本發(fā)明涉及汽車智能駕駛技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

無(wú)人駕駛系統(tǒng)主要包括環(huán)境感知、規(guī)劃決策、控制執(zhí)行等幾個(gè)主要系統(tǒng)或部件，其實(shí)現(xiàn)集中運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、通訊、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù)。雖然無(wú)人駕駛的核心技術(shù)——人工智能從提出到現(xiàn)在已經(jīng)過(guò)了60年的時(shí)間，但在智能汽車領(lǐng)域，自動(dòng)駕駛完全代替人工駕駛?cè)匀恍枰^長(zhǎng)的一段時(shí)間，甚至其必要性也需要經(jīng)過(guò)充分的論證，而人工駕駛與自動(dòng)駕駛（即雙駕）并存必將成為在智能汽車發(fā)展過(guò)程中駕駛形式的一種常態(tài)。對(duì)于城市道路下的智能汽車，其完全產(chǎn)業(yè)化目前尚需攻克大量的關(guān)鍵技術(shù)，但限定于某些特殊應(yīng)用背景下，如園區(qū)接駁、園區(qū)物流、房產(chǎn)觀光、定點(diǎn)巡邏等領(lǐng)域，強(qiáng)約束條件下的場(chǎng)地內(nèi)專用智能電動(dòng)車卻是可以較快服務(wù)于社會(huì)生產(chǎn)與生活的。

在智能車的底層改造過(guò)程中，主要包括底層速度、檔位、制動(dòng)與轉(zhuǎn)向四大執(zhí)行機(jī)構(gòu)的改造，在車輛工作于有人值守的自動(dòng)駕駛模式下，如有特殊情況或緊急情況發(fā)生需要人工干預(yù)時(shí)，如經(jīng)過(guò)急彎行駛突然有人或動(dòng)物等沖出而車輛來(lái)不及減速、換方向等操作時(shí)，在自動(dòng)駕駛模式下，車輛的制動(dòng)與轉(zhuǎn)向時(shí)間一般大于人工操作的情況，而車輛如果以較快的速度經(jīng)過(guò)急彎時(shí)傳感器對(duì)于突然出現(xiàn)的移動(dòng)物體從檢測(cè)到至上層決策指揮底層執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等動(dòng)作所預(yù)留的時(shí)間將比較短，而無(wú)論是轉(zhuǎn)向還是制動(dòng)，都存在轉(zhuǎn)角時(shí)間和制動(dòng)距離（與制動(dòng)時(shí)間成正比）的要求，這就造成了制動(dòng)、轉(zhuǎn)向動(dòng)作有執(zhí)行不完全而引發(fā)事故的可能性。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控方法及系統(tǒng)，旨在通過(guò)轉(zhuǎn)向干預(yù)為激勵(lì)源實(shí)現(xiàn)可自由切換的雙駕雙控，實(shí)現(xiàn)了電控轉(zhuǎn)向助力，并可通過(guò)監(jiān)測(cè)扭矩信息進(jìn)行智能車的雙駕雙控，在人工控制的人工駕駛和ecu控制的自動(dòng)駕駛進(jìn)行切換，提高了實(shí)際使用過(guò)程中人員和車輛的安全性，使得在一定場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)人工駕駛和自動(dòng)駕駛自由、便捷的切換。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：

一種基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控方法，其中，所述方法包括：

步驟a，通過(guò)智能駕駛的ecu控制器接收上位機(jī)的指令，判斷有無(wú)轉(zhuǎn)向干預(yù)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式同時(shí)進(jìn)行或者切換；

步驟b，當(dāng)處于人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式同時(shí)進(jìn)行的狀態(tài)時(shí)，接收駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)向的操作指令和自動(dòng)駕駛輸出的輔助力，協(xié)助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱；

步驟c，當(dāng)處于自動(dòng)駕駛模式狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)向角度由上位機(jī)通過(guò)ecu控制器發(fā)送給轉(zhuǎn)向控制器，自動(dòng)控制輸出軸進(jìn)行轉(zhuǎn)向，并讀取轉(zhuǎn)角傳感器的回饋值，將實(shí)際轉(zhuǎn)角發(fā)送給ecu控制器。

所述的基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控方法，其中，所述步驟a具體包括：

步驟a1，預(yù)先在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)增加轉(zhuǎn)角傳感器和用于智能駕駛支持can總線線控的轉(zhuǎn)向控制器，或者通過(guò)修改支持can總線的原eps控制器硬件的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制；

