本發(fā)明涉及車輛自動駕駛技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種傾斜坡面的自動駕駛方法、裝置以及車輛。

背景技術(shù)：

自動駕駛汽車又稱無人駕駛汽車、電腦駕駛汽車、或輪式移動機(jī)器人，是一種通過電腦系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛的智能汽車。自動駕駛汽車依靠人工智能、視覺計算、雷達(dá)、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦可以在沒有任何人類主動的操作下，自動安全地操作機(jī)動車輛自動駕駛汽車技術(shù)的研發(fā)。在20世紀(jì)也已經(jīng)有數(shù)十年的歷史，于21世紀(jì)初呈現(xiàn)出接近實用化的趨勢。

汽車自動駕駛技術(shù)包括視頻攝像頭、雷達(dá)傳感器以及激光測距器來了解周圍的交通狀況，并通過一個詳盡的地圖對前方的道路進(jìn)行導(dǎo)航。

現(xiàn)有的自動駕駛方法需要使用GPS以及網(wǎng)絡(luò)信號進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，因此在無GPS信號或無網(wǎng)絡(luò)信號時，自動駕駛系統(tǒng)失靈，嚴(yán)重影響了用戶的使用體驗和行車安全。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種傾斜坡面的自動駕駛方法、裝置以及車輛，目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)在無GPS信號或無網(wǎng)絡(luò)信號的情況下不能實現(xiàn)自動駕駛的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種傾斜坡面的自動駕駛方法，包括：

獲取傾斜坡面上車輛的傾斜角數(shù)據(jù)；

確定當(dāng)前行車位置以及制動目標(biāo)位置，并計算所述當(dāng)前行車位置以及所述制動目標(biāo)位置之間的制動距離；

根據(jù)所述制動距離以及所述傾斜角數(shù)據(jù)，確定對所述車輛實施制動的制動力度以及制動時間。

可選地，所述獲取傾斜坡面上車輛的傾斜角數(shù)據(jù)包括：

獲取由安裝在車輛上的傾斜角傳感器采集的傾斜角數(shù)據(jù)。

可選地，所述確定當(dāng)前行車位置以及制動目標(biāo)位置，并計算所述當(dāng)前行車位置以及所述制動目標(biāo)位置之間的制動距離包括：

通過慣性導(dǎo)航以及地形匹配數(shù)據(jù)確定所述當(dāng)前行車位置以及所述制動目標(biāo)位置，并計算所述制動距離。

可選地，所述根據(jù)所述制動距離以及所述傾斜角數(shù)據(jù)，確定對所述車輛的制動力度以及制動時間包括：

當(dāng)所述制動距離大于或等于預(yù)設(shè)閾值時，確定長程不同階段對應(yīng)的制動力度以及制動時間；

當(dāng)所述制動距離小于所述預(yù)設(shè)閾值時，確定即時的制動力度以及相應(yīng)的制動時間。

可選地，所述預(yù)設(shè)閾值為100米。

可選地，在所述獲取傾斜坡面上車輛的傾斜角數(shù)據(jù)之前還包括：

判斷當(dāng)前位置有無GPS信號或者網(wǎng)絡(luò)信號；

如果有GPS信號且有網(wǎng)絡(luò)信號時，則采用GPS信號以及網(wǎng)絡(luò)信號確定所述傾斜坡面的傾斜角數(shù)據(jù)；

如果無GPS信號或無網(wǎng)絡(luò)信號時，則執(zhí)行后續(xù)操作。

本發(fā)明還提供了一種傾斜坡面的自動駕駛裝置，包括：

傾斜角數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取傾斜坡面上車輛的傾斜角數(shù)據(jù)；

定位計算模塊，用于確定當(dāng)前行車位置以及制動目標(biāo)位置，并計算所述當(dāng)前行車位置以及所述制動目標(biāo)位置之間的制動距離；

制動力度以及制動時間確定模塊，用于根據(jù)所述制動距離以及所述傾斜角數(shù)據(jù)，確定對所述車輛實施制動的制動力度以及制動時間。

可選地，所述定位計算模塊包括：

慣性導(dǎo)航單元以及地形匹配定位單元，用于確定當(dāng)前行車位置以及制動目標(biāo)位置，并計算所述當(dāng)前行車位置以及所述制動目標(biāo)位置之間的制動距離。

