CN113212538B - 一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法及终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法及终端，先确定当前车辆的车速大于或等于预设速度值；再获取当前车辆行进的目标方向和行进方向之间的偏差值；接着根据偏差值得到转向纠正角度值；然后，接收远程人工操作对方向盘的转向角度操控值；最后，加权平均纠正角度值和转向角度操控值得到最终控制角度值，通过最终控制角度值控制方向盘进行车辆转向。本发明对于车辆行车方向的偏移和操作人员的转向控制操作能够依靠车辆自身检测的数据进行抑制或纠正，克服了完全依靠远程控制所存在的通讯延迟等诸多困难，可实现既不影响低速遥控控制，又能在车辆高速行驶情况下稳定控制车辆保持直行。

Description

一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法及终端

技术领域

本发明涉及无人驾驶遥控技术领域，特别涉及一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法及终端。

背景技术

现有的遥控无人驾驶技术存在通讯延迟、控制滞后、反馈滞后和通讯受干扰中断等诸多问题，给非视距遥控车辆的使用带来诸多困难。一方面，在这种通讯控制情况下，操作人员面对的遥控驾驶困难往往不是凭借丰富的经验就能克服的。特别是在遥控高速直行的车辆或者通讯短时中断的情况下，操作人员得不到视频反馈，极易出现错误操作。另一方面，在理想情况下，车辆转向保持中间，车辆应直线行驶。但在实际情况中，车辆能否保持直线行驶，会受到转向控制精度、机械结构间隙、车身重量分布、车胎气压情况等诸多因素影响，要实现高速直行，必然需要操作人员对车辆转向进行控制。因此，在远程遥控车辆行驶时，尤其是车辆在自身视距之外的情况下，操作人员要依靠自身操作实现对车辆的转向纠正非常困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法即终端，在无人车端对车辆行进方向进行自动纠正，以在车辆高速行驶情况稳定控制车辆保持直行。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法，包括如下步骤：

S1、判断当前车辆的车速是否大于或等于预设速度值，若是，则执行步骤S2，否则再次进行判断，所述预设速度值大于或等于40km/h；

S2、获取所述当前车辆行进的目标方向和行进方向，判断所述行进方向与所述目标方向是否存在偏差值，若是，则记录所述偏差值，根据所述偏差值得到转向纠正角度值，执行步骤S3，否则再次进行判断；

S3、接收远程人工操作对方向盘的转向角度操控值，加权平均所述纠正角度值和所述转向角度操控值，得到最终控制角度值，通过所述最终控制角度值控制方向盘进行车辆转向。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案为：

一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正终端，包括存储器、处理器及存储在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时实现以下步骤：

S1、判断当前车辆的车速是否大于或等于预设速度值，若是，则执行步骤S2，否则再次进行判断，所述预设速度值大于或等于40km/h；

S2、获取所述当前车辆行进的目标方向和行进方向，判断所述行进方向与所述目标方向是否存在偏差值，若是，则记录所述偏差值，根据所述偏差值得到转向纠正角度值，执行步骤S3，否则再次进行判断；

S3、接收远程人工操作对方向盘的转向角度操控值，加权平均所述纠正角度值和所述转向角度操控值，得到最终控制角度值，通过所述最终控制角度值控制方向盘进行车辆转向。

综上所述，本发明的有益效果在于：提供一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法及终端，在车辆的车速大于预设速度值时，通过获取车辆与目标方向的偏差值转化成方向盘需要回调的转向纠正角度值，作为纠正车辆方向的数据依据，将其和来自远程人工操作的转向角度操控值加权平均成最终控制角度值来控制方向盘进行车辆转向，对于车辆行车方向的偏移和操作人员的转向控制操作能够依靠车辆自身检测的数据进行抑制或纠正，克服了完全依靠远程控制所存在的通讯延迟等诸多困难，可实现既不影响低速遥控控制，又能在车辆高速行驶情况下稳定控制车辆保持直行。

附图说明

图1为本发明实施例的一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法的步骤示意图；

图2为本发明实施例的一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正终端的***框图。

标号说明：

1、一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正终端；2、处理器；3、存储器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法，包括如下步骤：

