一种基于转向干预的汽车双驾双控方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于转向干预的汽车双驾双控方法及系统，通过ECU控制器接收上位机的指令，判断有无转向干预的出现，实现人工驾驶模式和自动驾驶模式同时进行或者切换；当处于人工驾驶模式和自动驾驶模式同时进行的状态时，接收驾驶员转动方向盘进行转向的操作指令和自动驾驶输出的辅助力，协助驾驶员进行转向操纵；当处于自动驾驶模式状态时，转向角度由上位机通过ECU控制器发送给转向控制器，自动控制输出轴进行转向，并读取转角传感器的回馈值，将实际转角发送给ECU控制器。本发明专利技术实现了在人工控制的人工驾驶和ECU控制的自动驾驶进行切换，提高了实际使用过程中人员和车辆的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于转向干预的汽车双驾双控方法及系统
本专利技术涉及汽车智能驾驶
，尤其涉及的是一种基于转向干预的汽车双驾双控方法及系统。
技术介绍
无人驾驶系统主要包括环境感知、规划决策、控制执行等几个主要系统或部件，其实现集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术。虽然无人驾驶的核心技术——人工智能从提出到现在已经过了60年的时间，但在智能汽车领域，自动驾驶完全代替人工驾驶仍然需要较长的一段时间，甚至其必要性也需要经过充分的论证，而人工驾驶与自动驾驶（即双驾）并存必将成为在智能汽车发展过程中驾驶形式的一种常态。对于城市道路下的智能汽车，其完全产业化目前尚需攻克大量的关键技术，但限定于某些特殊应用背景下，如园区接驳、园区物流、房产观光、定点巡逻等领域，强约束条件下的场地内专用智能电动车却是可以较快服务于社会生产与生活的。在智能车的底层改造过程中，主要包括底层速度、档位、制动与转向四大执行机构的改造，在车辆工作于有人值守的自动驾驶模式下，如有特殊情况或紧急情况发生需要人工干预时，如经过急弯行驶突然有人或动物等冲出而车辆来不及减速、换方向等操作时，在自动驾驶模式下，车辆的制动与转向时间一般大于人工操作的情况，而车辆如果以较快的速度经过急弯时传感器对于突然出现的移动物体从检测到至上层决策指挥底层执行机构进行转向、制动等动作所预留的时间将比较短，而无论是转向还是制动，都存在转角时间和制动距离（与制动时间成正比）的要求，这就造成了制动、转向动作有执行不完全而引发事故的可能性。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于转向干预的汽车双驾双控方法及系统，旨在通过转向干预为激励源实现可自由切换的双驾双控，实现了电控转向助力，并可通过监测扭矩信息进行智能车的双驾双控，在人工控制的人工驾驶和ECU控制的自动驾驶进行切换，提高了实际使用过程中人员和车辆的安全性，使得在一定场景下实现人工驾驶和自动驾驶自由、便捷的切换。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：一种基于转向干预的汽车双驾双控方法，其中，所述方法包括：步骤A，通过智能驾驶的ECU控制器接收上位机的指令，判断有无转向干预的出现，实现人工驾驶模式和自动驾驶模式同时进行或者切换；步骤B，当处于人工驾驶模式和自动驾驶模式同时进行的状态时，接收驾驶员转动方向盘进行转向的操作指令和自动驾驶输出的辅助力，协助驾驶员进行转向操纵；步骤C，当处于自动驾驶模式状态时，转向角度由上位机通过ECU控制器发送给转向控制器，自动控制输出轴进行转向，并读取转角传感器的回馈值，将实际转角发送给ECU控制器。所述的基于转向干预的汽车双驾双控方法，其中，所述步骤A具体包括：步骤A1，预先在电动助力转向系统内增加转角传感器和用于智能驾驶支持CAN总线线控的转向控制器，或者通过修改支持CAN总线的原EPS控制器硬件的程序来实现控制；步骤A2，通过智能驾驶的ECU控制器接收上位机的指令，判断有无转向干预的出现控制原车控制信号和ECU控制器自动控制信号的切换；步骤A3，控制实现人工驾驶模式和自动驾驶模式同时进行，或者在人工驾驶模式和自动驾驶模式之间进行切换。