一种车辆控制方法、控制器、系统、装置及存储介质与流程

1.本发明实施例涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种车辆控制方法、控制器、系统、装置及存储介质。


背景技术：

2.目前农机自动驾驶作为精准农业的一项核心关键技术，其广泛应用于耕作、播种、施肥、喷药、收货等农业生产过程。经典的农机自动驾驶关键技术包括导航位姿信息获取、导航路径规划和导航控制等。导航位姿信息的准确、可靠获取是路径规划与车体控制的前提条件；优化的导航路径可有效减少资源浪费，如减少重复、遗漏作业，减少地头转弯路径等；快速、稳定的导航控制能够应对农田复杂路面环境，实现对导航路径的准确跟踪。
3.现有的农机自动驾驶方案都需要在车辆中安装显示器和角度传感器，安装线束多且复杂，由于农田作业环节复杂，经常会存在线束被挂断的情况，同时系统部件较多，成本也较高。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种车辆控制方法、控制器、系统、装置及存储介质，以实现快速、稳定的控制车辆进行行驶，同时降低成本消耗。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种车辆控制方法，包括：
6.获取全球导航卫星系统(global navigation satellite system，gnss)模块输出的定位数据和惯性测量单元(inertial measurement unit，imu)模块输出的imu数据，基于所述定位数据和所述imu数据获得姿态角数据；
7.基于所述imu数据、电动方向盘的电机位置编码器数据以及车辆尺寸数据，获得车辆前轮转角信息；
8.基于所述定位数据、所述姿态角数据、所述车辆尺寸数据、所述车辆前轮转角信息以及规划路径数据，获得车辆前轮的目标转角信息；
9.基于所述目标转角信息生成目标控制信息，将所述目标控制信息发送给所述电动方向盘，以使所述电动方向盘基于所述目标控制信息进行转动。
10.第二方面，本发明实施例还提供了一种一体化控制器，所述控制器包括：
11.移动通信信号接收器，用于接收基站或者服务器发送的差分信息，将所述差分信息发送给gnss模块；
12.gnss模块，用于基于所述差分信息获得定位数据；
13.imu模块，用于获得imu数据；
14.中央处理器，用于基于所述定位数据和所述imu数据获得姿态角数据；基于所述imu数据、电动方向盘的电机位置编码器数据以及车辆尺寸数据，获得车辆前轮转角信息；基于所述定位数据、所述姿态角数据、所述车辆尺寸数据、所述车辆前轮转角信息以及规划路径数据，获得车辆前轮的目标转角信息；基于所述目标转角信息生成目标控制信息，将所
述目标控制信息发送给所述电动方向盘，以使所述电动方向盘基于所述目标控制信息进行转动。
15.第三方面，本发明实施例还提供了一种农机自动驾驶系统，包括一体化控制器、手柄和电动方向盘，所述系统用于执行如本发明实施例中任一所述的车辆控制方法。
16.第四方面，本发明实施例还提供了一种车辆控制装置，该装置包括：
17.数据获取模块，用于获取全球导航卫星系统gnss模块输出的定位数据和惯性测量单元imu模块输出的imu数据，基于所述定位数据和所述imu数据获得姿态角数据；
18.车辆前轮转角确定模块，用于基于所述imu数据、电动方向盘的电机位置编码器数据以及车辆尺寸数据，获得车辆前轮转角信息；
19.目标转角确定模块，用于基于所述定位数据、所述姿态角数据、所述车辆尺寸数据、所述车辆前轮转角信息以及规划路径数据，获得车辆前轮的目标转角信息；
20.方向盘控制模块，用于基于所述目标转角信息生成目标控制信息，将所述目标控制信息发送给所述电动方向盘，以使所述电动方向盘基于所述目标控制信息进行转动。
21.第五方面，本发明实施例还提供了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如本发明实施例中任一所述的车辆控制方法。
