一種車輛自動(dòng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于自動(dòng)控制領(lǐng)域，特別設(shè)及一種車輛自動(dòng)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電動(dòng)汽車取代或者部分取代內(nèi)燃機(jī)汽車的目的在于減少對(duì)W原油為基礎(chǔ)的能源 的嚴(yán)重依賴，拓展能源空間，同時(shí)減少化學(xué)能源對(duì)環(huán)境的破壞和污染。隨著人們生活水平不 斷提高，駕駛機(jī)動(dòng)車進(jìn)行工作學(xué)習(xí)和生活，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分，但隨著 人們生活節(jié)奏的加快，工作競爭壓力的加大，容易因?yàn)槠隈{駛，發(fā)生交通事故，給社會(huì)和 家庭造成無法挽回的損失，因此，對(duì)于電動(dòng)車輛自動(dòng)駕駛已越來越受到人們的重視。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種車輛自動(dòng)控制方法。
[0004] -種車輛自動(dòng)控制方法，包括W下步驟：
[0005] SlOO :檢測車輛狀態(tài)，在檢測車輛狀態(tài)正常后啟動(dòng)車輛，W常規(guī)驅(qū)動(dòng)方式對(duì)車輛進(jìn) 行驅(qū)動(dòng)；
[0006] S200:接收設(shè)定的駕駛模式，判定接收到的設(shè)定的駕駛模式是否為自動(dòng)駕駛模 式；
[0007] S300:當(dāng)判定接收到的設(shè)定的駕駛模式為自動(dòng)駕駛模式時(shí)，檢測電池電量，當(dāng)電池 電量大于設(shè)定闊值時(shí)進(jìn)入自動(dòng)駕駛模式，否則繼續(xù)按常規(guī)驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)；
[0008]S400:在進(jìn)入自動(dòng)駕駛模式后，對(duì)車道、車速V、車距S進(jìn)行識(shí)別；
[0009]S500:判斷車道前方是否存在車輛，當(dāng)判定車道前方不存在車輛時(shí)，將當(dāng)前車速設(shè) 定為最佳車速，否則執(zhí)行步驟S600;
[0010]S600 :判斷與前車車距是否大于車距設(shè)定闊值；
[0011]S700 :當(dāng)判定與車前車距小于車距設(shè)定闊值時(shí)，根據(jù)當(dāng)前車速V和與前車車距S對(duì) 車輛進(jìn)行制動(dòng)；
[0012] S800:當(dāng)判定與車前車距大于或等于車距設(shè)定闊值時(shí)，根據(jù)當(dāng)前車速V和與前車 車距S計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速給定值n';
[0013]S900:當(dāng)判定電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，退出自動(dòng)駕駛模式，進(jìn)入故障驅(qū)動(dòng)模式，所述故障 驅(qū)動(dòng)模式至少包含斷相驅(qū)動(dòng)。
[0014] 可選的，所述步驟Sioo中檢測車輛狀態(tài)包括檢測油口踏板位置傳感器、剎車踏板 位置傳感器、蓄電池溫度傳感器、后CCD、后車警示單元、后雷達(dá)、前雷達(dá)、前CCD的信號(hào)是否 正常，化及蓄電池電量、制動(dòng)液液位是否正常。
[0015] 可選的，所述步驟S400中對(duì)車道進(jìn)行識(shí)別，具體包括W下步驟：
[0016] S401:通過前CCD獲取原始視頻圖像信號(hào)；
[0017] S402:使用中值濾波算法對(duì)原始圖像信號(hào)進(jìn)行濾波；由于原始采集到的圖像數(shù)據(jù) 具有一定的噪聲，使用中值濾波算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行去噪，具體而言將每一像素點(diǎn)的灰度值設(shè) 置為該點(diǎn)鄰域窗口內(nèi)的所有像素點(diǎn)灰度值的中值，把數(shù)字圖像或數(shù)字序列中一點(diǎn)的值用該 點(diǎn)的一個(gè)鄰域中各點(diǎn)值的中值代替，讓周圍的像素值接近的真實(shí)值，從而消除孤立的嗓聲 占.