S1、判断当前车辆的车速是否大于或等于预设速度值，若是，则执行步骤S2，否则再次进行判断，所述预设速度值大于或等于40km/h；

S2、获取所述当前车辆行进的目标方向和行进方向，判断所述行进方向与所述目标方向是否存在偏差值，若是，则记录所述偏差值，根据所述偏差值得到转向纠正角度值，执行步骤S3，否则再次进行判断；

S3、接收远程人工操作对方向盘的转向角度操控值，加权平均所述纠正角度值和所述转向角度操控值，得到最终控制角度值，通过所述最终控制角度值控制方向盘进行车辆转向。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：提供一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法，在车辆的车速大于预设速度值时，通过获取车辆与目标方向的偏差值转化成方向盘需要回调的转向纠正角度值，作为纠正车辆方向的数据依据，将其和来自远程人工操作的转向角度操控值加权平均成最终控制角度值来控制方向盘进行车辆转向，对于车辆行车方向的偏移和操作人员的转向控制操作能够依靠车辆自身检测的数据进行抑制或纠正，克服了完全依靠远程控制所存在的通讯延迟等诸多困难，可实现既不影响低速遥控控制，又能在车辆高速行驶情况下稳定控制车辆保持直行。

进一步地，所述否则再次进行判断包括：

若否，则接收远程人工操作对方向盘的转向角度操控值，根据所述转向角度操控值控制方向盘进行转向；

再次获取当前的车速并进行判断。

从上述描述可知，当车速低于预设速度值时，即当前车辆并不是以大于或等于40km/h的速度行驶，操控人员对于车辆行驶方向变化有足够的时间做出反应和进行远程操控。因此，当前车辆只需按照接收到的远程人工操作对方向盘的转向角度操控值行驶方向即可。并且，高速行驶的车辆不会出现拐弯等明显地方向变化，可认为是直线行驶。低速行驶的车辆则会存在拐弯等情况。根据车速的不同采取不同控制方式，不会影响操控人员对车辆低速行驶的遥控控制。

进一步地，所述接收远程人工操作对方向盘的转向角度操控值包括：

接收远程人工操作对方向盘的角度控制数据并乘以预设比例，得到所述转向角度操控值。

从上述描述可知，对于人工操作对方向盘的角度控制数据按照预设比例进行调整。在当前车辆的速度较快的情况下，可将角度控制数据作适当的缩小，即方向盘实际的转向角度会小于人工操作对方向盘的角度控制数据所显示的角度。这样可以降低人工操作对方向盘的控制灵敏度，避免人工操作的角度控制数据过大而造成高速行驶的车辆发生转弯等危险的转向操作。

进一步地，所述预设速度值为60km/h。

从上述描述可知，车速大于或等于60km/h时，当前车辆可被认为在做接近直线的运动。在这样的行驶速度下的车辆若发生方向偏移，则难以***控人员及时地发现并做出相应地调整。因此，无人车端可用本发明的方法对车辆行进方向进行自动纠正，保持直行。

进一步地，所述预设比例具体为：

若所述当前车辆的车速小于50km/h，则设置系数为1；

若所述当前车辆的车速大于或等于50km/h，且小于或等于60km/h，则设置所述系数为车速的数值大小的十分之一与6的差值大小；

若所述当前车辆的车速大于60km/h，则设置所述系数为0；

设置方向盘的实际可转动幅度值为600°乘以所述系数后与300°相加的和；

将所述实际可转动幅度值除以初始可转动幅度值，得到所述预设比例。

从上述描述可知，根据车速的实际情况对方向盘的初始可转动幅度值做适当改变；当前车辆的车速小于50km/h时，方向盘的实际可转动幅度值等于一般车辆的方向盘900°的左右转动角度范围。当前车辆的车速大于60km/h时，方向盘的实际可转动幅度值被限制到了300°的范围内，能够有效地限制车辆能够转动的幅值范围，使得车辆更加集中于向前行驶。当前车辆的车速在50km/h和60km/h之间时，车速的变化对应实际可转动幅度值从900°缩小到300°的一个变化过程，起到一个过渡的作用，使得操作人员在车辆即将进入高速行驶前适应这种初始可转动幅度值到实际可转动幅度值的变化。初始可转动幅度值与实际可转动幅度值的变化比例作为预设比例被用于改变人工操作对方向盘的角度控制数据，使得人工操控方向盘的初始可转动幅度和具体的角度控制数据都按照相同的比例变化为真正有效地的实际可转动幅度值和落入该可转动幅度值范围的转向角度操控值，降低了无人驾驶的远程人工操作对方向盘的控制灵敏度，避免高速行驶的车辆的转向幅度过大而发生危险。