可選地，還包括：

GPS定位模塊以及網(wǎng)絡(luò)通信模塊，用于對車輛所在位置進(jìn)行實時定位；并根據(jù)隨車傾斜角信號進(jìn)行及時制動。

本發(fā)明還提供了一種車輛，包括上述任一種傾斜坡面的自動駕駛裝置。

本發(fā)明所提供的傾斜坡面的自動駕駛方法及裝置，通過獲取傾斜坡面上車輛的傾斜角數(shù)據(jù)；確定當(dāng)前行車位置以及制動目標(biāo)位置，并計算當(dāng)前行車位置以及制動目標(biāo)位置之間的制動距離；根據(jù)制動距離以及傾斜角數(shù)據(jù)，確定對車輛實施制動的制動力度以及制動時間?？梢?，本申請中縱向傾斜角信號由隨車傳感器獲取得到，能夠在無GPS信號、無網(wǎng)絡(luò)信號的情況下，為坡道制動時的自動駕駛提供安全保障規(guī)劃，同時為坡道的即時制動提供輔助。另外，由于傾斜角傳感器隨車運動，因此測量更為精確，提高了自動駕駛的精度。此外，本申請還提供了一種具有上述技術(shù)優(yōu)點的車輛。

附圖說明

為了更清楚的說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提供的傾斜坡面的自動駕駛方法的一種具體實施方式的流程圖；

圖2為本發(fā)明所提供的傾斜坡面的自動駕駛方法的實施示意圖；

圖3為本發(fā)明所提供的傾斜坡面的自動駕駛方法的另一種具體實施方式的流程圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的傾斜坡面的自動駕駛裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明所提供的傾斜坡面的自動駕駛方法的一種具體實施方式的流程圖如圖1所示，該方法包括：

步驟S101：獲取傾斜坡面上車輛的傾斜角數(shù)據(jù)；

步驟S102：確定當(dāng)前行車位置以及制動目標(biāo)位置，并計算所述當(dāng)前行車位置以及所述制動目標(biāo)位置之間的制動距離；

步驟S103：根據(jù)所述制動距離以及所述傾斜角數(shù)據(jù)，確定對所述車輛實施制動的制動力度以及制動時間。

需要指出的是，通過隨車的縱向傾斜角信號，結(jié)合車輛荷載、車速信號、路面高程信號能夠得到即時制動力分配及制動時間規(guī)劃。

本實施例中，獲取傾斜坡面上車輛的傾斜角數(shù)據(jù)的過程可以具體為：

獲取由安裝在車輛上的傾斜角傳感器采集的傾斜角數(shù)據(jù)。

本發(fā)明所提供的傾斜坡面的自動駕駛方法，通過獲取傾斜坡面上車輛的傾斜角數(shù)據(jù)；確定當(dāng)前行車位置以及制動目標(biāo)位置，并計算當(dāng)前行車位置以及制動目標(biāo)位置之間的制動距離；根據(jù)制動距離以及傾斜角數(shù)據(jù)，確定對車輛實施制動的制動力度以及制動時間。可見，本申請中縱向傾斜角信號由隨車傳感器獲取得到，能夠在無GPS信號、無網(wǎng)絡(luò)信號的情況下，為坡道制動時的自動駕駛提供安全保障規(guī)劃，同時為坡道的即時制動提供輔助。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明所提供的傾斜坡面的自動駕駛方法中確定當(dāng)前行車位置以及制動目標(biāo)位置，并計算所述當(dāng)前行車位置以及所述制動目標(biāo)位置之間的制動距離的過程可以具體通過：

通過慣性導(dǎo)航以及地形匹配數(shù)據(jù)確定當(dāng)前行車位置以及制動目標(biāo)位置，并計算所述當(dāng)前行車位置以及所述制動目標(biāo)位置之間的制動距離。

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通常由慣性測量裝置、處理器、控制顯示器等組成。慣性測量裝置包括加速度計以及陀螺儀，又稱為慣性導(dǎo)航組合。具體地，可以由3個自由度陀螺儀來測量3個轉(zhuǎn)動運動，3個加速度計來測量3個平移運動的加速度。處理器根據(jù)測得的加速度信號計算出速度和位置數(shù)據(jù)。慣性導(dǎo)航能夠從一已知點的位置，根據(jù)連續(xù)測得的速度以及加速度，推算出下一點的位置，因而能夠連續(xù)測出運動體的當(dāng)前位置。

由于汽車運動是非慣性系統(tǒng)，因此采用慣性系統(tǒng)得到的位置信息不夠精確。因此本實施例將慣性導(dǎo)航與地形匹配結(jié)合起來進(jìn)行精確定位。具體地，可以在車輛行駛的公路上選擇明顯的標(biāo)志物，如紅綠燈、交通指示牌、電線桿、路燈或建筑物等。通過標(biāo)志物與電子地圖進(jìn)行相似性對比，來對當(dāng)前位置進(jìn)行定位。