步驟a2，通過(guò)智能駕駛的ecu控制器接收上位機(jī)的指令，判斷有無(wú)轉(zhuǎn)向干預(yù)的出現(xiàn)控制原車控制信號(hào)和ecu控制器自動(dòng)控制信號(hào)的切換；

步驟a3，控制實(shí)現(xiàn)人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式同時(shí)進(jìn)行，或者在人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式之間進(jìn)行切換。

所述的基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控方法，其中，所述步驟b具體包括：

步驟b1，當(dāng)處于人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式同時(shí)進(jìn)行的狀態(tài)時(shí)，接收駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)向的操作指令，扭矩通過(guò)輸入軸傳遞到扭力桿，扭矩傳感器感受電壓變化后傳送到轉(zhuǎn)向控制器；

步驟b2，轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)扭矩傳感器檢測(cè)到的扭矩信號(hào)和ecu控制器通過(guò)can總線發(fā)送的車速信號(hào)以及反饋電動(dòng)機(jī)電壓和電流信號(hào)；

步驟b3，判斷車輛的轉(zhuǎn)向狀態(tài)，向電動(dòng)機(jī)發(fā)出控制指令，給電動(dòng)機(jī)一定占空比的電壓，使電動(dòng)機(jī)按方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和方向產(chǎn)生相應(yīng)大小的輔助力，通過(guò)蝸輪、蝸桿傳遞給輸出軸，協(xié)助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱。

所述的基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控方法，其中，所述步驟c具體包括：

步驟c1，當(dāng)處于自動(dòng)駕駛模式狀態(tài)時(shí)，智能駕駛的ecu控制器通過(guò)can總線向轉(zhuǎn)向控制器發(fā)送轉(zhuǎn)向角度數(shù)據(jù)、車速數(shù)據(jù)和工作模式指令；

步驟c2，轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)ecu控制器的指令和數(shù)據(jù)向電動(dòng)機(jī)發(fā)出控制指令，電動(dòng)機(jī)按照相應(yīng)的角度和方向通過(guò)蝸輪蝸桿傳遞給輸出軸，進(jìn)行轉(zhuǎn)向；

步驟c3，轉(zhuǎn)角傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)方向管柱的實(shí)際轉(zhuǎn)角并反饋給轉(zhuǎn)向控制器，同時(shí)扭矩傳感器將實(shí)時(shí)檢測(cè)的扭矩偏移量發(fā)送給轉(zhuǎn)向控制器，轉(zhuǎn)向控制器將扭矩信息和實(shí)際轉(zhuǎn)角信息通過(guò)can總線回饋給智能駕駛的ecu控制器。

所述的基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控方法，其中，所述工作模式指令包括：有助力自動(dòng)駕駛，有助力人工駕駛，無(wú)助力人工駕駛。

所述的基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控方法，其中，當(dāng)有人工轉(zhuǎn)向干預(yù)時(shí)，扭矩通過(guò)輸入軸傳遞到扭力桿，扭力桿相對(duì)輸出軸產(chǎn)生角向位移，輸入軸和輸出軸間產(chǎn)生角向位移差，使滑塊在輸出軸軸向方向移動(dòng)；扭矩傳感器與滑塊相連，扭矩傳感器將滑塊位移量轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)向控制器接收到相應(yīng)的電壓信號(hào)并轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，根據(jù)扭矩cm實(shí)際變化與預(yù)設(shè)定的變化閾值s峰值比較結(jié)果向智能駕駛的ecu控制器發(fā)送切換到人工駕駛模式請(qǐng)求，ecu控制器返回確認(rèn)指令并檢測(cè)車輛自身行駛狀態(tài)與環(huán)境感知狀態(tài)判別是否可以進(jìn)行切換，轉(zhuǎn)向控制器二次檢測(cè)扭矩變化率確定有人工轉(zhuǎn)向干預(yù)時(shí)，向ecu控制器發(fā)送模式切換確認(rèn)請(qǐng)求，ecu控制器經(jīng)上位機(jī)決策確認(rèn)切換到人工駕駛模式后，控制車輛停車并切換到人工駕駛模式。

所述的基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控方法，其中，在處于人工駕駛模式下，當(dāng)駕駛員釋放方向盤時(shí)，扭矩實(shí)際變化率趨近于0，遠(yuǎn)低于預(yù)設(shè)定的變化閾值s峰值，同時(shí)扭矩cm接近于0，轉(zhuǎn)向控制器向ecu控制器發(fā)送切換到自動(dòng)駕駛模式請(qǐng)求，ecu控制器檢測(cè)車輛狀態(tài)并傳送給上位機(jī)，上位機(jī)在確認(rèn)車輛狀態(tài)與環(huán)境感知狀態(tài)適于切換到自動(dòng)駕駛模式后，發(fā)送切換到自動(dòng)駕駛模式指令。