[001引 S403 :對(duì)濾波后圖像的二值化處理，圖像二值化公式如下：
[0020] 其中f(x，y)表示輸入圖像，g(x，y)表示輸出圖像，T為二值化處理時(shí)選用的闊 值；
[0021]S404:從二值化圖像中提取車道標(biāo)識(shí)線邊界，具體而言其包括：利用拉普拉斯算 子對(duì)道路圖像進(jìn)行邊緣增強(qiáng)，得到梯度圖像；計(jì)算梯度圖像中灰度級(jí)最大值Imax和最小值 Imin按式（2)計(jì)算區(qū)分特征目標(biāo)與背景的闊值To;
[0022] To= (a*Imax+b*Imin)/K(2)
[002引式中，a為Imax權(quán)重值，b為Imin權(quán)重值，K為闊值調(diào)整值，其中a+b= 1 ;
[0024] S405:對(duì)圖像進(jìn)行遍歷，實(shí)現(xiàn)圖像邊界分割，利用化U曲變換進(jìn)行車道識(shí)別。
[00巧]可選的，所述步驟S500中判斷車道前方是否存在車輛，包括設(shè)定一小于雷達(dá)探測 范圍的探測闊值，當(dāng)在運(yùn)一探測闊值內(nèi)探測不到車輛時(shí)，則判定其前方不存在車輛。
[0026] 可選的，所述步驟S500中還包括接收導(dǎo)航信息，根據(jù)導(dǎo)航信息獲取當(dāng)前道路最高 限速，將車速設(shè)定為當(dāng)前路段最高限速。
[0027] 可選的，所述步驟S800中根據(jù)當(dāng)前車速V和與前車車距S計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速給定值 n'，具體包括：
[0028]S801:獲取當(dāng)前車速V和與前車車距S;
[0029]S802:將與前車車距S與設(shè)定車距Sf相減，獲得偏差el，設(shè)定車距Sf為自動(dòng)駕駛 模式時(shí)設(shè)定的安全車距；
[0030]S802:對(duì)偏差el進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，將調(diào)節(jié)結(jié)果與當(dāng)前車速V相減，獲得偏差e2;
[0031]S803:通過模糊控制器對(duì)偏差e2進(jìn)行模糊調(diào)節(jié)，獲得電機(jī)轉(zhuǎn)速給定值n';
[0032]S804:驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速給定值n'驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而調(diào)整巡航車速。
[0033] 可選的，所述步驟S900具體包括W下步驟：
[0034]S901:預(yù)存儲(chǔ)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的第一音頻幅值。例如可W通過設(shè)置于電機(jī)上的麥 克來采集電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的聲音，提取運(yùn)一聲音信號(hào)的頻率、幅值等信息，將其存儲(chǔ)于存儲(chǔ) 器中；
[0035]S902:獲取電機(jī)運(yùn)行時(shí)的第二音頻幅值，當(dāng)設(shè)定時(shí)間段內(nèi)第二音頻幅值與第一音 頻幅值之差大于設(shè)定的幅值闊值的次數(shù)大于設(shè)定值時(shí)，則判定電機(jī)出現(xiàn)故障，向駕駛員發(fā) 出提示，退出自動(dòng)駕駛模式；
[0036]S903:判定是否為斷相故障，當(dāng)判定為否時(shí)，轉(zhuǎn)步驟S904,當(dāng)判定為是時(shí)，轉(zhuǎn)步驟 905；
[0037]S904:判定為機(jī)械故障，向駕駛員發(fā)出停車檢修提示；
[003引 S905:當(dāng)判定為斷相故障時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速給定值n'高于故障狀態(tài)允許最高轉(zhuǎn)速nf時(shí)， 將轉(zhuǎn)速給定值n'設(shè)定為nf，當(dāng)轉(zhuǎn)速給定值n'小于或等于nf時(shí)，按照轉(zhuǎn)速給定值n'通過 驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，具體包括：故障時(shí)由于缺相電流為零，此時(shí)電機(jī)將工作在非對(duì)稱狀 態(tài)，假設(shè)A相斷開，則相電流ia= 0,ib= -ic，Ua=O故：
[0040] 據(jù)此計(jì)算可得到，
^ S
[0041] W。= / (U。-叫。）化
[00化| W P =/ (U P-Rsip)化（6)
G