22.本发明实施例通过gnss得到精确到厘米级的定位数据，通过imu得到imu数据，基于定位数据和imu数据得到姿态角数据。通过电机位置编码器数据、imu数据和车辆尺寸数据，得到车辆前轮转角信息。进一步基于定位数据、姿态角数据、车辆尺寸数据、车辆前轮转角信息以及规划路径数据，得到电动方向盘的目标转角信息；最后基于目标转角信息生成目标控制信息，将目标控制信息发送给电动方向盘，以使电动方向盘基于目标控制信息进行转动。本发明实施例可以获取到精准、可靠的导航位姿信息，当环境路面情况复杂时，能快速、稳定的对车辆的行驶状态进行控制。不需要使用传统显示器以及角度传感器，易于硬件设施的安装和维护，极大降低了成本消耗。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
24.图1为本发明实施例一提供的一种车辆控制方法的流程图；
25.图2为本发明实施例一提供的电动方向盘校准的示意图；
26.图3为本发明实施例一提供的手柄按键示意图；
27.图4为本发明实施例二提供的另一种车辆控制方法的流程图；
28.图5为本发明实施例二提供的获得车辆前轮转角信息的示意图；
29.图6为本发明实施例三提供的另一种车辆控制方法的流程图；
30.图7为本发明实施例三提供的另一种获得车辆前轮转角信息的示意图；
31.图8为本发明实施例四提供的一种一体化控制器的结构示意图；
32.图9为本发明实施例四中的一种农机自动驾驶系统结构示意图；
33.图10为本发明实施例五提供的农机自动驾驶系统的作业流程图；
34.图11为本发明实施例六提供的一种车辆控制装置结构示意图。
具体实施方式
35.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
36.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.实施例一
38.图1为本发明实施例一提供的一种车辆控制方法的流程图，本实施例可适用于控制车辆自动驾驶的情况，该方法可以由本发明实施例中的车辆控制装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，如图1所示，该方法具体包括如下步骤：
39.s110，获取全球导航卫星系统(gnss)模块输出的定位数据和惯性测量单元(imu)模块输出的imu数据，基于定位数据和imu数据获得姿态角数据。
40.gnss泛指所有的卫星导航系统，具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时功能。本发明实施例中，gnss模块既支持gnss定位，也支持gnss定向。gnss定向可以确定空间两点形成的几何矢量在给定坐标系下的指向。利用gnss接收天线可以接收gnss输出的定位数据。其中，定位数据包括位置定位信息和定向信息。gnss模块还支持实时差分定位(real-time kinematic，rtk)、星基增强系统(satellite-based augmentation system，sbas)、差分全球定位系统(differential global position system，dgps)以及精密单点定位技术(precise point positioning，ppp)等增强模式。imu可以用于检测和测量加速度与旋转运动状态。本发明实施例中，imu可以采集并输出imu数据，imu数据包括车体转动角速度、车体加速度。进一步地，基于gnss定位数据和imu数据计算出姿态角数据。其中，姿态角数据包括航向角、俯仰角和横滚角等。通常可以按航向角、俯仰角和横滚角的顺序来表示机体坐标系相对地理坐标系的空间转动。
41.s120，基于imu数据、电动方向盘的电机位置编码器数据以及车辆尺寸数据，获得车辆前轮转角信息。
42.其中，电动方向盘的电机位置编码器数据表示当前电动方向盘的转动位置。车辆尺寸数据包括车体前后轴距离、后轮轴高度、前轮轴距、天线至中轴线间距、天线相对中轴的位置、天线至后轴间距、天线相对后轴的位置、天线高度和作业幅宽等。车辆尺寸数据可以用于建立车辆运动学模型和数据修正。
43.具体的，可以通过手机、平板等终端设备录入车辆尺寸信息，并对电动方向盘进行校准。图2为本发明实施例一提供的电动方向盘校准的示意图，如图2所示。对电动方向盘进行校准的具体过程如步骤1-步骤6所述。其中，校准过程需要约长100米，宽10米的空旷、平整的硬质地面。
44.步骤1、设置ab线，ab两点间的距离应大于70米。
45.步骤2、设定完ab线后，手动调头，将车辆停在b处，车头朝向a点。
46.步骤3、保持2km/h的速度匀速向前行驶，自动驾驶到a点。