當(dāng)然，上述確定當(dāng)前行車位置以及制動目標(biāo)位置的過程還可以采用GPS導(dǎo)航系統(tǒng)獲取得到，這均不影響本發(fā)明的實現(xiàn)。

在上述任一實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明所提供的傾斜坡面的自動駕駛方法中根據(jù)制動距離以及所述傾斜角數(shù)據(jù)，確定對所述車輛的制動力度以及制動時間的步驟可以具體為：

當(dāng)所述制動距離大于或等于預(yù)設(shè)閾值時，確定長程不同階段對應(yīng)的制動力度以及制動時間；

當(dāng)所述制動距離小于所述預(yù)設(shè)閾值時，確定即時的制動力度以及相應(yīng)的制動時間。

具體地，本實施例中預(yù)設(shè)閾值可以為100米。本實施例將坡道的制動分為兩種類型。大于100米時為長程制動，小于100米時為即時制動。

下面對根據(jù)制動距離以及傾斜角數(shù)據(jù)，確定對車輛實施制動的制動力度以及制動時間的過程進(jìn)行具體詳細(xì)闡述。

在平路上，由運動學(xué)公式v²＝2*a*s可知，汽車的制動距離表示為：

s＝v²/(2×a)。假設(shè)汽車制動時所受摩擦力恒定，即加速度a恒定。

在下坡路時，增加了額外的同向下坡推力，F(xiàn)₁＝m×g×sin(e)，其中，m為車輛的荷載質(zhì)量，e為坡道的傾角，g為重力加速度，則制動距離為

在上坡路時，增加了額外的反向下坡推力，F(xiàn)₁＝m×g×sin(e)，其中，m為車輛的荷載質(zhì)量，e為坡道的傾角，g為重力加速度，則制動距離為

上述式子中，s為最短的剎車距離。實際運用時，開始剎車的距離應(yīng)選取大于s，如選為2*s。

將制動力F＝ma帶入上述式子可得：

在上坡時，制動力為：

在下坡時，制動力為：

而制動時間t與車速v、制動力F、車的荷載質(zhì)量m以及坡道的傾角e相關(guān)，由下面的二階方程可以確定：

下坡路時，F(xiàn)/m*t²+v*t-v²/(2*(F/m-g*sin(e)))＝0；

上坡路時，F(xiàn)/m*t²+v*t-v²/(2*(F/m+g*sin(e)))＝0。

如圖2本發(fā)明所提供的傾斜坡面的自動駕駛方法的實施示意圖所示，A點為當(dāng)前行車位置，B點為制動目標(biāo)位置。10為傾斜坡道，11為傾斜角傳感器、12為自動駕駛操控系統(tǒng)，13為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)以及地形匹配定位系統(tǒng)，15為自動駕駛車輛，20為車聯(lián)網(wǎng)信號，25為GPS信號。A、B點位置信息可以由GPS導(dǎo)航或慣性導(dǎo)航定位修正后獲得，對比電子地圖和高程數(shù)據(jù)可獲得制動的距離和坡度，這樣再根據(jù)車速、荷載等參數(shù)即可確定實施制動的時間和力度。當(dāng)滿足長程制動的條件時，確定長程不同階段對應(yīng)的制動力度以及開始制動的時間；當(dāng)制動距離小于預(yù)設(shè)距離時，根據(jù)隨車的縱向傾斜角傳感器信號確定即時路面坡度，同時確定最佳的制動時間和距離。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所提供的傾斜坡面的自動駕駛方法在有GPS信號以及網(wǎng)絡(luò)信號的情況下，還可以采用GPS信號以及網(wǎng)絡(luò)信號進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取，如圖3本發(fā)明所提供的傾斜坡面的自動駕駛方法的另一種具體實施方式的流程圖所示，該方法包括：

步驟S201：判斷當(dāng)前位置有無GPS信號或者網(wǎng)絡(luò)信號；

步驟S202：如果有GPS信號且有網(wǎng)絡(luò)信號時，則采用GPS信號以及網(wǎng)絡(luò)信號確定所述傾斜坡面的傾斜角數(shù)據(jù)；

