CN113126533A - 一种车辆控制方法、车辆控制装置及车辆 - Google Patents

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CN113126533A CN201911407966.6A CN201911407966A CN113126533A CN 113126533 A CN113126533 A CN 113126533A CN 201911407966 A CN201911407966 A CN 201911407966A CN 113126533 A CN113126533 A CN 113126533A
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梁丰收
崔学志
孙琼琼
张育文
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Abstract

本申请提供一种车辆控制方法，所述方法包括，获取站台高度H0；根据所述站台高度H0以及站台高度与车辆悬架高度的对应关系调整车辆悬架高度H1。本申请提供一种车辆控制方法、车辆控制装置及车辆，通过获取站台高度，并根据获取的站台高度调整车辆悬架高度，从而实现车辆地板高度的调整，在一定程度上改善了乘客的上下车体验。

Description

一种车辆控制方法、车辆控制装置及车辆
技术领域
本申请涉及车辆控制技术领域，特别涉及一种车辆控制方法、车辆控制装置及车辆。
背景技术
公交车在靠站停车时，可能会出现车辆地板过高，乘客上下车不方便的情况。
申请内容
本申请的目的在于提供一种车辆控制方法、车辆控制装置及车辆，旨在一定程度上解决现有技术存在不足。
本申请第一方面提供一种车辆控制方法，所述方法包括，获取站台高度；
根据所述站台高度以及站台高度与车辆悬架高度的对应关系调整车辆悬架高度。
本申请第二方面提供一种车辆控制装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现根据上述所述的车辆控制方法。
本申请第三方面提供一种车辆，包括：上述所述的车辆控制装置。
本申请第四方面提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有指令，所述指令用于在被处理器执行时使得所述处理器能够执行根据上述所述的车辆控制方法。
本申请提供一种车辆控制方法、车辆控制装置及车辆，通过获取站台高度，并根据获取的站台高度调整车辆悬架高度，从而实现车辆地板高度的调整，在一定程度上改善了乘客的上下车体验。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例所提供的车辆控制方法流程图；
图2是本申请实施例所提供的车辆摄像头及雷达安装位置示意图；
图3是本申请实施例所提供的车辆停靠站台的示意图；
图4是本申请实施例所提供的车辆示意图，
图5是本申请实施例所提供的空气悬架的充放气过程示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
为了说明本申请的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
客车是服务大众的重要交通工具，其舒适性、便利性受到越来越多的重视。但是，现有技术中，通常会出现客车地板过高，乘客上下车极度不便。
鉴于此，本申请提供了一种车辆控制方法，如图1所示，本申请提供的车辆控制方法，包括：获取站台高度；根据所述站台高度以及站台高度与车辆悬架高度的对应关系调整车辆悬架高度。
其中，站台可以是常规的公交车站台，也可以是车辆停靠时上下车的临时站台，也可以是普通路面。
具体的，本申请的车辆设置有信息采集装置，信息采集装置可以是摄像头，也可以是雷达。如图2所示，本申请一个实施例提供的车辆，该车辆为公交车，公交车靠近站台一侧的车身上设置有摄像头。其中，摄像头设置于车辆侧面靠近车头附近，且具有一定的高度，这样，可以在车辆进站的过程中，更快的获取站台高度，从而为车辆悬架高度的调整留出足够的时间。避免因调整悬架造成乘客的等待时间不必要的增多。
其中，如图3所示，本申请一个实施例提供的车辆，通过如下方式来计算站台的高度。通过摄像头获取车辆与站台边沿的横向距离y，摄像头与站台上边沿的夹角α，通过如下公式计算站台高度，