一種基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括：

ecu控制器，用于接收上位機(jī)的指令，判斷有無(wú)轉(zhuǎn)向干預(yù)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式同時(shí)進(jìn)行或者切換；

轉(zhuǎn)向控制器，用于智能駕駛支持can總線線控；

轉(zhuǎn)角傳感器；用于實(shí)時(shí)檢測(cè)方向管柱的實(shí)際轉(zhuǎn)角并反饋給轉(zhuǎn)向控制器；

扭矩傳感器，用于當(dāng)扭矩通過(guò)輸入軸傳遞到扭力桿時(shí)感受電壓變化后傳送到轉(zhuǎn)向控制器；

電動(dòng)機(jī)，用于接收控制指令，根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和方向產(chǎn)生相應(yīng)大小的輔助力；

所述轉(zhuǎn)角傳感器分別與所述扭矩傳感器和電動(dòng)機(jī)連接，所述扭矩傳感器和電動(dòng)機(jī)分別與所述轉(zhuǎn)向控制器連接，所述轉(zhuǎn)向控制器通過(guò)can總線與所述ecu控制器連接；

通過(guò)所述ecu控制器接收上位機(jī)的指令，當(dāng)處于人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式同時(shí)進(jìn)行的狀態(tài)時(shí)，接收駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)向的操作指令，扭矩通過(guò)輸入軸傳遞到扭力桿，扭矩傳感器感受電壓變化后傳送到轉(zhuǎn)向控制器；轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)扭矩傳感器檢測(cè)到的扭矩信號(hào)和ecu控制器通過(guò)can總線發(fā)送的車速信號(hào)以及反饋電動(dòng)機(jī)電壓和電流信號(hào)，判斷車輛的轉(zhuǎn)向狀態(tài)，向驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出控制指令，給電動(dòng)機(jī)一定占空比的電壓，使電動(dòng)機(jī)按方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和方向產(chǎn)生相應(yīng)大小的輔助力，通過(guò)蝸輪、蝸桿傳遞給輸出軸，協(xié)助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱；當(dāng)處于自動(dòng)駕駛模式狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)向角度由上位機(jī)通過(guò)ecu控制器發(fā)送給轉(zhuǎn)向控制器，轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)收到的指令與參數(shù)向驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出控制指令，同樣通過(guò)電動(dòng)機(jī)、蝸輪、蝸桿傳遞給輸出軸進(jìn)行轉(zhuǎn)向，并讀取角度傳感器的回饋值，將實(shí)際轉(zhuǎn)角發(fā)送給ecu控制器。

所述的基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)向控制器包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、電源系統(tǒng)、模擬信號(hào)調(diào)理電路；

所述單片機(jī)用于通過(guò)can總線接收智能駕駛的ecu指令；

所述電源系統(tǒng)用于將輸入的車載12v電源轉(zhuǎn)換為單片機(jī)和模擬信號(hào)調(diào)理電路所需的電源；

所述模擬信號(hào)調(diào)理電路用于處理扭矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器輸出的傳感信號(hào)以及電動(dòng)機(jī)反饋的電壓、電流信號(hào)，得到滿足單片機(jī)電平要求的、完全符合信號(hào)電氣和邏輯特征的信號(hào)；所述模擬信號(hào)調(diào)理電路還用于將單片機(jī)輸出給離合器、電動(dòng)機(jī)的控制信號(hào)處理成符合離合器、電動(dòng)機(jī)電氣要求的控制信號(hào)與驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以作為電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的激勵(lì)源。

所述的基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控系統(tǒng)，其中，所述單片機(jī)內(nèi)部集成模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器adc和數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器dac或者外部單獨(dú)配置模數(shù)轉(zhuǎn)換與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器adc用于將經(jīng)模擬信號(hào)調(diào)理電路處理過(guò)的扭矩傳感信號(hào)與轉(zhuǎn)角傳感信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，供單片機(jī)處理；