所述的基于转向干预的汽车双驾双控方法，其中，所述步骤B具体包括：步骤B1，当处于人工驾驶模式和自动驾驶模式同时进行的状态时，接收驾驶员转动方向盘进行转向的操作指令，扭矩通过输入轴传递到扭力杆，扭矩传感器感受电压变化后传送到转向控制器；步骤B2，转向控制器根据扭矩传感器检测到的扭矩信号和ECU控制器通过CAN总线发送的车速信号以及反馈电动机电压和电流信号；步骤B3，判断车辆的转向状态，向电动机发出控制指令，给电动机一定占空比的电压，使电动机按方向盘转动的角度和方向产生相应大小的辅助力，通过蜗轮、蜗杆传递给输出轴，协助驾驶员进行转向操纵。所述的基于转向干预的汽车双驾双控方法，其中，所述步骤C具体包括：步骤C1，当处于自动驾驶模式状态时，智能驾驶的ECU控制器通过CAN总线向转向控制器发送转向角度数据、车速数据和工作模式指令；步骤C2，转向控制器根据ECU控制器的指令和数据向电动机发出控制指令，电动机按照相应的角度和方向通过蜗轮蜗杆传递给输出轴，进行转向；步骤C3，转角传感器实时检测方向管柱的实际转角并反馈给转向控制器，同时扭矩传感器将实时检测的扭矩偏移量发送给转向控制器，转向控制器将扭矩信息和实际转角信息通过CAN总线回馈给智能驾驶的ECU控制器。所述的基于转向干预的汽车双驾双控方法，其中，所述工作模式指令包括：有助力自动驾驶，有助力人工驾驶，无助力人工驾驶。所述的基于转向干预的汽车双驾双控方法，其中，当有人工转向干预时，扭矩通过输入轴传递到扭力杆，扭力杆相对输出轴产生角向位移，输入轴和输出轴间产生角向位移差，使滑块在输出轴轴向方向移动；扭矩传感器与滑块相连，扭矩传感器将滑块位移量转换为电压信号，转向控制器接收到相应的电压信号并转化为数字量，根据扭矩CM实际变化与预设定的变化阈值S峰值比较结果向智能驾驶的ECU控制器发送切换到人工驾驶模式请求，ECU控制器返回确认指令并检测车辆自身行驶状态与环境感知状态判别是否可以进行切换，转向控制器二次检测扭矩变化率确定有人工转向干预时，向ECU控制器发送模式切换确认请求，ECU控制器经上位机决策确认切换到人工驾驶模式后，控制车辆停车并切换到人工驾驶模式。所述的基于转向干预的汽车双驾双控方法，其中，在处于人工驾驶模式下，当驾驶员释放方向盘时，扭矩实际变化率趋近于0，远低于预设定的变化阈值S峰值，同时扭矩CM接近于0，转向控制器向ECU控制器发送切换到自动驾驶模式请求，ECU控制器检测车辆状态并传送给上位机，上位机在确认车辆状态与环境感知状态适于切换到自动驾驶模式后，发送切换到自动驾驶模式指令。一种基于转向干预的汽车双驾双控系统，其中，所述系统包括：ECU控制器，用于接收上位机的指令，判断有无转向干预的出现，实现人工驾驶模式和自动驾驶模式同时进行或者切换；转向控制器，用于智能驾驶支持CAN总线线控；转角传感器；用于实时检测方向管柱的实际转角并反馈给转向控制器；扭矩传感器，用于当扭矩通过输入轴传递到扭力杆时感受电压变化后传送到转向控制器；电动机，用于接收控制指令，根据方向盘转动的角度和方向产生相应大小的辅助力；所述转角传感器分别与所述扭矩传感器和电动机连接，所述扭矩传感器和电动机分别与所述转向控制器连接，所述转向控制器通过CAN总线与所述ECU控制器连接；通过所述ECU控制器接收上位机的指令，当处于人工驾驶模式和自动驾驶模式同时进行的状态时，接收驾驶员转动方向盘进行转向的操作指令，扭矩通过输入轴传递到扭力杆，扭矩传感器感受电压变化后传送到转向控制器；转向控制器根据扭矩传感器检测到的扭矩信号和ECU控制器通过CAN总线发送的车速信号以及反馈电动机电压和电流信号，判断车辆的转向状态，向驱动单元发出控制指令，给电动机一定占空比的电压，使电动机按方向盘转动的角度和方向产生相应大小的辅助力，通过蜗轮、蜗杆传递给输出轴，协助驾驶员进行转向操纵；当处于自动驾驶模式状态时，转向角度由上位机通过ECU控制器发送给转向控制器，转向控制器根据收到的指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于转向干预的汽车双驾双控方法，其特征在于，所述方法包括：步骤A，通过智能驾驶的ECU控制器接收上位机的指令，判断有无转向干预的出现，实现人工驾驶模式和自动驾驶模式同时进行或者切换；步骤B，当处于人工驾驶模式和自动驾驶模式同时进行的状态时，接收驾驶员转动方向盘进行转向的操作指令和自动驾驶输出的辅助力，协助驾驶员进行转向操纵；步骤C，当处于自动驾驶模式状态时，转向角度由上位机通过ECU控制器发送给转向控制器，自动控制输出轴进行转向，并读取转角传感器的回馈值，将实际转角发送给ECU控制器。