47.步骤4、手动调头，将车辆停在a点处，车头朝向b点。
48.步骤5、保持2km/h的速度匀速向前行驶，自动驾驶到b点。
49.步骤6、完成校准。
50.图3为本发明实施例一提供的手柄按键示意图，如图3所示，手柄中包含至少三个按键。在实际作业过程中，auto按键控制自动驾驶状态的开启和关闭。手柄上的按键“a”和按键“b”，控制a、b两点的直线路径规划操作。对电动方向盘进行校准后，可以在终端设备上进行安装偏移校准，安装偏移校准可以消除相关安装误差。通过上述步骤对电动方向盘进行校准，可以建立执行机构系统辨识，即建立方向盘转动角度与车辆前轮转动角度的函数关系。
51.具体的，根据imu数据、电动方向盘的电机位置编码器数据以及车辆尺寸数据，获得车辆前轮转角信息。其中，车辆前轮转角信息是当前车辆前轮的转角角度、转角方向等信息。
52.s130，基于定位数据、姿态角数据、车辆尺寸数据、车辆前轮转角信息以及规划路径数据，获得车辆前轮的目标转角信息。
53.其中，规划路径数据可以通过wifi、蓝牙或者移动通信数据链，以网页访问的形式得到。可以通过手机导入规划路径数据，也可以通过用户操作手柄按键得到规划路径数据。具体的，将定位数据、姿态角数据、车辆尺寸数据、车辆前轮转角信息以及规划路径数据，输入车辆运动学模型，获得模型输出的车辆前轮的目标转角信息。其中，车辆前轮的目标转角信息包括车辆前轮在下一时刻应该转动的角度信息和方向信息。
54.s140，基于目标转角信息生成目标控制信息，将目标控制信息发送给电动方向盘，以使电动方向盘基于目标控制信息进行转动。
55.其中，目标转角信息是方向盘控制车辆前轮应该转动的角度信息。根据目标转角信息可以生成目标控制信息。本方案实施例中，可选的，基于目标转角信息生成目标控制信息，包括步骤a1-a2:
56.步骤a1：获取预先设置的方向盘转动角度与车辆前轮转动角度的函数关系。
57.具体的，通过转动电动方向盘，可以控制车辆前轮转动。电动方向盘转动的角度与前轮转动角度存在着一定的函数关系，并且该函数关系可以通过前述对电动方向盘的校准过程获得。已知电动方向盘的转动角度就可以得到车辆前轮转动的角度，已知车辆前轮转动的角度也可以得到电动方向盘的转动角度。
58.步骤a2：基于函数关系确定目标转角信息对应的目标方向盘转动角度，基于目标方向盘转动角度生成目标控制信息。
59.其中，目标转角信息包括车辆前轮应该转动的角度信息和车辆前轮应该转动的方向信息。目标方向盘轮转动角度是电动方向盘应该转动的角度。如步骤a1所述，得知车辆前轮应该转动的角度信息后，基于预设的函数关系，可以得到电动方向盘的转动角度即目标方向盘轮转动角度。其中，目标控制信息包括目标方向盘转动角度。具体的，得到目标方向盘转动角度后，进一步生成目标控制信息，控制电动方向盘基于目标控制信息进行转动。
60.通过上述步骤使电动方向盘基于目标控制信息进行转动，可以精确、快速控制车辆按照路径规划信息行驶，实现车辆的自动驾驶。
61.本实施例的技术方案，通过获取全球导航卫星系统gnss模块输出的定位数据和惯
性测量单元imu模块输出的imu数据，基于定位数据和imu数据获得姿态角数据；基于imu数据、电动方向盘的电机位置编码器数据以及车辆尺寸数据，获得车辆前轮转角信息；基于定位数据、姿态角数据、车辆尺寸数据、车辆前轮转角信息以及规划路径数据，获得电动方向盘的目标转角信息；基于目标转角信息生成目标控制信息，将目标控制信息发送给电动方向盘，以使电动方向盘基于目标控制信息进行转动。本实施例的技术方案，可以获取到精确到厘米级的gnss定位数据，可以通过移动终端设置车辆参数、校准以及设计路径规划数据，设置完后可脱离终端进行车辆自动驾驶；通过手柄按键能实现定点导航线控制以及开启和关闭自动驾驶功能；易于安装和维护，极大降低了消耗成本；减少了自动驾驶系统的硬件损坏率，能快速、稳定的对车辆的行驶状态进行控制。
62.实施例二
63.图4为本发明实施例二提供的一种车辆控制方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础对获得车辆前轮转角信息的方法进行细化。如图4所示，本实施例的方法具体包括如下步骤：
64.s210，获取电动方向盘的电机位置编码器数据、车辆速度信息、根据imu数据确定的车体角速度和车体前后轴距离。
