自动驾驶车辆无线充电混合式路径规划的方法及系统与流程

1.本发明属于汽车自动充电方法的技术领域，尤其涉及一种自动驾驶车辆无线充电混合式路径规划的方法及系统。


背景技术：

2.目前，自动驾驶领域出现了一种无线充电技术，无线充电功率发射装置安装在停车场停车位地面上，自动驾驶车辆底盘上安装有无线充电接收装置，当自动驾驶车辆行驶到停车位的无线充电功率发射装置的正上方时，便可以实现车辆的自动充电，自动驾驶领域出现了一种无线充电技术，无需人为干预，真正实现了自动驾驶车辆的充电自动化和无人化。
3.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种自动驾驶车辆无线充电混合式路径规划的方法，远程规划形式路线使目标车辆能够自动入库或出库。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：
5.一方面提供一种自动驾驶车辆无线充电混合式路径规划的方法，入库区域内预设位置设置有无线充电功率发射装置，所述车辆底面安装有无线充电接收装置，所述方法包括：
6.获取目标车辆当前位置信息及目标停车场车位信息；
7.根据所述目标车辆当前位置信息和目标停车场车位信息确定目标车辆入库和出库的路径；
8.车辆入库到达终点停车位置后无线充电功率发射装置与无线充电接收装置通讯，车辆进入充电状态；
9.车辆出库到达预设倒车位置后获取目标位置的路径。
10.具体的，所述目标停车场车位的中心线方向上且在停车线的预设位置设有第一传感器和第二传感器，在目标车辆入库后所述第二传感器能够采集近邻车尾部的信息；根据所述目标车辆当前位置信息和目标停车场车位信息确定目标车辆入库和出库的路径的方法包括：
11.根据所述目标车辆当前位置信息判断目标车辆是否为入库，如是，获取目标车辆当前位置至预设入库的准备位置的第一路径，并根据所述第一传感器和第二传感器采集的信息确定第二路径，或是，通过预先采集的路径作为第二路径，所述第二路径用于目标车辆从第一路径的终点开入车库中所述第二传感器的位置或近邻所述第二传感器的位置处，或是，预先采集的路径的终点，进行充电，
12.如否，则目标车辆出库，获取所述第一传感器和第二传感器采集信息，或，以所述预先采集的路径作的方式确定第三路径，且目标车辆完成第三路径时，获取第三路径终点
位置至预设地点位置的第四路径。
13.另一方面提供一种自动驾驶车辆无线充电混合式路径规划的系统，入库区域内预设位置设置有无线充电功率发射装置，所述车辆底面安装有无线充电接收装置所述系统包括：
14.获取单位，用于获取目标车辆当前位置信息及目标停车场车位信息；
15.计算单元，用于根据所述目标车辆当前位置信息和目标停车场车位信息确定目标车辆入库和出库的路径；
16.车辆入库到达终点停车位置后无线充电功率发射装置与无线充电接收装置通讯，车辆进入充电状态；车辆出库到达预设倒车位置后获取目标位置的路径。
17.最后提供一种自动驾驶车辆无线充电混合式路径规划的硬件，入库区域内预设位置设置有无线充电功率发射装置，所述车辆底面安装有无线充电接收装置，包括：
18.存储器，用于存储非暂时性计算机可读指令；以及
19.处理器，用于运行所述计算机可读指令，并被配置为：
20.获取目标车辆当前位置信息及目标停车场车位信息；
21.根据所述目标车辆当前位置信息和目标停车场车位信息确定目标车辆入库和出库的路径；
22.车辆入库到达终点停车位置后无线充电功率发射装置与无线充电接收装置通讯，车辆进入充电状态；
23.车辆出库到达预设倒车位置后获取目标位置的路径。
24.与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：
25.本案所提供方法，通过获取目标车辆当前位置信息及目标停车场车位信息并所述目标车辆当前位置信息和目标停车场车位信息确定目标车辆入库和出库的路径，实现目标车辆的自动入库并自动充电，不需要人为干预，真正实现了自动驾驶车辆的充电自动化和无人化。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明方法的流程图；
28.图2为测量充电的示意图；
29.图3为本发明逻辑判断的框架图；
30.图4为车辆出库碾压无线充电装置的示意图；
31.图5为车辆入库碾压无线充电装置的示意图；
32.图6为本发明方法车辆入库的示意图；
33.图7为本发明方法车辆出库的示意图。
具体实施方式
34.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
36.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
