)定為完全制動(dòng)位置。待急停開關(guān)恢復(fù)或者控制指令正常后再切入駐車模式。本發(fā)明約束了無人車從起步到停車全過程的模式跳轉(zhuǎn)，并限定了各模式下的橫向與縱向控制動(dòng)作序列的生成，最大程度上保證了行駛安全；在行駛過程中根據(jù)無人車路徑跟蹤的實(shí)際要求，約束了無人車在縱向速度跟隨、行進(jìn)間轉(zhuǎn)向和原地轉(zhuǎn)向之間的跳轉(zhuǎn)規(guī)則，保證了橫向控制系統(tǒng)和縱向控制系統(tǒng)之間的平穩(wěn)過渡；在行進(jìn)間轉(zhuǎn)向與原地轉(zhuǎn)向控制過程中，充分考慮到速差轉(zhuǎn)向無人車的橫縱向耦合特性，縱向控制系統(tǒng)時(shí)刻監(jiān)測橫向控制系統(tǒng)的運(yùn)行模式實(shí)時(shí)進(jìn)行基于轉(zhuǎn)向功率需求的縱向控制修正，保證橫向控制效果。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法的全部或部分流程，可以通過計(jì)算機(jī)程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。其中，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)為磁盤、光盤、只讀存儲(chǔ)記憶體或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體等。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3