65.其中，电动方向盘的电机位置编码器数据包括当前电动方向盘的转动位置、转动角度和转动速度等数据。车辆速度信息包括当前车辆行驶的速度和方向信息。电动方向盘的电机位置编码器数据可以通过电机位置编码器得到。在车辆启动后，车辆速度信息可以通过gnss模块实时输出的数据确定。在s110中，可以获取到imu数据，imu数据包括车体转动角速度。当车辆速度增加达到预设的阈值时，利用历史imu数据均值信息可以判定车辆前进和倒车状态，均值信息为正，则车辆处于前进状态，均值信息为负，则车辆处于为倒车状态。在s120中，可以获取车辆尺寸数据，车辆尺寸数据包括车体前后轴距离。
66.s220，基于车辆速度信息、车体角速度和车体前后轴距离，确定前轮观测角度。
67.本方案实施例中，可选的，根据车辆速度信息、车体角速度和车体前后轴距离，确定前轮观测角度，可通过如下公式：
[0068][0069]
其中，l为车体前后轴距离，v
gnss
为车辆速度信息，为车体角速度，w为前轮观测角度。
[0070]
通过车辆速度信息、车体角速度和车体前后轴距离，可以计算出前轮观测角度，计算方法简单，计算所需数据易于获取，并且能够提高车辆自动驾驶数据的精确度。
[0071]
s230，基于电机位置编码器数据和前轮观测角度，获得车辆前轮转角信息。
[0072]
在计算出前轮观测角度后，基于电机位置编码器数据和前轮观测角度，获得车辆前轮转角信息。本方案实施例中，可选的，获得车辆前轮转角信息包括步骤b1-步骤b2：
[0073]
步骤b1：基于电机位置编码器数据确定车辆前轮角速度。
[0074]
本方案实施例中，可选的，基于电机位置编码器数据确定车辆前轮角速度，包括步骤b11-步骤b13：
[0075]
步骤b11：基于导入的死区值对电机位置编码器数据进行死区修正。
[0076]
电机位置编码器数据包括当前电动方向盘的转动位置、转动角度和转动速度等数
据。电机位置编码器在产生上述数据的过程中，电机位置编码器会产生控制信号死区。可以基于死区值对电机位置编码器数据进行死区修正。其中死区值可以通过终端设备导入得到，如手机、平板和笔记本电脑等。通过调整死区值，可以对电机位置编码器数据进行死区修正。
[0077]
步骤b12：根据修正后的电机位置编码器数据确定电动方向盘的位置增量，根据位置增量和采样周期，确定电动方向盘的角速度。
[0078]
其中，电动方向盘的位置增量是电动方向盘当前时刻相对于前一时刻的位置移动量。电机位置编码器会按照一定的频率对电动方向盘的转向角度进行采样，采样周期是采样时间间隔。根据位置增量和采样周期，可以确定电动方向盘的角速度。示例的，电动方向盘的位置增量为s，采样周期为t，则角速度＝s/t。
[0079]
步骤b13：根据电动方向盘的角速度和预先设置的方向盘转动角度与车辆前轮转动角度的函数关系，确定车辆前轮角速度。
[0080]
通过上述步骤确定车辆前轮角速度的方法，可适用于确定轮式转向拖拉机的前轮角速度，满足轮式转向拖拉机的作业需求。
[0081]
具体的，如s140所述，利用预先设置的电动方向盘的转动角度和车辆前轮转动角度之间的函数关系，可以确定目标车辆前轮转动角度。进一步的，根据电动方向盘的角速度和函数关系，可以确定车辆前轮角速度。
[0082]
步骤b2：采用滤波器模型，根据车辆前轮角速度和前轮观测角度，获得车辆前轮转角信息。
[0083]
其中，滤波器模型可以是卡尔曼滤波。卡尔曼滤波可以利用线性系统状态方程，通过系统输入输出观测数据，对系统状态进行最优估计的算法。本方案实施例中，可以根据角度跟踪算法构建卡尔曼滤波器模型。将车辆前轮角速度和前轮观测角度输入卡尔曼滤波模型，进行卡尔曼滤波器运算，从而实时输出车辆前轮转角信息。
[0084]
通过上述步骤确定车辆前轮转角信息，建立卡尔曼滤波模型，可以实时输出精确的车辆前轮转角信息。
[0085]
图5为本发明实施例提供的获得车辆前轮转角信息的示意图，如图5所示。根据车体前后轴距离、车辆速度信息和车体角速度得到前轮观测角度；对电机位置编码器数据进行死区修正；通过滤波器模型，得到车辆前轮转角信息。
[0086]
本实施例的技术方案，通过获取电动方向盘的电机位置编码器数据、车辆速度信息、根据imu数据确定的车体角速度和车体前后轴距离；基于车辆速度信息、车体角速度和车体前后轴距离，确定前轮观测角度；基于电机位置编码器数据和前轮观测角度，获得车辆前轮转角信息。可以利用前进倒车判断算法，对车辆的前进或倒车状态进行区分，通过适用于确定轮式转向拖拉机的前轮角速度的方法，满足轮式转向拖拉机的作业需求。使得本实施例的技术方案便于推广和使用。