进一步地，所述初始可转动幅度值为900°。

从上述描述可知，初始可转动幅度值为适用于一般车辆的方向盘转动的900°。经由上述当前车速和系数之间的关系，900°缩小成300°到900°的范围内的某个值，以此限制车辆的转向幅度，使得车辆的前进方向更集中于直线。

进一步地，所述加权平均所述纠正角度值得到最终控制角度值具体为：

将所述纠正角度值乘以第一权值和所述转向角度操控值乘以第二权值之后进行求和，得到所述最终控制角度值，所述第一权值为0.4，所述第二权值为0.6。

从上述描述可知，上述为加权平均的具体计算过程。由第一权值和第二权值可得，转向角度操控值的权重较大，作为控制车辆转向的主要影响因素。纠正角度值的权重相对来说较少，主要起到对车辆的转向角度进行纠正的效果。

进一步地，所述偏差值、所述纠正角度值、所述转向角度操控值、所述角度控制数据和所述最终控制角度值均以车辆右偏取正值，车辆左偏取负值，车辆无偏移取0°。

从上述描述可知，对涉及到的有关车辆的转向控制的数据进行符号上的规定，以便于计算处理。车辆右偏取正值，例如+30°，则表示车辆的方向盘右转30°。车辆左偏取负值，例如-30°，则表示车辆的方向盘左转30°。车辆不发生偏移就取0°。

进一步地，所述获取当前车辆行进的目标方向具体为：

多次通过卫星定位获取车辆实时的前进方向角度值，取平均值作为所述目标方向。

从上述描述可知，处于大于预设速度值的高速行驶状态时，当前车辆可认为做接近直线的运动。由此，多次通过卫星定位获取车辆实时的前进方向角度值再取平均值，就可大致作为当前车辆保持高速行驶所要前进的方向，也就是目标方向。

请参照图2，一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正终端1，包括存储器3、处理器2及存储在存储器3上并可在所述处理器2上运行的计算机程序，所述处理器2执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、判断当前车辆的车速是否大于或等于预设速度值，若是，则执行步骤S2，否则再次进行判断，所述预设速度值大于或等于40km/h；

S2、获取所述当前车辆行进的目标方向和行进方向，判断所述行进方向与所述目标方向是否存在偏差值，若是，则记录所述偏差值，根据所述偏差值得到转向纠正角度值，执行步骤S3，否则再次进行判断；

S3、接收远程人工操作对方向盘的转向角度操控值，加权平均所述纠正角度值和所述转向角度操控值，得到最终控制角度值，通过所述最终控制角度值控制方向盘进行车辆转向。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：提供一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正及终端，处理器2在车辆的车速大于预设速度值时，通过获取车辆与目标方向的偏差值转化成方向盘需要回调的转向纠正角度值，作为纠正车辆方向的数据依据，将其和来自远程人工操作的转向角度操控值加权平均成最终控制角度值来控制方向盘进行车辆转向，对于车辆行车方向的偏移和操作人员的转向控制操作能够依靠自身检测的数据进行抑制或纠正，克服了完全依靠远程控制所存在的通讯延迟等诸多困难，可实现既不影响低速遥控控制，又能在车辆高速行驶情况下稳定控制车辆保持直行。

请参照图1，本发明的实施例一为：

一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法，如图1所示，包括如下步骤：

S1、判断当前车辆的车速是否大于或等于预设速度值，若是，则执行步骤S2，否则再次进行判断，预设速度值大于或等于40km/h。

在本实施例中，对于当前车辆的车速判断是为了确认当前车辆的行驶速度是否在一个较高的速度范围内。对于处于大于或等于40km/h的车辆来说，行车方向相对于目标方向发生偏移难以被远程操控人员及时地发现和做出相应调整。特别是车辆不在远程操控人员的视距范围之内时，车辆行驶极易因为远程操控人员的延时操作或错误操作而发生危险。因此需要对处于较高速度的当前车辆进行方向纠正。