H0＝H5-y/tanα，
其中，H0为站台高度，H5为所述信息采集装置的离地高度。
根据计算得到的站台高度来调整车辆悬架高度，使得车辆地板高度与站台高度相适配，方便乘客上下车。
其中，如图2所述，车辆靠近站台侧还可以安装有雷达模块，雷达模块可以是超声波雷达。其中，根据本发明的一个实施例，车身侧面呈线性布置有多个雷达，其中的一个雷达布置于摄像头的正下方，摄像头可以是单目摄像头。在车辆进站停车的过程中，摄像头采集站台处的图像信息，根据采集到的图像信息获取摄像头处车辆车身与站台上边沿的夹角α，雷达模块获取车辆与站台边沿的横向距离y，进而根据上述公式计算站台高度。由于雷达直接获取到的车辆与站台边沿的横向距离y较摄像头通过图像获取的距离精度更高，因此，可以提升获取的站台高度的精确度，从而可以更精确的调整车辆悬架高度，进一步提升乘客上下车的体验。
其中，在获取到站台高度之后，根据站台高度与车辆悬架高度的对应关系调整车辆悬架高度。站台高度与车辆悬架高度的对应关系可以是预先设置的。
进一步的，本申请实施例提供的车辆控制方法，所述车辆悬架为车辆空气悬架，所述车辆悬架高度的调整范围为(Hmin，Hmax)，所述站台高度与车辆悬架高度的对应关系为，如果站台高度H0＝a，则车辆悬架高度H1＝b；
所述根据所述站台高度以及站台高度与车辆悬架高度的对应关系调整车辆悬架高度，包括，
如果所述站台高度H0>a，则调整所述车辆悬架高度H1＝b+min(H0-a，Hmax)；如果所述站台高度H0<a，则调整所述车辆悬架高度H1＝b-max(H0-a，Hmax)；如果所述站台高度H0＝a，则调整所述车辆悬架高度H1＝b。
具体的，本申请的一个实施例中，车辆悬架为空气悬架，由此，实现对车辆悬架高度的调整。悬架高度的调整有一个范围，即车辆悬架高度的调整范围为(Hmin，Hmax)。其中，本申请中，给出了在站台高度H0＝a时，车辆悬架高度H1＝b的对应关系。由此，可以基于此对应关系，对不同站台高度时的车辆悬架高度进行调整。通常情况下，城市车辆站台的高度都是固定的。因此，本申请的车辆，可以预先设置好与城市车辆站台高度相对应的车辆悬架高度。这样，避免了车辆悬架高度的多种调整高度，对于悬架的要求降低。同时，还可以省掉摄像头、雷达等信息采集装置的使用，降低了成本。
进一步的，本申请的实施例中，还给出了根据预先设置的站台高度H0＝a，车辆悬架高度H1＝b的对应关系，计算不同站台高度时的车辆悬架高度。
即如果所述站台高度H0>a，则调整所述车辆悬架高度H1＝b+min(H0-a，Hmax)；
如果所述站台高度H0<a，则调整所述车辆悬架高度H1＝b-max(H0-a，Hmax)；
如果所述站台高度H0＝a，则调整所述车辆悬架高度H1＝b。
其中，为了满足车辆的侧跪需求，本申请还给出了车辆侧跪时的车辆悬架高度调整方法。
具体的，根据所述站台高度以及站台高度与车辆悬架侧跪高度调整量的对应关系调整车辆悬架侧跪高度。
本申请还给出了根据所述站台高度以及站台高度与车辆悬架侧跪高度调整量的对应关系调整车辆悬架侧跪高度的计算方法。
具体的，所述站台高度与车辆悬架侧跪高度调整量的对应关系为，
如果站台高度H0＝a，车辆悬架高度H1＝b，则靠近站台侧悬架降低高度H2＝c，远离站台侧悬架抬升高度H3＝d；
所述根据所述站台高度以及站台高度与车辆悬架侧跪高度调整量的对应关系调整车辆悬架侧跪高度，包括，
如果所述站台高度H0>a，则调整所述靠近站台侧悬架高度K1＝b+min(H0–a，Hmax)-c，调整所述远离站台侧悬架高度K2＝b+min(H0–a，Hmax)+d；
如果所述站台高度H0<a，则调整所述靠近站台侧悬架高度K1＝b-max(a-H0，Hmin)-c，调整所述远离站台侧悬架高度K2＝b-max(a-H0，Hmin)+d。
本申请中，车辆停靠站台，乘客上下车时，将根据站台高度自动调整车辆悬架高度，从而使得车辆地板高度与站台高度相匹配，方便乘客上下车。如果有行动不便者上下车时，为方便其行动，本申请中将控制车辆悬架进行侧跪。具体的，可以是通过一个按钮来控制车辆进行侧跪，也可以是通过摄像头等识别到乘客有车辆的侧跪需求时，自动控制车辆进行侧跪。
其中，本申请中，也可以仅对车辆悬架进行侧跪调整，而不进行高度调整，从而降低对车辆悬架的要求。