37.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践方面。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
38.如图1和图2所示的自动驾驶车辆无线充电混合式路径规划的方法，入库区域内预设位置设置有无线充电功率发射装置，车辆底面安装有无线充电接收装置，方法包括：
39.获取目标车辆当前位置信息及目标停车场车位信息；
40.根据目标车辆当前位置信息和目标停车场车位信息确定目标车辆入库和出库的路径；
41.车辆入库到达终点停车位置后无线充电功率发射装置与无线充电接收装置通讯，车辆进入充电状态；
42.车辆出库到达预设倒车位置后获取目标位置的路径。
43.通过获取目标车辆当前位置信息及目标停车场车位信息并所述目标车辆当前位置信息和目标停车场车位信息确定目标车辆入库和出库的路径，实现目标车辆的自动入库并自动充电，不需要人为干预，真正实现了自动驾驶车辆的充电自动化和无人化。
44.作为本案所提供的具体实施方式，如图3和图6所示，目标停车场车位的中心线方向上且在停车线的预设位置设有第一传感器(入库准备位置)和第二传感器(终点位置)，在目标车辆入库后第二传感器能够采集近邻车尾部的信息；根据目标车辆当前位置信息和目
标停车场车位信息确定目标车辆入库和出库的路径的方法包括：
45.根据所述目标车辆当前位置信息判断目标车辆是否为入库，如是，获取目标车辆当前位置至预设入库的准备位置的第一路径(当前位置至入库准备位置)，并根据所述第一传感器和第二传感器采集的信息确定第二路径(入库准备位置至终点位置)，或是，通过预先采集的路径作为第二路径，第二路径用于目标车辆从第一路径的终点开入车库中所述第二传感器的位置或近邻所述第二传感器的位置处，或是，预先采集的路径的终点，进行充电。预先采集的路径，是对入库停车位中预设两个点位之前的路径作为第二路径，可提前采集该路径，目的是避免车轮碾压安装在地面上的无线充电装置，
46.如否，则目标车辆出库，获取所述第一传感器和第二传感器采集信息，或，以所述预先采集的路径作的方式确定第三路径(终点位置至出库准备位置)，且目标车辆完成第三路径时，获取第三路径终点位置至预设地点位置的第四路径(出库准备位置至目标位置)。
47.进一步的，上述中获取目标车辆当前位置至预设入库的准备位置的第一路径的方法包括：
48.使用混合a星法获取目标车辆从当前位置至预设入库的准备位置的第一路径，并在预设时间段判断目标车辆是否到达预设入库的准备位置，如是，获取第二路径，如否，重新获取目标车辆从当前位置至预设入库的准备位置的第一路径的第五路径，或，远程控制目标车辆行驶至预设入库的准备位置，并获取第二路径。
49.斯坦福提出车辆运动学的算法(hybr i d a*)，以车辆的运动学模型为节点，以当前点到终点的astar距离和rs距离两者最大的距离作为h(n)函数的估计代价，使用mat l ab实现。本案将该方法应用到车辆入库和出库的领域中，现有车辆入库和出库采用非结构化道路的路径规划和规则规划，其中：
50.非结构化道路的路径规划方法是在非结构化道路环境中进行随机采样，然后在采样点中选取符合约束条件的可行驶的路径。选取点多是，搜索出的路径具有一定的随机性，当采样点很多时，计算速度会非常慢；
51.结构化道路的路径规划方法将直线、圆弧、螺旋线、贝塞尔曲线等规则线型进行组合，计算出一条符合约束条件的车辆行驶路径，当环境发生变化时，很容易无解，无法规划出合理的路径。
52.基于搜索的混合a*路径规划方法由于灵活性好、搜索速度快、搜索结果稳定并且容易满足车辆运动学约束。
53.更进一步的，如图4和图5所示，在混合a*路径规划方法中，最后一步通常使用rs曲线将当前位置和目标位置连接，由于rs曲线计算过程无法将无线充电装置考虑进去，因此在入库或者出库时，后轮容易碾压到无线充电装置。并且无线充电装置固定在地面上，并且与地面存在一定的高度差，当车辆后轮碾压到无线充电装置时，容易使车辆剧烈颠簸，甚至损坏车辆以及车载传感器。当rs曲线计算的入库和出库路线是弧线时，会使控制误差变大，降低控制精度，最终会使车辆停止位置或者朝向不准确，从而会出现碾压无线充电装置的情况，或使车辆上的无线充电接收装置与地面上的无线充电发射装置无法对齐，降低充电效率，因此，进行第二路径的形式时需要修正，具体的：
54.第二路径为纵向直线段，获取第二路径的方法包括：
55.获取目标车辆在到达预设入库的准备位置信息，并判断当前的预设入库的准备位
置信息与第二路径的延长线是否满足预设范围的偏移，如是，按第二路径进行入库并在入库到预设终点位置后进行充电，如否，对第二路径进行修正，避免目标车辆的车轮压无线充电功率发射装置。按照偏移的大小进行线性修正，调整入库的路线，即为，对目标车辆后轮角度的调整，满足预设偏移范围的调整，确保车轮不会碾压无线充电装置，且能够使车位地面上的无线充电装置与车辆的发射信号装置对齐，有效的进行数据通讯，生成路径的调整使用现有技术中的控制模块进行调整，调整前后轮的角度即可。