【技术特征摘要】
1.一种基于转向干预的汽车双驾双控方法，其特征在于，所述方法包括：步骤A，通过智能驾驶的ECU控制器接收上位机的指令，判断有无转向干预的出现，实现人工驾驶模式和自动驾驶模式同时进行或者切换；步骤B，当处于人工驾驶模式和自动驾驶模式同时进行的状态时，接收驾驶员转动方向盘进行转向的操作指令和自动驾驶输出的辅助力，协助驾驶员进行转向操纵；步骤C，当处于自动驾驶模式状态时，转向角度由上位机通过ECU控制器发送给转向控制器，自动控制输出轴进行转向，并读取转角传感器的回馈值，将实际转角发送给ECU控制器。2.根据权利要求1所述的基于转向干预的汽车双驾双控方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：步骤A1，预先在电动助力转向系统内增加转角传感器和用于智能驾驶支持CAN总线线控的转向控制器，或者通过修改支持CAN总线的原EPS控制器硬件的程序来实现控制；步骤A2，通过智能驾驶的ECU控制器接收上位机的指令，判断有无转向干预的出现控制原车控制信号和ECU控制器自动控制信号的切换；步骤A3，控制实现人工驾驶模式和自动驾驶模式同时进行，或者在人工驾驶模式和自动驾驶模式之间进行切换。3.根据权利要求2所述的基于转向干预的汽车双驾双控方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：步骤B1，当处于人工驾驶模式和自动驾驶模式同时进行的状态时，接收驾驶员转动方向盘进行转向的操作指令，扭矩通过输入轴传递到扭力杆，扭矩传感器感受电压变化后传送到转向控制器；步骤B2，转向控制器根据扭矩传感器检测到的扭矩信号和ECU控制器通过CAN总线发送的车速信号以及反馈电动机电压和电流信号；步骤B3，判断车辆的转向状态，向电动机发出控制指令，给电动机一定占空比的电压，使电动机按方向盘转动的角度和方向产生相应大小的辅助力，通过蜗轮、蜗杆传递给输出轴，协助驾驶员进行转向操纵。4.根据权利要求3所述的基于转向干预的汽车双驾双控方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：步骤C1，当处于自动驾驶模式状态时，智能驾驶的ECU控制器通过CAN总线向转向控制器发送转向角度数据、车速数据和工作模式指令；步骤C2，转向控制器根据ECU控制器的指令和数据向电动机发出控制指令，电动机按照相应的角度和方向通过蜗轮蜗杆传递给输出轴，进行转向；步骤C3，转角传感器实时检测方向管柱的实际转角并反馈给转向控制器，同时扭矩传感器将实时检测的扭矩偏移量发送给转向控制器，转向控制器将扭矩信息和实际转角信息通过CAN总线回馈给智能驾驶的ECU控制器。5.根据权利要求4所述的基于转向干预的汽车双驾双控方法，其特征在于，所述工作模式指令包括：有助力自动驾驶，有助力人工驾驶，无助力人工驾驶。6.根据权利要求1所述的基于转向干预的汽车双驾双控方法，其特征在于，当有人工转向干预时，扭矩通过输入轴传递到扭力杆，扭力杆相对输出轴产生角向位移，输入轴和输出轴间产生角向位移差，使滑块在输出轴轴向方向移动；扭矩传感器与滑块相连，扭矩传感器将滑块位移量转换为电压信号，转向控制器接收到相应的电压信号并转化为数字量，根据扭矩CM实际变化与预设定的变化阈值S峰值比较结果向智能驾驶的ECU控制器发送切换到人工驾驶模式请求，ECU控制器返回确认指令并检测车辆自身行驶状态与环境感知状态判别是否可以进行切换，转向控制器二次检测扭矩变化率确定有人工转向干预时，向ECU控...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄敏，鹿鹏，龙刚，李翊，韩玺，刘元盛，刘以续，
申请(专利权)人：江苏保千里视像科技集团股份有限公司，北京联合大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32