仅控制车辆进行侧跪时，根据预先设置的所述站台高度与车辆悬架侧跪高度调整量的对应关系，来控制车辆进行侧跪。
预先设置的所述站台高度与车辆悬架侧跪高度调整量的对应关系为，如果站台高度H0＝a，车辆悬架高度H1＝b，则靠近站台侧悬架降低高度H2＝c，远离站台侧悬架抬升高度H3＝d。
在仅控制车辆进行侧跪时，根据预先设置的所述站台高度与车辆悬架侧跪高度调整量的对应关系，来控制车辆进行侧跪，具体为，
控制车辆悬架靠近站台侧悬架降低高度H2＝c，远离站台侧悬架抬升高度H3＝d。
由此，实现了仅调整车辆悬架高度、仅控制车辆侧跪、调整车辆悬架高度时同时控制车辆侧跪的三种不同调整方式。提升了用户的使用体验。
本申请实施例中，在所述获取所述站台高度之前，所述方法还包括，控制车辆在站台停车；
在所述调整车辆悬架高度之后，所述方法还包括，获取车辆起步指令，根据所述车辆起步指令控制所述车辆悬架高度到默认值。
具体的，本申请实施例中，获取站台高度并调整车辆悬架高度之前，还包括，控制车辆在站台停车。车辆站台停稳后，开始根据站台高度调整车辆悬架高度。在车辆准备起步时，根据获取到的车辆起步指令，控制车辆悬架高度复原，即控制车辆悬架高度恢复到默认值。车辆悬架高度默认值可以是当前路面行驶工况下优选的悬架高度，也可以是车辆靠站停车前的车辆悬架高度。
其中，本申请的车辆中，所述控制车辆在站台停车，包括，根据如下公式获取车辆前轮转角δ(t)以及车辆加速度a(t)，并根据所述车辆前轮转角δ(t)以及车辆加速度a(t)控制车辆在站台停车，
Figure BDA0002349186780000061
其中，所述x(t)为车辆在t时刻的状态量，u(t)为t时刻的控制量，u(t)＝[δ(t),a(t)]，δ(t)为t时刻的前轮转角，a(t)为t时刻的加速度，A，B，C为车辆的参数矩阵。
具体的，本申请一个实施例中，车辆为自动驾驶车辆。本申请实施例还给出了控制车辆在站台停车的控制方法。控制车辆行驶主要包括控制方向盘转角以及控制车辆的驱动或者制动力矩。其中，方向盘转角与前轮转角的比值为转向***的传动比。车辆的驱动或者制动力矩Tor可以根据如下公式获得；
Figure BDA0002349186780000062
其中，r为车辆轮胎有效半径，Ff为车辆行驶阻力，包括滚动阻力，空气阻力和爬坡阻力。
当车辆进站停车时，制动力矩远远大于车辆滚动阻力，空气阻力和爬坡阻力，因此制动力矩近似为，Tor＝-mar，因此，通过获得车辆前轮转角δ(t)以及车辆加速度a(t)，即可实现控制车辆进站停车。
车辆前轮转角δ(t)以及车辆加速度a(t)通过如下方式获得。
Figure BDA0002349186780000071
其中，所述x(t)为车辆在t时刻的状态量，也即车辆在t时刻的状态空间表达式，由车辆横向位移，车辆横向速度，车辆纵向位移，车辆纵向速度，车辆横摆角，车辆横摆角速度以及车辆质心侧偏角来共同确定。
u(t)为t时刻的控制量，u(t)＝[δ(t),a(t)]，δ(t)为t时刻的前轮转角，a(t)为t时刻的加速度，A，B，C为车辆的参数矩阵。由此，可以获得车辆前轮转角δ(t)以及车辆加速度a(t)，进而实现控制本申请实施例的自动驾驶车辆靠站停车的目的。
本申请实施例提供的自动驾驶车辆，根据决策层的停车需求以及控制层的加减速度和方向盘转角控制自动驾驶车辆的站台停靠；在自动驾驶车辆侧向安装摄像头及超声波雷达，用于检测站台高度；在车内安装残疾人上下车按钮，当有老弱病残孕人士需要上下车时，可通过按钮控制车辆侧跪；利用空气悬架的可调节高度行程以及检测的站台高度，选择合适的空气悬架高度；当车辆侧跪与空气悬架高度调整同时须进行时，选择一定高度进行侧跪，空气悬架的充、放气选择PID控制，通过PWM调制控制充、放气量，防止空气悬架过充和过放；当自动驾驶车辆再次启动时，空气悬架恢复到初始高度。