所述單片機(jī)和模擬信號(hào)調(diào)理電路所需的電源包括：12v、5v和3.3v電源；

所述模擬信號(hào)調(diào)理電路包括：比例放大電路、含衰減器、電壓跟隨器、功率放大器。

本發(fā)明公開了公開了一種基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控方法及系統(tǒng)，所述方法包括：通過(guò)智能駕駛的ecu控制器接收上位機(jī)的指令，判斷有無(wú)轉(zhuǎn)向干預(yù)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式同時(shí)進(jìn)行或者切換；當(dāng)處于人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式同時(shí)進(jìn)行的狀態(tài)時(shí)，接收駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)向的操作指令和自動(dòng)駕駛輸出的輔助力，協(xié)助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱；當(dāng)處于自動(dòng)駕駛模式狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)向角度由上位機(jī)通過(guò)ecu控制器發(fā)送給轉(zhuǎn)向控制器，自動(dòng)控制輸出軸進(jìn)行轉(zhuǎn)向，并讀取轉(zhuǎn)角傳感器的回饋值，將實(shí)際轉(zhuǎn)角發(fā)送給ecu控制器。本發(fā)明通過(guò)轉(zhuǎn)向干預(yù)為激勵(lì)源實(shí)現(xiàn)可自由切換的雙駕雙控，實(shí)現(xiàn)了電控轉(zhuǎn)向助力，并可通過(guò)監(jiān)測(cè)扭矩信息進(jìn)行智能車的雙駕雙控，在人工控制的人工駕駛和ecu控制的自動(dòng)駕駛進(jìn)行切換，提高了實(shí)際使用過(guò)程中人員和車輛的安全性，使得在一定場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)人工駕駛和自動(dòng)駕駛自由、便捷的切換。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控方法的較佳實(shí)施例的流程圖。

圖2是本發(fā)明基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控系統(tǒng)的較佳實(shí)施例的功能原理框圖。

圖3是本發(fā)明基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控系統(tǒng)中轉(zhuǎn)向控制器的組成結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控方法的較佳實(shí)施例的流程圖。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控方法，包括以下步驟：

步驟s100，通過(guò)智能駕駛的ecu控制器接收上位機(jī)的指令，判斷有無(wú)轉(zhuǎn)向干預(yù)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式同時(shí)進(jìn)行或者切換。

進(jìn)一步地，所述步驟s100具體包括：

s101，預(yù)先在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)增加轉(zhuǎn)角傳感器和用于智能駕駛支持can總線線控的轉(zhuǎn)向控制器，或者通過(guò)修改支持can總線的原eps控制器硬件的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制；

s102，通過(guò)智能駕駛的ecu控制器接收上位機(jī)的指令，判斷有無(wú)轉(zhuǎn)向干預(yù)的出現(xiàn)控制原車控制信號(hào)和ecu控制器自動(dòng)控制信號(hào)的切換；

s103，控制實(shí)現(xiàn)人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式同時(shí)進(jìn)行，或者在人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式之間進(jìn)行切換。

本發(fā)明具體實(shí)施時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控的主要方法是在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)增加轉(zhuǎn)角傳感器并增加或替換成適用于智能駕駛支持can（can：controllerareanetwork，控制器局域網(wǎng)絡(luò)）總線線控的轉(zhuǎn)向控制器，如果原eps控制器硬件已支持can總線，也可通過(guò)修改程序而不增加或替換成新的控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。智能駕駛的ecu（ecu：electroniccontrolunit，電子控制單元，又稱“行車電腦”、“車載電腦”等，從用途上講則是汽車專用微機(jī)控制器，它和普通的電腦一樣，由微處理器（cpu）、存儲(chǔ)器（rom、ram）、輸入/輸出接口（i/o）、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（a/d）以及整形、驅(qū)動(dòng)等大規(guī)模集成電路組成，用一句簡(jiǎn)單的話來(lái)形容就是“ecu就是汽車的大腦”）控制器接收上位機(jī)的指令，在判別有無(wú)轉(zhuǎn)向干預(yù)的前提下，實(shí)現(xiàn)原車控制信號(hào)和ecu控制器自動(dòng)控制信號(hào)的合理切換，保證對(duì)應(yīng)于自動(dòng)駕駛和人工駕駛模式，相應(yīng)的控制信號(hào)輸出到轉(zhuǎn)向控制器和原車的電機(jī)控制器中。

步驟s200，當(dāng)處于人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式同時(shí)進(jìn)行的狀態(tài)時(shí)，接收駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)向的操作指令和自動(dòng)駕駛輸出的輔助力，協(xié)助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱。

