一种应用于无人驾驶汽车的电机补偿控制方法技术

一种应用于无人驾驶汽车的电机补偿控制方法，其方法如下，控制器根据规划路径获得汽车下一个转向动作参数，包括转向角度u，和完成时间t；控制器向车况数据库请求此时电机状态及传动系统状态；控制器根据电机状态向车况数据库请求确定电机补偿系数a；根据传动系统状态向车况数据库请求确定传动系统补偿系数b；其中车况数据库包括检修数据库和出厂数据库，检修数据库中的电机补偿系数a1和传动系统补偿系数b1根据最新一次检修记录更新，出厂数据库中的电机补偿系统A1和传动系统补偿系数B1与行驶时间的对应关系出厂前标定；本发明专利技术通过改进转向电机控制方法，从而对自动驾驶中的转向角度偏差进行补偿,从而达到更好的自动驾驶效果。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于无人驾驶汽车的电机补偿控制方法
本专利技术属于电机控制领域，特别属于无人驾驶汽车电机的控制领域。
技术介绍
无人驾驶汽车为了能够完全替代人工驾驶，需要能够按照预定轨迹进行行驶，特别是能够按照一定的曲线进行转弯行驶。在无人驾驶汽车中通常使用电机控制车轮转向，但由于无人驾驶汽车在行驶较长时间后，电机和传动系统都有一定的磨损，使得难以达到准确的转向，即转向角与目标转角不同。虽然可以通过转角编码器进行角度的补偿，但这只是解决手段之一，如果转角编码器同时出现异常，就无法正确进行转向的控制。无人驾驶汽车与普通汽车不同，其对可靠性要求非常高，因此急需一种能够对转向进行补偿的技术。而且，任何一种传感器都存在信号异常的可能性那么单纯用传感器信号进行补偿的方式，并不能满足无人驾驶汽车可靠性的要求。同时，由于无人车的传感器系统会获得海量传感器数据，处理这些数据会占用系统较大资源，对系统的计算能力提出了较高要求，因此如果再额外增加一些其它传感器，将会加剧系统资源的占用，导致系统实时响应性变差。另外，普通汽车通常按购买时间进行检修，但对无人车来说这样的设定显然并不精确，如果使用过于频繁，但又没有及时检修，导致磨损较大，会极大地影响控制的精度。如果利用传感器去获知是否需要检修，那么又会出现上述传感器信号不可靠和系统资源占用较大的问题，因此也急需一种准确简便地提示用户检修的方法。
技术实现思路
为提升无人驾驶汽车的安全性和可靠性，提出本专利技术。但本专利技术要解决的技术问题不限于此，下文中提到的技术问题同样是本专利技术可以解决的技术问题，特别是实施例中的诸多技术问题，是实现本专利技术最佳效果所要解决的技术问题。本专利技术的拟采用的技术方案如下：一种应用于无人驾驶汽车的电机补偿控制方法，其方法如下：控制器根据规划路径获得汽车下一个转向动作参数，包括转向角度u，和完成时间t；控制器向车况数据库请求此时电机状态及传动系统状态；控制器根据电机状态向车况数据库请求确定电机补偿系数a；根据传动系统状态向车况数据库请求确定传动系统补偿系数b；其中车况数据库包括检修数据库和出厂数据库，检修数据库中的电机补偿系数a1和传动系统补偿系数b1根据最新一次检修记录更新，出厂数据库中的电机补偿系统A1和传动系统补偿系数B1与行驶时间的对应关系出厂前标定；将检修数据库、出厂数据库中的数据与行驶天数进行比较，选择其中一个数据库存储的电机补偿系数和传动系统补偿系数；控制器根据选择的电机补偿系数和传动系统补偿系数发送驱动信号，该驱动信号将电机的目标转速设定为(w+a)×b，其中w为电机正常时控制系统给电机设定的原始目标转速；w＝u/t/k，其中k为传动系数；由于电机及传动系统磨损导致控制系统给电机设定的转速为(w+a)×b时，电机带动传动系统前端转动时使得传动系统后端的实际转速为w×k，从而使得车轮能够在t时间内完成转向角度u；其中t≤0.5s。