一种车辆转向系统传动比的确定方法及装置

技术领域

本申请涉及智能汽车技术领域，尤其涉及一种车辆转向系统传动比的确定方法及装置。

背景技术

在汽车领域中，车辆转向系统传动比是车辆控制的重要参数，其准确性将影响车辆的控制，特别是自动驾驶领域中，对车辆控制精度要求极高，若车辆转向系统传动比不准确，则对自动驾驶车辆的控制影响较大。

发明内容

本申请的实施例提供一种车辆转向系统传动比的确定方法及装置，以能够准确确定车辆转向系统传动比，便于后续对自动驾驶车辆的控制方案的准确实施。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

本申请实施例的第一方面，提供一种车辆转向系统传动比的确定方法，包括：

获得车辆的行驶数据；

根据车辆的行驶数据和预先设置的车辆运动模型，确定车辆转向系统传动比。

本申请实施例的第二方面，提供一种车辆转向系统传动比的确定装置，包括：

行驶数据获得单元，用于获得车辆的行驶数据；

传动比确定单元，用于根据车辆的行驶数据和预先设置的车辆运动模型，确定车辆转向系统传动比。

本申请实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的车辆转向系统传动比的确定方法。

本申请实施例的第四方面，提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述第一方面所述的车辆转向系统传动比的确定方法。

本申请实施例的第五方面，提供一种芯片系统，包括处理器，所述处理器和存储器耦合，所述存储器存储有程序指令，当所述存储器存储的程序指令被所述处理器执行时实现上述第一方面所述的车辆转向系统传动比的确定方法。

本申请实施例的第六方面，提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述第一方面所述的车辆转向系统传动比的确定方法。

本申请实施例提供的一种车辆转向系统传动比的确定方法及装置，所获得的车辆转向系统传动比可以根据真实的车辆的行驶数据和预先设置的车辆运动模型确定，相比于从汽车厂商获得车辆转向系统传动比，结果更为准确。并且本申请实施例可以提供一种对从汽车厂商获得车辆转向系统传动比进行验证的方式，过程简易。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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为本申请实施例提供的一种车辆转向系统传动比的确定方法的流程图一；

图2为本申请实施例提供的一种车辆转向系统传动比的确定方法的流程图二；

图3为本申请实施例中的车辆的结构示意图；

图4为本申请一实施例中确定车辆行驶时的每一时刻的转弯半径的流程图一；

图5为本申请一实施例中根据历史行驶轨迹确定转弯半径的几何原理示意图；

图6为本申请一实施例中确定车辆行驶时的每一时刻的转弯半径的流程图二；

图7为本申请实施例提供的一种车辆转向系统传动比的确定装置的结构示意图一；

图8为本申请实施例提供的一种车辆转向系统传动比的确定装置的结构示意图二。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了使本领域的技术人员更好的了解本申请，下面先对本申请实施例中出现的部分技术术语进行解释如下：

GPS：Global Positioning System，全球定位系统。

RTK：Real-Time Kinematic，实时动态载波相位差分技术，是常用的GPS测量方法。

IMU：Inertial Measurement Unit，惯性测量单元，是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。

CAN：Controller Area Network，控制器局域网络总线，是汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线。

UWB：Ultra Wideband，超带宽通信技术，是一种无线载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，UWB在早期被用来应用在近距离高速数据传输，目前UWB可以用来做近距离精确室内定位。

在本申请的一些实施例中，术语“车辆”广泛地解释为包括任何移动物体，包括例如飞行器、船只、航天器、汽车、卡车、厢式货车、半挂车、摩托车、高尔夫球车、越野车辆、仓库运输车辆或农用车以及行驶在轨道上的运输工具，例如电车或火车以及其它有轨车辆。本申请中的“车辆”通常可以包括：动力系统、传感器系统、控制系统、外围设备和计算机系统。在其它实施例中，车辆可以包括更多、更少或者不同的系统。

其中，动力系统是为车辆提供动力运动的系统，包括：引擎/马达、变速器和车轮/轮胎、能源单元。

控制系统可以包括控制车辆及其组件的装置的组合，例如转向单元、节气门、制动单元。

外围设备可以是允许车辆与外部传感器、其它车辆、外部计算设备和/或用户进行交互的设备，例如无线通信系统、触摸屏、麦克风和/或扬声器。

基于上述描述的车辆，无人驾驶车辆中还配置有传感器系统和无人驾驶控制装置。

传感器系统可以包括用于感测车辆所处环境的信息的多个传感器，以及改变传感器的位置和/或方向的一个或多个致动器。传感器系统可以包括全球定位系统传感器、惯性测量单元、无线电检测和测距(RADAR)单元、相机、激光测距仪、光检测和测距(LIDAR)单元和/或声学传感器等传感器的任何组合；传感器系统还可以包括监视车辆内部系统的传感器(例如O