進(jìn)一步地，所述步驟s200具體包括：

s201，當(dāng)處于人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式同時(shí)進(jìn)行的狀態(tài)時(shí)，接收駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)向的操作指令，扭矩通過(guò)輸入軸傳遞到扭力桿，扭矩傳感器感受電壓變化后傳送到轉(zhuǎn)向控制器；

s202，轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)扭矩傳感器檢測(cè)到的扭矩信號(hào)和ecu控制器通過(guò)can總線發(fā)送的車速信號(hào)以及反饋電動(dòng)機(jī)電壓和電流信號(hào)；

s203，判斷車輛的轉(zhuǎn)向狀態(tài)，向電動(dòng)機(jī)發(fā)出控制指令，給電動(dòng)機(jī)一定占空比的電壓，使電動(dòng)機(jī)按方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和方向產(chǎn)生相應(yīng)大小的輔助力，通過(guò)蝸輪、蝸桿傳遞給輸出軸，協(xié)助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱。

本發(fā)明具體實(shí)施時(shí)，人工駕駛模式下，駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)，扭矩通過(guò)輸入軸傳遞到扭力桿，輸入軸和輸出軸之間的旋轉(zhuǎn)方向角度出現(xiàn)偏差，這些角度變化轉(zhuǎn)換為扭矩傳感器電壓變化，并傳送到轉(zhuǎn)向控制器，轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)扭矩傳感器檢測(cè)到的扭矩信號(hào)和ecu通過(guò)can總線發(fā)送的車速信號(hào)以及反饋電機(jī)電壓和電流信號(hào)，判斷車輛的轉(zhuǎn)向狀態(tài)，向驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出控制指令，給電動(dòng)機(jī)一定占空比的電壓，使電動(dòng)機(jī)按方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和方向產(chǎn)生相應(yīng)大小的輔助力，通過(guò)蝸輪蝸桿傳遞給輸出軸，協(xié)助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱。

如圖2所示，當(dāng)有人工轉(zhuǎn)向干預(yù)（即人為轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤）時(shí)，扭矩通過(guò)輸入軸傳遞到扭力桿，扭力桿相對(duì)輸出軸產(chǎn)生角向位移，輸入軸和輸出軸間產(chǎn)生角向位移差，使滑塊在輸出軸軸向方向移動(dòng)，而扭矩傳感器與滑塊相連，扭矩傳感器將滑塊位移量轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)向控制器接收到相應(yīng)的電壓信號(hào)并轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，根據(jù)扭矩（用cm表示扭矩值）實(shí)際變化（cm對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)）與預(yù)設(shè)定的變化閾值（用s峰值表示）比較結(jié)果向智能駕駛的ecu控制器發(fā)送切換到人工駕駛模式請(qǐng)求，ecu控制器返回確認(rèn)指令并檢測(cè)車輛自身行駛狀態(tài)與環(huán)境感知狀態(tài)判別是否可以進(jìn)行切換，轉(zhuǎn)向控制器二次檢測(cè)扭矩變化率仍表明有人工轉(zhuǎn)向干預(yù)時(shí)，向ecu控制器發(fā)送模式切換確認(rèn)請(qǐng)求，ecu控制器經(jīng)上位機(jī)決策確認(rèn)切換到人工駕駛模式后控制車輛停車并切換到人工駕駛模式。

在人工駕駛模式下，當(dāng)駕駛員釋放方向盤時(shí)，扭矩實(shí)際變化率趨近于0，遠(yuǎn)低于預(yù)設(shè)定的變化閾值s峰值，同時(shí)扭矩值cm也接近于0，轉(zhuǎn)向控制器向ecu控制器發(fā)送切換到自動(dòng)駕駛模式請(qǐng)求，ecu控制器檢測(cè)車輛狀態(tài)并傳送給上位機(jī)，由上位機(jī)進(jìn)行決策，上位機(jī)在確認(rèn)車輛狀態(tài)與環(huán)境感知狀態(tài)適于切換到自動(dòng)駕駛模式后發(fā)送切換到自動(dòng)駕駛模式指令。

步驟s300，當(dāng)處于自動(dòng)駕駛模式狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)向角度由上位機(jī)通過(guò)ecu控制器發(fā)送給轉(zhuǎn)向控制器，自動(dòng)控制輸出軸進(jìn)行轉(zhuǎn)向，并讀取轉(zhuǎn)角傳感器的回饋值，將實(shí)際轉(zhuǎn)角發(fā)送給ecu控制器。