56.也可使用上述所述的预先采集的路径作为第二路径，该采集时人工在入库车位内预设两个点位的第二路径，人工首先采集不碾压无线充电装置的路径作为第二路径，需要指出的是，本案旨在提供路径，而路径的偏离所出现的控制，是有现有技术的控制器进行控制，控制器根据本案所提供的路径，如果存在超过预设范围的偏差，控制器对目标车辆进行远程控制，以在运行的误差范围内按照所述的第一路径和第二路径进行形式。
57.作为本案所提供的具体实施方式，目标车辆的出库，获取第一传感器和第二传感器采集信息确定第三路径，且目标车辆完成第三路径时，获取第三路径终点位置至预设地点位置的第四路径的方法包括:
58.获取第一传感器和第二传感器采集信息确定第三路径,第一传感器位置为出库准备位置，判断目标车辆在获取第三路径后是否在预设时间段到达出库准备位置，如否，获取出库准备位置信息及目标地点位置，目标车辆根据混合a星法生成第三路径进行行驶，如否，控制目标车辆行至至出库准备位置后获取第三路径进行行驶。
59.进一步的，确保出库时目标车辆的轮子不会碾压无线充电装置，可采用上述的方法进行判断，或入库后目标车辆，与第一传感器和第二传感器采集的第三路径的偏差，进行前车轮角度的调整。
60.如果车辆到达入库准备位置，此时获取当前目标车库的入库路径。由于在信息采集过程中保证了入库路径不会碾压到无线充电装置，因此直接控制车辆沿着入库路径行驶到终点停车位置。又由于在信息采集过程中，保证了车辆处于终点停车位置时车辆上的无线充电接收装置与地面上的无线充电发射装置恰好对齐，因此停车后，无需再调整车辆位置。
61.作为本案所提供的具体实施方式，获取目标停车场车位信息的方法为gps采集法、车辆轨迹记录法或3d点云绘制法。采集的信息主要包括车位大小、数量、位置、方向、停车线等，且信息采集方法不限上述几种。
62.其次提供一种自动驾驶车辆无线充电混合式路径规划的系统，入库区域内预设位置设置有无线充电功率发射装置，车辆底面安装有无线充电接收装置，该系统包括：
63.获取单位，用于获取目标车辆当前位置信息及目标停车场车位信息；
64.计算单元，用于根据目标车辆当前位置信息和目标停车场车位信息确定目标车辆入库和出库的路径；
65.车辆入库到达终点停车位置后无线充电功率发射装置与无线充电接收装置通讯，车辆进入充电状态；车辆出库到达预设倒车位置后获取目标位置的路径。
66.并且所述系统用以实现上述方法的控制逻辑。
67.最后提供一种自动驾驶车辆无线充电混合式路径规划的硬件，入库区域内预设位置设置有无线充电功率发射装置，所述车辆底面安装有无线充电接收装置，包括：
68.存储器，用于存储非暂时性计算机可读指令；以及
69.处理器，用于运行所述计算机可读指令，并被配置为：
70.获取目标车辆当前位置信息及目标停车场车位信息；
71.根据所述目标车辆当前位置信息和目标停车场车位信息确定目标车辆入库和出库的路径；
72.车辆入库到达终点停车位置后无线充电功率发射装置与无线充电接收装置通讯，车辆进入充电状态；
73.车辆出库到达预设倒车位置后获取目标位置的路径。
74.上述过程中使用混合a星法获取目标车辆从当前位置至预设入库的准备位置的第一路径，并在预设时间段判断目标车辆是否到达所述预设入库的准备位置，如是，获取所述第二路径，如否，重新获取目标车辆从当前位置至预设入库的准备位置的第一路径第五路径，或，远程控制目标车辆行驶至所述预设入库的准备位置，并获取所述第二路径。
75.避免车轮碾压无线充电终止，对第二路径进行修正，所述第二路径为纵向直线段，获取所述第二路径的方法包括：
76.获取目标车辆在到达所述预设入库的准备位置信息，并判断当前的所述预设入库的准备位置信息与所述第二路径的延长线是否满足预设范围的偏移，如是，按所述第二路径进行入库并在入库到预设终点位置后进行充电，如否，对所述第二路径进行修正，避免目标车辆的车轮压无线充电功率发射装置。
77.进一步的，获取所述第一传感器和第二传感器采集信息确定第三路径，且目标车辆完成第三路径时，获取第三路径终点位置至预设地点位置的第四路径的方法包括:
78.获取所述第一传感器和第二传感器采集信息确定第三路径,所述第一传感器位置为出库准备位置，判断目标车辆在获取所述第三路径后是否在预设时间段到达所述出库准备位置，如否，获取所述出库准备位置信息及目标地点位置，目标车辆根据混合a星法生成所述第三路径进行行驶，如否，控制目标车辆行至至所述出库准备位置后获取所述第三路径进行行驶。
79.以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。