无人驾驶控制装置可以包括一个处理器和存储器，存储器中存储有至少一条机器可执行指令，处理器执行至少一条机器可执行指令实现包括地图引擎、定位模块、感知模块、导航或路径模块、以及自动控制模块等的功能。地图引擎和定位模块用于提供地图信息和定位信息。感知模块用于根据传感器系统获取到的信息和地图引擎提供的地图信息感知车辆所处环境中的事物。导航或路径模块用于根据地图引擎、定位模块和感知模块的处理结果，为车辆规划行驶路径。自动控制模块将导航或路径模块等模块的决策信息输入解析转换成对车辆控制系统的控制命令输出，并通过车载网(例如通过CAN总线、局域互联网络、多媒体定向系统传输等方式实现的车辆内部电子网络系统)将控制命令发送给车辆控制系统中的对应部件，实现对车辆的自动控制；自动控制模块还可以通过车载网来获取车辆中各部件的信息。

考虑到目前汽车行业中的汽车厂商众多，车辆种类、型号繁多，每个型号的车辆的车辆转向系统传动比均可能不同。因此在为各种车辆设置自动驾驶系统时，均需要获知车辆转向系统传动比。而目前获知车辆转向系统传动比的方式一般是由汽车厂商直接提供，汽车厂商一般是在设计车辆时，通过车辆的力矩结构等直接计算的。然而，目前在从汽车厂商获得车辆转向系统传动比时，发明人发现该车辆转向系统传动比不准确，其原因多种多样，可能是汽车厂商提供的数据错误，也可能是汽车厂商在通过车辆的力矩结构等计算车辆转向系统传动比时不够精确。因此，发明人认为在自动驾驶车辆中，如何准确确定车辆转向系统传动比成为了一个亟待解决的问题。

因此，如图1所示，本申请实施例提供一种车辆转向系统传动比的确定方法，包括：

步骤101、获得车辆的行驶数据。

步骤102、根据车辆的行驶数据和预先设置的车辆运动模型，确定车辆转向系统传动比。

为了使本领域的技术人员更好得了解本发明，下面列举一个更为详细的实施例，需要知道的是该更为详细的实施例仅是本申请的一个具体实例，本领域技术人员在基于该实施例的基础上，还可以列举更多的具体实例，该具体实例不是对本申请的限制。

如图2所示，本申请实施例提供一种车辆转向系统传动比的确定方法，包括：

步骤201、启动车辆，使得车辆在路面上进行行驶。

此处，该车辆可以是人工驾驶车辆，也可以是自动驾驶车辆；另外该车辆可以是轿车、客车、厢式货车、带挂牵引车等，但不仅局限于此。该路面例如可以为水平柏油路，也可以是港区、工业园区等处的水平水泥路面，但不仅局限于此，此处是为了突出本申请实施例的车辆转向系统传动比的确定方法的实用性较强，在常规的行驶环境中即可实现。另外，该车辆在路面上进行行驶一般是非直线行驶，因为本申请要进行车辆转向系统传动比的确定，因此在直线行驶中，车辆转向系统并未有实际动作，使得车辆转向系统传动比的确定较为困难。因此该非直线行驶可以是车辆进行转弯(如左转或右转)，也可以是车辆在一预设区域按圆周进行行驶，但不仅局限于次。

在步骤201之后执行步骤202和步骤203。

步骤202、实时获得车辆行驶时的每一时刻的方向盘转角。

具体的，如图3所示，本申请实施例中的车辆30可以包括车载计算机301、方向盘转角传感器302，该方向盘转角传感器302用于测量车辆30的方向盘转角(方向盘303的转角)，并且车载计算机301通过车辆30的CAN总线304与方向盘转角传感器302连接，从而可以得到车辆行驶时的每一时刻的方向盘转角，在本申请中以θ

步骤203、实时确定车辆行驶时的每一时刻的转弯半径。

其中，确定车辆行驶时的每一时刻的转弯半径可以有多种方式，在本申请实施例中列举如下两种实现方式：

方式一：如图4所示，包括：

步骤401、根据车辆的定位模块，实时获得车辆非直线行驶时的路点信息。

在车辆上，定位模块可以有很多，通过这些定位模块可以对车辆进行实时定位，从而获得车辆行驶时的路点信息。此处的获得车辆非直线行驶时的路点信息是指车辆非直线行驶时的路点信息对于车辆转向系统传动比的确定更有意义，而车辆在行驶时，是实时获得车辆行驶时的路点信息的，而并非只获得非直线行驶时的路点信息。

例如，该步骤401可以采用基于RTK的GPS和IMU的定位方式来实时获得车辆行驶时的路点信息，即通过车辆上的GPS和IMU来综合定位。

又例如，该步骤401可以采用在车辆行驶场景中设置至少三个UWB基站，以及在车辆中设置UWB标签，从而可以通过UWB标签与至少三个UWB基站进行的交互得到UWB标签与各UWB基站的距离信息；根据UWB标签与各UWB基站的距离信息以及至少三个UWB基站的位置信息，从而可以计算得到UWB标签的位置信息，完成了车辆的实时定位，从而获得车辆行驶时的路点信息。