步驟S203：如果無GPS信號或無網(wǎng)絡(luò)信號時，則獲取由安裝在車輛上的傾斜角傳感器采集的傾斜坡面的傾斜角數(shù)據(jù)；

步驟S204：確定當(dāng)前行車位置以及制動目標(biāo)位置，并計算所述當(dāng)前行車位置以及所述制動目標(biāo)位置之間的制動距離；

步驟S205：根據(jù)所述制動距離以及所述傾斜角數(shù)據(jù)，確定對所述車輛實施制動的制動力度以及制動時間。

需要指出的是，在當(dāng)前車輛有GPS信號且有網(wǎng)絡(luò)信號時，也可以通過傾斜角傳感器獲取的傾斜角數(shù)據(jù)對自動駕駛輔助系統(tǒng)進(jìn)行修正。由于傾斜角傳感器隨車運動，因此避免了通過GPS信號以及網(wǎng)絡(luò)信號定位帶來的誤差，提高了自動駕駛輔助系統(tǒng)的精度。

下面對本發(fā)明實施例提供的傾斜坡面的自動駕駛裝置進(jìn)行介紹，下文描述的傾斜坡面的自動駕駛裝置與上文描述的傾斜坡面的自動駕駛方法可相互對應(yīng)參照。

圖4為本發(fā)明實施例提供的傾斜坡面的自動駕駛裝置的結(jié)構(gòu)框圖，參照圖4傾斜坡面的自動駕駛裝置可以包括：

傾斜角數(shù)據(jù)獲取模塊100，用于獲取傾斜坡面上車輛的傾斜角數(shù)據(jù)；

定位計算模塊200，用于確定當(dāng)前行車位置以及制動目標(biāo)位置，并計算所述當(dāng)前行車位置以及所述制動目標(biāo)位置之間的制動距離；

制動力度以及制動時間確定模塊300，用于根據(jù)所述制動距離以及所述傾斜角數(shù)據(jù)，確定對所述車輛實施制動的制動力度以及制動時間。

作為一種具體實施方式，本發(fā)明所提供的傾斜坡面的自動駕駛裝置中，上述定位計算模塊200具體包括：

慣性導(dǎo)航單元以及地形匹配定位單元，用于確定當(dāng)前行車位置以及制動目標(biāo)位置，并，計算所述當(dāng)前行車位置以及所述制動目標(biāo)位置之間的制動距離。

進(jìn)一步地，本申請所提供的傾斜坡面的自動駕駛裝置還可以包括：

GPS定位模塊以及網(wǎng)絡(luò)通信模塊，用于對車輛所在位置進(jìn)行實時定位；并根據(jù)隨車傾斜角信號進(jìn)行及時制動。

本發(fā)明所提供的傾斜坡面的自動駕駛裝置可具體通過車輛的自動駕駛信息處理系統(tǒng)來實施。車輛的自動駕駛信息處理系統(tǒng)可用于接收GPS信號以及車聯(lián)網(wǎng)信號，還能夠接收傾斜角信號、慣性導(dǎo)航信號、車速、載荷等信號。在有GPS信號且有網(wǎng)絡(luò)信號的情況下，通過GPS信號以及車聯(lián)網(wǎng)信號進(jìn)行數(shù)據(jù)定位；在無GPS信號或無網(wǎng)絡(luò)信號的情況下，通過慣性導(dǎo)航以及地形匹配進(jìn)行數(shù)據(jù)定位。

在確定行車位置A和制動位置B的位置后，通過對比電子地圖和高程數(shù)據(jù)能夠獲得制動的距離和坡度；進(jìn)而規(guī)劃長程制動的時間和制動力度；當(dāng)制動距離小于X值(如X＝100米)，根據(jù)隨車的縱向傾斜角傳感器信號確定即時路面坡度，設(shè)計最佳的制動時間和制動力度，將車輛自動地停止到目標(biāo)位置處。

本發(fā)明所提供的傾斜坡面的自動駕駛裝置，通過獲取傾斜坡面上車輛的傾斜角數(shù)據(jù)；確定當(dāng)前行車位置以及制動目標(biāo)位置，并計算當(dāng)前行車位置以及制動目標(biāo)位置之間的制動距離；根據(jù)制動距離以及傾斜角數(shù)據(jù)，確定對車輛實施制動的制動力度以及制動時間?？梢?，本申請中縱向傾斜角信號由隨車傳感器獲取得到，能夠在無GPS信號、無網(wǎng)絡(luò)信號的情況下，為坡道制動時的自動駕駛提供安全保障規(guī)劃，同時為坡道的即時制動提供輔助。

此外，本申請還提供了一種包括上述任一種傾斜坡面的自動駕駛裝置的車輛。

本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同或相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

專業(yè)人員還可以進(jìn)一步意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來實現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。

結(jié)合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實施。軟件模塊可以置于隨機(jī)存儲器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲介質(zhì)中。

以上對本發(fā)明所提供的傾斜坡面的自動駕駛方法、裝置以及車輛進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。