[0044]在斷相運(yùn)行時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器檢測電機(jī)轉(zhuǎn)子位置0，速度檢測器將檢測到 的速度值n與轉(zhuǎn)速給定值n'進(jìn)行比較，通過速度PI調(diào)節(jié)器后得到轉(zhuǎn)矩給定值Te'，電流傳 感器和電壓傳感器分別檢測=相電流和電壓值，將檢測值送入轉(zhuǎn)矩與磁鏈觀測器，轉(zhuǎn)矩與 磁鏈觀測器根據(jù)式（3)、（4)分別計(jì)算a軸電流值ia、a軸電壓值Ua，0軸電流值i0、 0軸電壓值UP，通過式巧）、（6)計(jì)算實(shí)際轉(zhuǎn)矩值Te和定子磁鏈4S，計(jì)算得到的實(shí)際轉(zhuǎn) 矩值Te和定子磁鏈(68分別與轉(zhuǎn)矩給定值Te'和磁鏈給定值4s'，進(jìn)行比較，差值經(jīng)過PI 調(diào)節(jié)后，經(jīng)反派克變換，得到a軸電壓給定值UQ'，0軸電壓給定值U0'。
[0045] 可選的，所述步驟S700包括：
[0046]S701 :判斷當(dāng)前車速是否為零，當(dāng)車速為零時(shí)，則啟動(dòng)電子制動(dòng)單元，否則執(zhí)行步 驟S702 ;
[0047]S702 :判斷當(dāng)前車距是否小于第一車距設(shè)定闊值，當(dāng)車距小于第一車距闊值時(shí)，同 時(shí)開啟機(jī)械制動(dòng)和能耗制動(dòng)，當(dāng)車距大于第一車距設(shè)定闊值時(shí)執(zhí)行步驟S703;
[0048]S703:判斷當(dāng)前車距是否小于第二車距設(shè)定闊值，其中第二車距設(shè)定闊值大于第 一車距設(shè)定闊值，當(dāng)車距小于第二車距設(shè)定闊值時(shí)，僅采用機(jī)械制動(dòng)，當(dāng)車距大于第二車距 設(shè)定闊值時(shí)，采用回饋制動(dòng)方式制動(dòng)。
[0049] 可選的，所述能耗制動(dòng)、回饋制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)分別通過能耗制動(dòng)單元、回饋制動(dòng)單 元和機(jī)械制動(dòng)單元完成；其中所述能耗制動(dòng)單元包括電阻R3和與電阻R3串聯(lián)連接的金屬 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管M0SFET1，電阻Rl的一端連接信號(hào)輸入端，電阻Rl的另一端連接 MOS陽Tl的柵極，MOS陽Tl的漏極與電阻R3連接MOS陽Tl的源極接地，電阻R3的另一端接 直流母線正極，兩個(gè)穩(wěn)壓管W陽極相對(duì)方式串接后再將兩端的陰極分別接在M0SFET1的漏 極和源極上，兩個(gè)保護(hù)二極管W陽極相對(duì)方式串接，其中一個(gè)保護(hù)二極管的陰極連接在信 號(hào)輸入端和電阻Rl之間，另一個(gè)保護(hù)二極管的陰極接地，電阻R2的一端連接在信號(hào)輸入端 和電阻Rl之間，電阻R2的另一端接地，為M0SFET1提供偏置電壓；所述回饋制動(dòng)單元包括 多個(gè)并聯(lián)連接的儲(chǔ)能電容C和晶體管V1、V2,晶體管V1、V2串聯(lián)連接于直流母線之間，晶體 管Vl的集電極與直流母線正極連接，晶體管V2的發(fā)射極與直流母線負(fù)極連接，儲(chǔ)能電容C 的一端通過電感Ll連接晶體管V2的集電極；所述機(jī)械制動(dòng)單元與永磁電機(jī)連接，機(jī)械制動(dòng) 單元接收ECU的制動(dòng)信號(hào)，控制永磁電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，永磁電機(jī)推動(dòng)主液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)，通過液壓 驅(qū)動(dòng)盤式制動(dòng)器工作。
[0050] 可選的，還包括在車輛進(jìn)入自動(dòng)駕駛模式后實(shí)時(shí)對(duì)電池溫度、電池電量、駕駛員狀 態(tài)、后方車輛狀態(tài)、油口踏板狀態(tài)、和剎車踏板狀態(tài)進(jìn)行檢測；當(dāng)電池溫度低于設(shè)定值時(shí)，此 時(shí)啟動(dòng)加熱裝置對(duì)電池進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度大于第一設(shè)定闊值時(shí)，此時(shí)對(duì)電池進(jìn)行輸出功率 限制，當(dāng)電池溫度大于第二設(shè)定闊值時(shí)，ECU發(fā)出警告；駕駛員狀態(tài)檢測主要是檢測是否存 在疲勞駕駛，其根據(jù)攝像頭采集到駕駛艙內(nèi)的駕駛員面部圖像，進(jìn)行人臉定位；接著根據(jù)人 臉皮膚彩色模型理論，通過去色、二值化等算法確定人眼位置；最后根據(jù)人眼的睜閉狀態(tài)結(jié) 合巧眼頻率計(jì)算出疲勞程度，基于運(yùn)個(gè)疲勞程度，可W得到駕駛員處于疲勞駕駛的風(fēng)險(xiǎn)；后 方車輛狀態(tài)的檢測是通過后CCD和后雷達(dá)完成的，后CCD用于識(shí)別后方是否存在車輛，后雷 達(dá)用于測量后方車輛的車速和車距，在自動(dòng)駕駛模式時(shí)，當(dāng)后CCD