[0087]
实施例三
[0088]
图6为本发明实施例三提供的另一种车辆控制方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础对获得车辆前轮转角信息的方法进行细化。如图6所示，本实施例的方法具体包括如下步骤：
[0089]
s310，获取电动方向盘的电机位置编码器数据、车辆速度信息、根据imu数据确定
的车体角速度和车体前后轴距离。
[0090]
s320，基于车辆速度信息、车体角速度和车体前后轴距离，确定前轮观测角度。
[0091]
s330，基于电机位置编码器数据和前轮观测角度，获得车辆前轮转角信息。
[0092]
本方案实施例中，可选的，基于电机位置编码器数据和前轮观测角度，获得车辆前轮转角信息，包括步骤c1-步骤c2：
[0093]
步骤c1：根据前轮观测角度和预先设置的方向盘转动角度与车辆前轮转动角度的函数关系，对电机位置编码器数据中的中位值进行补偿。
[0094]
具体的，首先根据方向盘转动角度与车辆前轮转动角度的函数关系，可以得到前轮观测角度对应的方向盘转动角度。然后利用该方向盘转动角度对电机位置编码器数据进行中位补偿，具体检测电机位置编码器数据中的中位值与该方向盘转动角度是否有偏差，如果存在偏差，则对电机位置编码器数据中的中位值进行补偿。
[0095]
步骤c2：基于补偿后的电机位置编码器数据以及预先设置的方向盘转动角度与车辆前轮转动角度的函数关系，获得车辆前轮转角信息。
[0096]
具体的，利用预先设置的方向盘转动角度与车辆前轮转动角度的函数关系，可以计算出车辆前轮转动角度。进一步地，获得车辆前轮转角信息。其中，车辆前轮转角信息包括车辆前轮转动角度和车辆前轮转动方向。
[0097]
通过上述步骤确定车辆前轮转角信息的方法，可适用于确定插秧机的前轮转角信息，满足插秧机的作业需求。
[0098]
图7为本发明实施例三提供的另一种获得车辆前轮转角信息的示意图，如图7所示。根据车体前后轴距离、车辆速度信息和车体角速度得到前轮观测角度；对电机位置编码器数据进行中位补偿；得到车辆前轮转角信息。
[0099]
本实施例的技术方案，通过获取电动方向盘的电机位置编码器数据、车辆速度信息、根据imu数据确定的车体角速度和车体前后轴距离；基于车辆速度信息、车体角速度和车体前后轴距离，确定前轮观测角度；基于电机位置编码器数据和前轮观测角度，获得车辆前轮转角信息。通过适用于确定插秧机的前轮转角信息的方法，满足插秧机的作业需求。使得本实施例的技术方案便于推广和使用。
[0100]
实施例四
[0101]
图8为本发明实施例四提供的一种一体化控制器的结构示意图。如图8所示，所述一体化控制器具体包括：
[0102]
移动通信信号接收器，用于接收基站或者服务器发送的差分信息，将所述差分信息发送给gnss模块；
[0103]
gnss模块，用于基于所述差分信息获得定位数据；
[0104]
imu模块，用于获得imu数据；
[0105]
中央处理器，用于基于所述定位数据和所述imu数据获得姿态角数据；基于所述imu数据、电动方向盘的电机位置编码器数据以及车辆尺寸数据，获得车辆前轮转角信息；基于所述定位数据、所述姿态角数据、所述车辆尺寸数据、所述车辆前轮转角信息以及规划路径数据，获得车辆前轮的目标转角信息；基于所述目标转角信息生成目标控制信息，将所述目标控制信息发送给所述电动方向盘，以使所述电动方向盘基于所述目标控制信息进行转动。
[0106]
可选的，中央处理器具体用于：
[0107]
获取电动方向盘的电机位置编码器数据、车辆速度信息、根据所述imu数据确定的车体角速度和车体前后轴距离；
[0108]
基于所述车辆速度信息、所述车体角速度和所述车体前后轴距离，确定前轮观测角度；
[0109]
基于所述电机位置编码器数据和所述前轮观测角度，获得车辆前轮转角信息。
[0110]
其中，所述中央处理器还用于：
[0111]
基于所述电机位置编码器数据确定车辆前轮角速度；
[0112]
采用滤波器模型，根据所述车辆前轮角速度和所述前轮观测角度，获得车辆前轮转角信息。
[0113]
其中，所述中央处理器还用于：
[0114]
基于导入的死区值对所述电机位置编码器数据进行死区修正；