空气悬架的充放气过程如图5。空气悬架***包括空气弹簧、电磁阀、储气罐、空气泵和空气过滤器，并安置有高度传感器与压力传感器。电磁阀用于控制空气悬架与大气或储气罐的接通与断开；储气罐内为高压气体，与空气弹簧接通时可控制空气弹簧高度上升；空气泵在储气罐充气时吸入大气，空气过滤器用于大气的过滤，除湿除尘。当确定目标悬架的调整高度时，空气悬架的电子控制单元(ECU)根据上升高度或下降高度进行空气弹簧的充放气。当空气悬架上升高度时，ECU通过PID(比例—积分—微分控制器)调节输出PWM(脉冲宽度调制)控制信号，控制电磁阀使储气罐与空气弹簧间的气路连通，储气罐中的气体在储气罐与空气弹簧见得压差下经电磁阀流入空气弹簧，使得空气弹簧高度上升，当快达到目标高度时，由于PID调制使得电磁阀输出PWM信号，避免空气悬架的过充现象，到达目标高度时电磁阀关闭，气路断开，充气结束。当空气悬架降低高度时，ECU通过PID调节输出PWM控制信号，控制电磁阀使得空气弹簧与***之间的气路连通，在簧载质量作用下，空气弹簧中的压缩空气被排入大气，被压缩高度随之下降，期间使用的PWM调制，避免空气悬架内其他过放，当达到目标高度时电磁阀关闭，气路断开，放气结束。空气悬架的高度调整过程中，高度传感器用于测量空气悬架的实时高度，压力传感器测量空气悬架的压强，形成负反馈作用，便于PID控制，输出合适的PWM控制信号。专利中电磁阀输出PWM控制信号，由于PWM占空比的特性，能调节充、放气过程中的平均值，避免空气悬架的过充、过放。
当无人驾驶决策层规划车辆结束停靠并重新启动时，车辆空气悬架的目标调整高度为正常行驶速度下的高度，为避免空气悬架高度调节时对无人驾驶车辆上的传感器布置高度、角度产生影响，车辆先执行空气悬架的高度调节，再执行无人驾驶控制层的控制信号，实现无人驾驶车辆的运行。
其中，本申请实施例中，车辆站台侧安装有信息采集装置，根据如下公式计算所述站台高度，
H0＝H5-y/tanα，
其中，H0为站台高度，H5为所述信息采集装置的离地高度，y为信息采集装置与站台上边沿的横向距离，α为信息采集装置与站台上边沿的夹角。
其中，本申请实施例中，车辆站台侧安装有摄像头以及雷达，根据如下公式计算所述站台高度，
H0＝H5-y/tanα，
其中，H0为站台高度，H5为所述摄像头的离地高度，y为所述雷达与站台上边沿的横向距离，α为所述摄像头与站台上边沿的夹角。
具体的，本申请的车辆设置有信息采集装置，信息采集装置可以是摄像头，也可以是雷达。如图2所示，本申请一个实施例提供的车辆，该车辆为公交车，公交车靠近站台一侧的车身上设置有摄像头。其中，摄像头设置于车辆侧面靠近车头附近，且具有一定的高度，这样，可以在车辆进站的过程中，更快的获取站台高度，从而为车辆悬架高度的调整留出足够的时间。避免因调整悬架造成乘客的等待时间不必要的增多。
其中，如图3所示，本申请一个实施例提供的车辆，通过如下方式来计算站台的高度。通过摄像头获取车辆与站台边沿的横向距离y，摄像头与站台上边沿的夹角α，通过如下公式计算站台高度，
H0＝H5-y/tanα，
其中，H0为站台高度，H5为所述信息采集装置的离地高度。
根据计算得到的站台高度来调整车辆悬架高度，使得车辆地板高度与站台高度相适配，方便乘客上下车。
其中，如图2所述，车辆靠近站台侧还可以安装有雷达模块，雷达模块可以是超声波雷达。其中，根据本发明的一个实施例，车身侧面呈线性布置有多个雷达，其中的一个雷达布置于摄像头的正下方，摄像头可以是单目摄像头。在车辆进站停车的过程中，摄像头采集站台处的图像信息，根据采集到的图像信息获取摄像头处车辆车身与站台上边沿的夹角α，雷达模块获取车辆与站台边沿的横向距离y，进而根据上述公式计算站台高度。由于雷达直接获取到的车辆与站台边沿的横向距离y较摄像头通过图像获取的距离精度更高，因此，可以提升获取的站台高度的精确度，从而可以更精确的调整车辆悬架高度，进一步提升乘客上下车的体验。
本申请还提供了一种车辆控制装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现根据上述所述的车辆控制方法。
本申请还提供了一种车辆，包括根据上述所述的车辆控制装置。
其中，本申请提供的车辆，如图4所示，还包括设置于车辆侧面的信息采集装置，用于获取站台高度。信息采集装置包括摄像头、雷达等。
本申请还提供了一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质上存储有指令，所述指令用于在被处理器执行时使得所述处理器能够执行根据上述所述的车辆控制方法。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本申请由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤，