又例如，该步骤401可以采用车辆上的GPS、IMU、激光雷达和摄像头等传感器来进行多传感器的融合定位，从而获得车辆行驶时的路点信息。

具体的定位方式还有很多，此处不再一一赘述。

步骤402、根据实时获得的路点信息，确定每一时刻车辆的历史行驶轨迹。

例如，如图5所示，将实时获得的路点信息，按照路点位置连成平滑的曲线，从而可以得到车辆的历史行驶轨迹，同时在每一时刻该车辆的历史行驶轨迹会进行更新，从而每一时刻均对应了相应的历史行驶轨迹。

步骤403、根据每一时刻车辆的历史行驶轨迹，确定车辆行驶时的每一时刻的转弯半径。

具体的，通过每一时刻车辆的历史行驶轨迹，确定车辆行驶时的每一时刻的转弯半径可以采用几何学来进行计算。例如，如图5所示，在某一时刻t对应的历史行驶轨迹L可以作为圆的一部分，该圆的半径即为转弯半径R

方式二：如图6所示，包括：

步骤501、实时获得每一时刻的车辆行驶速度和车辆行驶时的横摆角速度。

在车辆行驶时，可以根据车辆中设置的车速传感器等获得车辆行驶速度v

步骤502、根据每一时刻的车辆行驶速度和车辆行驶时的横摆角速度，确定车辆行驶时的每一时刻的转弯半径。

则根据每一时刻t的车辆行驶速度v

在上述步骤202和步骤203之后，继续执行步骤204。

步骤204、根据每一时刻的方向盘转角θ

其中，

步骤205、在预设采集周期根据每一时刻的车辆转向系统传动比i

例如，可以采用多种滤波算法来实现，以便获得一个准确稳定的车辆转向系统传动比结果。例如在预设采集周期，采用卡尔曼滤波算法、滑动窗口滤波算法、低通滤波算法或求平均算法，对各时刻的车辆转向系统传动比i

例如以将各时刻的车辆转向系统传动比i

例如，下表1所示，在第T个采集周期内，n个时刻的车辆转向系统传动比分别为：

表1：

这样，通过上述卡尔曼滤波算法、滑动窗口滤波算法、低通滤波算法或求平均算法，可以得到表1中对应的第T个采集周期的车辆转向系统传动比结果为22.6。虽然在表1中i

另外，如图7所示，本申请实施例还提供一种车辆转向系统传动比的确定装置，包括：

行驶数据获得单元61，用于获得车辆的行驶数据。

传动比确定单元62，用于根据车辆的行驶数据和预先设置的车辆运动模型，确定车辆转向系统传动比。

另外，如图8所示，该行驶数据获得单元61，可以包括：

方向盘转角获得模块611，用于实时获得车辆行驶时的每一时刻的方向盘转角。

转弯半径确定模块612，用于实时确定车辆行驶时的每一时刻的转弯半径。

另外，如图8所示，该传动比确定单元62，具体可以：

根据每一时刻的方向盘转角θ

在预设采集周期根据每一时刻的车辆转向系统传动比i

另外，如图8所示，该转弯半径确定模块612，具体可以：

根据车辆的定位模块，实时获得车辆非直线行驶时的路点信息。

根据实时获得的路点信息，确定每一时刻车辆的历史行驶轨迹。

根据每一时刻车辆的历史行驶轨迹，确定车辆行驶时的每一时刻的转弯半径。

另外，如图8所示，该转弯半径确定模块612，具体可以：

实时获得每一时刻的车辆行驶速度和车辆行驶时的横摆角速度。

根据每一时刻的车辆行驶速度和车辆行驶时的横摆角速度，确定车辆行驶时的每一时刻的转弯半径。

对于本申请实施例提供的一种车辆转向系统传动比的确定装置的具体实现方式可以参见上述图1至图6对应的方法实施例，此处不再赘述。

另外，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述的车辆转向系统传动比的确定方法。该计算机可读存储介质的具体实现方式可以参见上述图1至图6对应的方法实施例，此处不再赘述。

另外，本申请实施例还提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述的车辆转向系统传动比的确定方法。该包含指令的计算机程序产品的具体实现方式可以参见上述图1至图6对应的方法实施例，此处不再赘述。

另外，本申请实施例还提供一种芯片系统，包括处理器，所述处理器和存储器耦合，所述存储器存储有程序指令，当所述存储器存储的程序指令被所述处理器执行时实现上述的车辆转向系统传动比的确定方法。该芯片系统的具体实现方式可以参见上述图1至图6对应的方法实施例，此处不再赘述。

另外，本申请实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的车辆转向系统传动比的确定方法。该计算机设备的具体实现方式可以参见上述图1至图6对应的方法实施例，此处不再赘述。

本申请实施例提供的一种车辆转向系统传动比的确定方法及装置，所获得的车辆转向系统传动比可以根据真实的车辆的行驶数据和预先设置的车辆运动模型确定，相比于从汽车厂商获得车辆转向系统传动比，结果更为准确。并且本申请实施例可以提供一种对从汽车厂商获得车辆转向系统传动比进行验证的方式，过程简易，例如在从汽车厂商获得车辆转向系统传动比完全错误时，也可以采用本申请实施例的方式得到真实的车辆转向系统传动比，为后续的自动驾驶车辆控制奠定了基础。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本申请中应用了具体实施例对本申请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申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。