在本实施例中，在步骤S1中，当前车辆的车速不满足上述条件时接收远程人工操作对方向盘的转向角度操控值，根据转向角度操控值控制方向盘进行转向，然后再次获取当前的车速并进行判断。在车速低于40km/h时，车辆依靠远程人工操作进行转向控制即可。

在本实施例中，预设速度值可以为60km/h，在其他等同实施例可以根据实际情况选择506km/h、70km/h等等。

S2、获取当前车辆行进的目标方向和行进方向，判断行进方向与目标方向是否存在偏差值，若是，则记录偏差值，根据偏差值得到转向纠正角度值，执行步骤S3，否则再次进行判断。

其中，目标方向由多次通过卫星定位获取车辆实时的前进方向角度值后取平均值得到。

S3、接收远程人工操作对方向盘的转向角度操控值，加权平均纠正角度值和转向角度操控值，得到最终控制角度值，通过最终控制角度值控制方向盘进行车辆转向。

在本实施例中，加权平均纠正角度值得到最终控制角度值具体为：

将纠正角度值乘以第一权值和转向角度操控值乘以第二权值之后进行求和，得到最终控制角度值，第一权值为0.4，第二权值为0.6。

因此，本实施例中对于车辆行车方向的偏移和操作人员的转向控制操作能够依靠车辆自身检测并计算得到的转向纠正角度值进行抑制或纠正，能在车辆高速行驶情况下稳定控制车辆保持直行。

请参照图1，本发明的实施例二为：

一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法，在上述实施例一的基础上，对预设速度值进行系数设置：

若当前车辆的车速小于50km/h，则设置系数为1；若当前车辆的车速大于或等于50km/h，且小于或等于60km/h，则设置系数为车速的数值大小的十分之一与6的差值大小；若当前车辆的车速大于60km/h，则设置系数为0。在本实施例中，确定系数后，设置方向盘的实际可转动幅度值为600°乘以系数后与300°相加的和，再将实际可转动幅度值除以初始可转动幅度值，得到预设比例；最后，接收远程人工操作对方向盘的角度控制数据并乘以预设比例，得到转向角度操控值。其中，初始可转动幅度值为900°。

在本实施例中，上述内容的一个具体实施过程为：

首先，以km/h为单位，先判断当前车辆的车速是处在何种范围。如果车速小于50km/h，则设置系数为1。换言之，实际可转动幅度值和初始可转动幅度值相同，均为900°。车辆的方向盘转动角度按照远程人工操作对方向盘的角度控制数据来进行控制。

如果当前车辆的车速大于或等于50km/h，且小于或等于60km/h，则采用如下表达式进行计算：

其中，x代表当前车速，单位为50km/h；y代表系数。

计算得到的系数进行实际可转动幅度值的计算。此时，实际可转动幅度在300°到900°之间变化，在除以900°的初始可转动幅度值，以得到预设比例。角度控制数据按照预设比例变化成转向角度操控值。例如，当前车速为57.5km/h，则系数为0.25，实际可转动幅度为450°，预设比例为0.5。相应地，转向角度操控值则为角度控制数据的二分之一。人工操作对方向盘的实际转动控制效果只有原来的一半。由此可知，车速在50km/h到60km/h的变化过程中，人工操作对方向盘的实际转动控制效果也在逐渐缩水，其控制的灵敏度逐渐降低。最后，如果当前车辆的车速大于60km/h，则设置系数为0。实际可转动幅度只有300°。转向角度操控值则为角度控制数据的三分之一。当前车辆的车速大于60km/h，大于预设速度值。此时，当前车辆已处于高速行驶状态。合理地降低人工操作对方向盘的灵敏度能够是车辆集中在直线方向运动，避免出现拐弯等危险操作。

在本实施例中，偏差值、纠正角度值、转向角度操控值、角度控制数据和最终控制角度值均以车辆右偏取正值，车辆左偏取负值，车辆无偏移取0°。

请参照图2，本发明的实施例三为：

一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正终端1，包括存储器3、处理器2及存储在存储器3上并可在处理器2上运行的计算机程序，处理器2执行计算机程序时实现上述实施例一或实施例二中的步骤。