获取站台高度；
根据所述站台高度以及站台高度与车辆悬架高度的对应关系调整车辆悬架高度。
2.如权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，所述车辆悬架为车辆空气悬架，所述车辆悬架高度的调整范围为(Hmin，Hmax)，所述站台高度与车辆悬架高度的对应关系为，
如果站台高度H0＝a，则车辆悬架高度H1＝b；
所述根据所述站台高度以及站台高度与车辆悬架高度的对应关系调整车辆悬架高度，包括，
如果所述站台高度H0>a，则调整所述车辆悬架高度H1＝b+min((H0-a)，Hmax)；
如果所述站台高度H0<a，则调整所述车辆悬架高度H1＝b-max((H0-a)，Hmax)；
如果所述站台高度H0＝a，则调整所述车辆悬架高度H1＝b；
和/或，
所述方法还包括，根据所述站台高度以及站台高度与车辆悬架侧跪高度调整量的对应关系调整车辆悬架侧跪高度；
所述站台高度与车辆悬架侧跪高度调整量的对应关系为，
如果站台高度H0＝a，车辆悬架高度H1＝b，则靠近站台侧悬架降低高度H2＝c，远离站台侧悬架抬升高度H3＝d；
所述根据所述站台高度以及站台高度与车辆悬架侧跪高度调整量的对应关系调整车辆悬架侧跪高度，包括，
如果所述站台高度H0>a，则调整所述靠近站台侧悬架高度K1＝b+min((H0–a)，Hmax)-c，调整所述远离站台侧悬架高度K2＝b+min((H0–a)，Hmax)+d；
如果所述站台高度H0<a，则调整所述靠近站台侧悬架高度K1＝b-max((a-H0)，Hmin)-c，调整所述远离站台侧悬架高度K2＝b-max((a-H0)，Hmin)+d。
3.如权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，在所述获取所述站台高度之前，所述方法还包括，控制车辆在站台停车；
在所述调整车辆悬架高度之后，所述方法还包括，获取车辆起步指令，根据所述车辆起步指令控制所述车辆悬架高度到默认值。
4.如权利要求3所述的车辆控制方法，其特征在于，所述控制车辆在站台停车，包括，根据如下公式获取车辆前轮转角δ(t)以及车辆加速度a(t)，并根据所述车辆前轮转角δ(t)以及车辆加速度a(t)控制车辆在站台停车，
Figure FDA0002349186770000021
其中，所述x(t)为车辆在t时刻的状态量，u(t)为t时刻的控制量，u(t)＝[δ(t),a(t)]，δ(t)为t时刻的前轮转角，a(t)为t时刻的加速度，A，B，C为车辆的参数矩阵。
5.如权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，车辆站台侧安装有信息采集装置，根据如下公式计算所述站台高度，
H0＝H5-y/tanα，
其中，H0为所述站台高度，H5为所述信息采集装置的离地高度，y为信息采集装置与站台上边沿的横向距离，α为信息采集装置与站台上边沿的夹角。
6.如权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，车辆站台侧安装有摄像头以及雷达，根据如下公式计算所述站台高度，
H0＝H5-y/tanα，
其中，H0为所述站台高度，H5为所述摄像头的离地高度，y为所述雷达与站台上边沿的横向距离，α为所述摄像头与站台上边沿的夹角。
7.一种车辆控制装置，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现根据权利要求1至6中任意一项权利要求所述的车辆控制方法。
8.一种车辆，其特征在于，包括权利要求7所述的车辆控制装置。
9.如权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括信息采集装置，所述信息采集装置安装于车辆侧面。
10.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质上存储有指令，所述指令用于在被处理器执行时使得所述处理器能够执行根据权利要求1至6中任意一项权利要求所述的车辆控制方法。
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