更新检修数据库中的电机补偿系数a和传动系统补偿系数b的方法包括：在行驶了y天后对无人驾驶汽车进行检修；确定电机转角编码器合格；设定电机目标转角为P0，完成时间为L；控制器向电机发送驱动信号，将电机的目标转速设定为R0；利用电机转角编码器读出经过L时间后，电机转角P1；从而，a1＝(P0-P1)/L；在无人驾驶汽车上安装激光扫描测角仪，且激光扫描测角仪对准轮胎；设定轮胎目标转向角度为Q0＝P0×k，完成时间为L；控制器向电机发送驱动信号，将电机的目标转速设定为R1＝R0+a1；利用激光扫描测角仪测量经过L时间轮胎实际转角为Q1；从而，b1＝Q0/Q1；将a1、b1暂存在检修数据库的缓存区中。更新电机补偿系数a和传动系统补偿系数b的方法包括：在出厂前，对抽样汽车进行多次测量，获得行驶Y天的无人驾驶汽车的电机补偿系数A1和传动系统补偿系数B1，建立行驶天数和电机补偿系数A1、传动系统补偿系数B1对应关系表，建立出厂数据库。查询检修数据库最新的更新时间，如果小于等于m天，则查询检修数据库中的电机补偿系数a1和传动系统补偿系数b1，控制器根据a1、b1向电机发送驱动信号；如果大于m天，则查询获得汽车的出厂后的行驶时间Y1天，根据出厂数据库，查询对应的电机补偿系数A1和传动系统补偿系数B1，控制器根据A1、B1向电机发送驱动信号。最近一次检修是在行驶了y1天后进行的，得到检修数据库中的电机补偿系数a1和传动系统补偿系数b1；查询出厂数据库中大于且最接近y1的Y1值，得到对应的电机补偿系数A1和传动系统补偿系数B1；如果|A1-a1|/A1>10％或|B1-b1|/B1>1％，则提醒用户无人驾驶汽车需要更新检修数据库，如果|A1-a1|/A1>20％或|B1-b1|/B1>5％，则警告用户无人驾驶汽车必须更新检修数据库，如果|A1-a1|/A1>30％或|B1-b1|/B1>10％，则限制无人驾驶汽车以无驾驶员状态使用。限制无人驾驶汽车以无驾驶员状态使用时，立刻通知用户接管无人驾驶汽车的控制权，并向远程控制中心报警。如果在规定时间内未发现有用户接管无人驾驶汽车的控制权，则远程控制中心接管无人驾驶汽车的控制权，并逐渐停止行驶状态。车况数据库根据行驶时间及传感器信号获取电机状态及传动系统状态。电机状态及传动系统状态包括电机磨损情况、传统系统磨损情况。更新电机补偿系数a和传动系统补偿系数b的方法还包括：给无人驾驶汽车设定规定路线，读取检修数据库的缓存区中的电机补偿系数a和传动系统补偿系数b，补偿控制无人驾驶汽车沿该路线行驶，测量实际行驶轨迹和规定路线的重合度，重合度大于95％，将检修数据库的缓存区中的电机补偿系数a和传动系统补偿系数b存入检修数据库中。本专利技术的专利技术点如下：(1)考虑了电机和传动系统磨损对电机控制准确度的影响；并提出即使转角编码器异常，也能够利用出厂数据库和检修数据库准确进行转向的补偿控制。(2)提出了一种不依赖于额外传感器的信号反馈进行电机控制补偿的方法，该方法简便、准确，提高了系统的可靠性。(3)在补偿控制的同时，对无人车何时需要送厂检修提供了快捷准确的判断依据，能够及时提醒用户对车辆进行检修，极大地提高了车辆的安全可靠性。(4)提出了基于电机补偿控制参数的无人驾驶汽车安全标准，由于该参数是无人车实际使用的，因此更加准确，且可以实时获得，能够及时获知无人车运行状态。(5)将无人驾驶汽车的转向以时间切分成段，在每个小时间段内可以精确进行补偿；同时以完成时间进行分段比按照距离或角度分段更加科学，使得控制更加方便准确。(6)在进行补偿系数的测量时，将测量传感器安装在车辆上，以无人驾驶汽车在路上正式行驶的状态进行，而不是在测试间进行，所得数据更加符合实际情况。(7)通过用不同方式获得的检修数据库、出厂数据库中的补偿参数进行相互对比，选择当时最为准确的补偿参数，大幅度降低依赖一种补偿系数的风险，保证无人车安全可靠。本专利技术达到的技术效果如下：(1)通常情况下，本领域技术有这样的认识：对于无人车电机的控制可以通过传感器信号来进行反馈控制。由传感器判断控制的效果，进行反馈控制。因此本领域存在这样的技术偏见：传感器信号的反馈控制是最可靠的控制方式。