[0115]
根据修正后的电机位置编码器数据确定所述电动方向盘的位置增量，根据所述位置增量和采样周期，确定所述电动方向盘的角速度；
[0116]
根据所述电动方向盘的角速度和预先设置的方向盘转动角度与车辆前轮转动角度的函数关系，确定车辆前轮角速度。
[0117]
可选的，所述中央处理器具体用于：
[0118]
根据所述前轮观测角度和预先设置的方向盘转动角度与车辆前轮转动角度的函数关系，对所述电机位置编码器数据中的中位值进行补偿；
[0119]
基于补偿后的电机位置编码器数据以及预先设置的方向盘转动角度与车辆前轮转动角度的函数关系，获得车辆前轮转角信息。
[0120]
其中，中央处理器还用于：
[0121]
采用如下公式确定前轮观测角度：
[0122][0123]
其中，w为前轮观测角度，l为车体前后轴距离，v
gnss
为车辆速度信息，为车体角速度。
[0124]
其中，一体化控制器可以外接独立的gnss天线，实现双天线定向测姿。其中双天线可以是gnss模块的双天线，并且双天线在一条线路上，定向测资包括航向角和俯仰角。
[0125]
实施例五
[0126]
图9为本发明实施例五中的一种农机自动驾驶系统结构示意图，如图9所示。该系统包括一体化控制器、手柄和电动方向盘。
[0127]
具体的，所述手柄用于，基于用户操作进行自动驾驶状态的开启和关闭，和/或，将用户设置的规划路径数据发送给所述中央处理器；
[0128]
所述电动方向盘用于，基于接收的所述目标控制信息进行转动，以带动车辆前轮转动。
[0129]
其中，所述手柄和电动方向盘通过控制器局域网络(controller area network，can)连接。
[0130]
可选的，所述系统还包括：
[0131]
移动终端，与所述一体化控制器通信连接，用于通过网页访问的形式进行路径规划、车辆校准、参数设置、参数调整和开启或关闭自动驾驶中的至少一项操作。
[0132]
其中，移动终端可以是手机，平板和笔记本电脑等设备。以手机为例，农机自动驾驶系统可以通过手机上的应用软件或者网页，设置车辆参数、进行机械校准、设定导航线、开启和关闭自动驾驶。其中，手机可以通过蓝牙、wifi和移动网络等任意一种方式连接一体化控制器。
[0133]
具体的，电动方向盘包括转向驱动电机模块，固定架模块，夹具模块，套筒模块和方向盘圈模块几个部分。其中，固定架模块可以安装在转向驱动电机底部的固定位置，并通过配套夹具紧固在转向杆上。
[0134]
图10为本发明实施例五提供的农机自动驾驶系统的作业流程图，如图10所示。获取gnss模块输出的定位数据、imu数据和电机位置编码器数据；基于定位数据和imu数据获得姿态角数据；基于安装偏移校准数据对定位数据和姿态角数据进行校准修正；基于imu数据、车辆尺寸信息和电机位置编码器数据得到车辆前轮转角信息；进一步基于执行机构系统辨识参数、修正后的定位数据和姿态角数据、车辆尺寸信息、车辆前轮转角信息以及规划路径数据生成目标控制信息，实现对车辆的自动驾驶。具体的，将修正后的定位数据和姿态角数据、车辆尺寸信息、车辆前轮转角信息以及规划路径数据输入车辆运动学模型，得到模型输出的车辆前轮的目标转角信息；根据目标转角信息和执行机构系统辨识参数确定目标方向盘转动角度，基于所述目标方向盘转动角度生成目标控制信息，将目标控制信息发送给电动方向盘，以使电动方向盘基于目标控制信息进行转动。上述产品可执行本发明任意实施例所提供的车辆控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
[0135]
实施例六
[0136]
图11为本发明实施例六提供的一种车辆控制装置结构示意图，本实施例可适用于控制车辆自动驾驶的情况，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，该装置可集成在任何提供车辆控制方法的功能的设备中，如图11所示，所述车辆控制的装置具体包括：
[0137]
数据获取模块610，用于获取全球导航卫星系统gnss模块输出的定位数据和惯性测量单元imu模块输出的imu数据，基于所述定位数据和所述imu数据获得姿态角数据；
[0138]
车辆前轮转角确定模块620，用于基于所述imu数据、电动方向盘的电机位置编码器数据以及车辆尺寸数据，获得车辆前轮转角信息；
[0139]