综上所述，本发明公开了一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法及终端，在车辆的车速大于预设速度值时，按照车速变化逐渐降低远程人工操作对方向盘控制的灵敏度，通过获取车辆与目标方向的偏差值转化成方向盘需要回调的转向纠正角度值，作为纠正车辆方向的数据依据，将其和来自远程人工操作并按照预设比例缩小后的转向角度操控值加权平均成最终控制角度值，以控制方向盘进行车辆转向，对于车辆行车方向的偏移和操作人员的转向控制操作能够依靠车辆自身检测的数据进行抑制或纠正，克服了完全依靠远程控制所存在的通讯延迟等诸多困难，可实现既不影响低速遥控控制，又能在车辆高速行驶情况下稳定控制车辆保持直行。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、判断当前车辆的车速是否大于或等于预设速度值，若是，则执行步骤S2，否则再次进行判断，所述预设速度值大于或等于40km/h；

S2、获取所述当前车辆行进的目标方向和行进方向，判断所述行进方向与所述目标方向是否存在偏差值，若是，则记录所述偏差值，根据所述偏差值得到转向纠正角度值，执行步骤S3，否则再次进行判断；

S3、接收远程人工操作对方向盘的转向角度操控值，加权平均所述纠正角度值和所述转向角度操控值，得到最终控制角度值，通过所述最终控制角度值控制方向盘进行车辆转向。

2.根据权利要求1所述的一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法，其特征在于，所述步骤S1中的所述否则再次进行判断包括：

若否，则接收远程人工操作对方向盘的转向角度操控值，根据所述转向角度操控值控制方向盘进行转向；

再次获取当前的车速并进行判断。

3.根据权利要求2所述的一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法，其特征在于，所述接收远程人工操作对方向盘的转向角度操控值包括：

接收远程人工操作对方向盘的角度控制数据并乘以预设比例，得到所述转向角度操控值。

4.根据权利要求2所述的一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法，其特征在于，所述预设速度值为60km/h。

5.根据权利要求3所述的一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法，其特征在于，所述预设比例具体为：

若所述当前车辆的车速小于50km/h，则设置系数为1；

若所述当前车辆的车速大于或等于50km/h，且小于或等于60km/h，则设置所述系数为6与车速的数值大小的十分之一的差值大小；

若所述当前车辆的车速大于60km/h，则设置所述系数为0；

设置方向盘的实际可转动幅度值为600°乘以所述系数后与300°相加的和；

将所述实际可转动幅度值除以初始可转动幅度值，得到所述预设比例。

6.根据权利要求5所述的一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法，其特征在于，所述初始可转动幅度值为900°。

7.根据权利要求1所述的一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法，其特征在于，所述加权平均所述纠正角度值和所述转向角度操控值，得到最终控制角度值具体为：

将所述纠正角度值乘以第一权值和所述转向角度操控值乘以第二权值之后进行求和，得到所述最终控制角度值，所述第一权值为0.4，所述第二权值为0.6。

8.根据权利要求3所述的一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法，其特征在于，所述偏差值、所述纠正角度值、所述转向角度操控值、所述角度控制数据和所述最终控制角度值均以车辆右偏取正值，车辆左偏取负值，车辆无偏移取0°。

9.根据权利要求1所述的一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法，其特征在于，所述获取当前车辆行进的目标方向具体为：

多次通过卫星定位获取车辆实时的前进方向角度值，取平均值作为所述目标方向。

10.一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正终端，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在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时实现以下步骤：

S1、判断当前车辆的车速是否大于或等于预设速度值，若是，则执行步骤S2，否则再次进行判断，所述预设速度值大于或等于40km/h；

S2、获取所述当前车辆行进的目标方向和行进方向，判断所述行进方向与所述目标方向是否存在偏差值，若是，则记录所述偏差值，根据所述偏差值得到转向纠正角度值，执行步骤S3，否则再次进行判断；

S3、接收远程人工操作对方向盘的转向角度操控值，加权平均所述纠正角度值和所述转向角度操控值，得到最终控制角度值，通过所述最终控制角度值控制方向盘进行车辆转向。

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