但本专利技术不依赖于传感器的反馈信号，直接对电机控制进行补偿，防止由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于无人驾驶汽车的电机补偿控制方法，其特征在于，控制器根据规划路径获得汽车下一个转向动作参数，包括转向角度u，和完成时间t；控制器向车况数据库请求此时电机状态及传动系统状态；控制器根据电机状态向车况数据库请求确定电机补偿系数a；根据传动系统状态向车况数据库请求确定传动系统补偿系数b；其中车况数据库包括检修数据库和出厂数据库，检修数据库中的电机补偿系数a1和传动系统补偿系数b1根据最新一次检修记录更新，出厂数据库中的电机补偿系统A1和传动系统补偿系数B1与行驶时间的对应关系出厂前标定；将检修数据库、出厂数据库中的数据与行驶天数进行比较，选择其中一个数据库存储的电机补偿系数和传动系统补偿系数；控制器根据选择的电机补偿系数和传动系统补偿系数发送驱动信号，该驱动信号将电机的目标转速设定为(w+a)×b，其中w为电机正常时控制系统给电机设定的原始目标转速；w＝u/t/k，其中k为传动系数；由于电机及传动系统磨损导致控制系统给电机设定的转速为(w+a)×b时，电机带动传动系统前端转动时使得传动系统后端的实际转速为w×k，从而使得车轮能够在t时间内完成转向角度u；其中t≤0.5s。

【技术特征摘要】
1.一种应用于无人驾驶汽车的电机补偿控制方法，其特征在于，控制器根据规划路径获得汽车下一个转向动作参数，包括转向角度u，和完成时间t；控制器向车况数据库请求此时电机状态及传动系统状态；控制器根据电机状态向车况数据库请求确定电机补偿系数a；根据传动系统状态向车况数据库请求确定传动系统补偿系数b；其中车况数据库包括检修数据库和出厂数据库，检修数据库中的电机补偿系数a1和传动系统补偿系数b1根据最新一次检修记录更新，出厂数据库中的电机补偿系统A1和传动系统补偿系数B1与行驶时间的对应关系出厂前标定；将检修数据库、出厂数据库中的数据与行驶天数进行比较，选择其中一个数据库存储的电机补偿系数和传动系统补偿系数；控制器根据选择的电机补偿系数和传动系统补偿系数发送驱动信号，该驱动信号将电机的目标转速设定为(w+a)×b，其中w为电机正常时控制系统给电机设定的原始目标转速；w＝u/t/k，其中k为传动系数；由于电机及传动系统磨损导致控制系统给电机设定的转速为(w+a)×b时，电机带动传动系统前端转动时使得传动系统后端的实际转速为w×k，从而使得车轮能够在t时间内完成转向角度u；其中t≤0.5s。2.如权利要求1所述的电机补偿控制方法，其特征在于，更新检修数据库中的电机补偿系数a和传动系统补偿系数b的方法包括：在行驶了y天后对无人驾驶汽车进行检修；确定电机转角编码器合格；设定电机目标转角为P0，完成时间为L；控制器向电机发送驱动信号，将电机的目标转速设定为R0；利用电机转角编码器读出经过L时间后，电机转角P1；从而，a1＝(P0-P1)/L；在无人驾驶汽车上安装激光扫描测角仪，且激光扫描测角仪对准轮胎；设定轮胎目标转向角度为Q0＝P0×k，完成时间为L；控制器向电机发送驱动信号，将电机的目标转速设定为R1＝R0+a1；利用激光扫描测角仪测量经过L时间轮胎实际转角为Q1；从而，b1＝Q0/Q1；将a1、b1暂存在检修数据库的缓存区中。3.如权利要求1或2所述的电机补偿控制方法，其特征在于，更新电机补偿系数a和传动系统补偿系数b的方法包括：在出厂前，对抽样汽车进行多次测量，获得行驶Y天的无人驾驶汽车的电机补偿系数A1和传动系统补偿系数B1，建立行驶天数和电机补偿系数A1、传动系统补偿系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立，吴喜桥，龚毅君，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41