目标转角确定模块630，用于基于所述定位数据、所述姿态角数据、所述车辆尺寸数据、所述车辆前轮转角信息以及规划路径数据，获得车辆前轮的目标转角信息；
[0140]
方向盘控制模块640，用于基于所述目标转角信息生成目标控制信息，将所述目标控制信息发送给所述电动方向盘，以使所述电动方向盘基于所述目标控制信息进行转动。
[0141]
可选的，所述车辆前轮转角确定模块620，具体包括：
[0142]
第一确定单元：用于获取电动方向盘的电机位置编码器数据、车辆速度信息、根据所述imu数据确定的车体角速度和车体前后轴距离；
[0143]
第二确定单元：基于所述车辆速度信息、所述车体角速度和所述车体前后轴距离，确定前轮观测角度；
[0144]
车辆前轮转角信息获取单元：用于基于所述电机位置编码器数据和所述前轮观测角度，获得车辆前轮转角信息。
[0145]
可选的，所述车辆前轮转角信息获取单元，具体包括：
[0146]
车辆前轮角速度子单元：用于基于所述电机位置编码器数据确定车辆前轮角速度；
[0147]
第一转角确定子单元，用于采用滤波器模型，根据所述车辆前轮角速度和所述前轮观测角度，获得车辆前轮转角信息。
[0148]
可选的，车辆前轮角速度子单元，具体用于：
[0149]
基于导入的死区值对所述电机位置编码器数据进行死区修正；
[0150]
根据修正后的电机位置编码器数据确定所述电动方向盘的位置增量，根据所述位置增量和采样周期，确定所述电动方向盘的角速度；
[0151]
根据所述电动方向盘的角速度和预先设置的方向盘转动角度与车辆前轮转动角度的函数关系，确定车辆前轮角速度。
[0152]
可选的，所述车辆前轮转角信息获取单元，具体包括：
[0153]
中位补偿子单元，用于根据所述前轮观测角度和预先设置的方向盘转动角度与车辆前轮转动角度的函数关系，对所述电机位置编码器数据中的中位值进行补偿；
[0154]
第二转角确定子单元，用于基于补偿后的电机位置编码器数据以及预先设置的方向盘转动角度与车辆前轮转动角度的函数关系，获得车辆前轮转角信息。
[0155]
可选的，所述第二确定单元，具体用于：采用如下公式确定前轮观测角度：
[0156][0157]
其中，l为车体前后轴距离，v
gnss
为车辆速度信息，为车体角速度。
[0158]
可选的，方向盘控制模块640，具体用于：
[0159]
获取预先设置的方向盘转动角度与车辆前轮转动角度的函数关系；
[0160]
基于所述函数关系确定所述目标转角信息对应的目标方向盘转动角度，基于所述目标方向盘转动角度生成目标控制信息。
[0161]
上述产品可执行本发明任意实施例所提供的车辆控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
[0162]
实施例七
[0163]
本发明实施例七提供了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如本技术所有发明实施例提供的车辆控制方法：获取全球导航卫星系统gnss模块输出的定位数据和惯性测量单元imu模块输出的imu数据，基于所述定位数据和所述imu数据获得姿态角数据；基于所述imu数据、电动方向盘的电机位置编码器数据以及车辆尺寸数据，获得车辆前轮转角信息；基于所述定位数据、所述姿态角数据、所述车辆尺寸数据、所述车辆前轮转角信息以及规划路径数据，获得车辆前轮的目标转角信息；基于所述目标转角信息生成目标控制信息，将所述目标控制信息发送给所述电动方向盘，以使所述电动方向盘基于所述目标控制信息进行转动。
[0164]
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机
磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
[0165]
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
[0166]
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
[0167]
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0168]
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。