進(jìn)一步地，所述步驟s300具體包括：

s301，當(dāng)處于自動(dòng)駕駛模式狀態(tài)時(shí)，智能駕駛的ecu控制器通過(guò)can總線向轉(zhuǎn)向控制器發(fā)送轉(zhuǎn)向角度數(shù)據(jù)、車速數(shù)據(jù)和工作模式指令；

s302，轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)ecu控制器的指令和數(shù)據(jù)向電動(dòng)機(jī)發(fā)出控制指令，電動(dòng)機(jī)按照相應(yīng)的角度和方向通過(guò)蝸輪蝸桿傳遞給輸出軸，進(jìn)行轉(zhuǎn)向；

s303，轉(zhuǎn)角傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)方向管柱的實(shí)際轉(zhuǎn)角并反饋給轉(zhuǎn)向控制器，同時(shí)扭矩傳感器將實(shí)時(shí)檢測(cè)的扭矩偏移量發(fā)送給轉(zhuǎn)向控制器，轉(zhuǎn)向控制器將扭矩信息和實(shí)際轉(zhuǎn)角信息通過(guò)can總線回饋給智能駕駛的ecu控制器。

本發(fā)明中，自動(dòng)駕駛模式下，轉(zhuǎn)向角度由上位機(jī)通過(guò)ecu控制器發(fā)送給轉(zhuǎn)向控制器，即車輛的轉(zhuǎn)向狀態(tài)完全由上位機(jī)提供，轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)收到的ecu指令與參數(shù)向驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出控制指令，同樣通過(guò)電動(dòng)機(jī)、蝸輪、蝸桿傳遞給輸出軸，進(jìn)行轉(zhuǎn)向，并讀取角度傳感器的回饋值，將實(shí)際轉(zhuǎn)角發(fā)送給ecu，決策由上位機(jī)制定。

如圖2所示，在自動(dòng)駕駛模式下，智能駕駛的ecu控制器通過(guò)can總線向轉(zhuǎn)向控制器發(fā)送轉(zhuǎn)向角度數(shù)據(jù)（絕對(duì)量，回正為0，左轉(zhuǎn)向?yàn)檎?，右轉(zhuǎn)向?yàn)樨?fù)）、車速數(shù)據(jù)（前進(jìn)為正，后退為負(fù)）和工作模式指令（有助力自動(dòng)駕駛，有助力人工駕駛，無(wú)助力人工駕駛），轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)ecu控制器的指令和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照相應(yīng)的角度和方向通過(guò)蝸輪蝸桿傳遞給輸出軸，進(jìn)行轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)角傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)方向管柱的實(shí)際轉(zhuǎn)角并反饋給轉(zhuǎn)向控制器，扭矩傳感器也將實(shí)時(shí)檢測(cè)的扭矩偏移量發(fā)送給轉(zhuǎn)向控制器，轉(zhuǎn)向控制器將扭矩信息和實(shí)際轉(zhuǎn)角信息通過(guò)can總線回饋給智能駕駛的ecu控制器。

基于上述實(shí)施例，本發(fā)明還提供一種基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控系統(tǒng)，請(qǐng)參閱圖2，圖2是本發(fā)明基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控系統(tǒng)的較佳實(shí)施例的功能原理框圖。

如圖2所示，所述系統(tǒng)包括：

ecu控制器，用于接收上位機(jī)的指令，判斷有無(wú)轉(zhuǎn)向干預(yù)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式同時(shí)進(jìn)行或者切換；

轉(zhuǎn)向控制器，用于智能駕駛支持can總線線控；

轉(zhuǎn)角傳感器；用于實(shí)時(shí)檢測(cè)方向管柱的實(shí)際轉(zhuǎn)角并反饋給轉(zhuǎn)向控制器；

扭矩傳感器，用于當(dāng)扭矩通過(guò)輸入軸傳遞到扭力桿時(shí)感受電壓變化后傳送到轉(zhuǎn)向控制器；

電動(dòng)機(jī)，用于接收控制指令，根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和方向產(chǎn)生相應(yīng)大小的輔助力；

所述轉(zhuǎn)角傳感器分別與所述扭矩傳感器和電動(dòng)機(jī)連接，所述扭矩傳感器和電動(dòng)機(jī)分別與所述轉(zhuǎn)向控制器連接，所述轉(zhuǎn)向控制器通過(guò)can總線與所述ecu控制器連接；

通過(guò)所述ecu控制器接收上位機(jī)的指令，當(dāng)處于人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式同時(shí)進(jìn)行的狀態(tài)時(shí)，接收駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)向的操作指令，扭矩通過(guò)輸入軸傳遞到扭力桿，扭矩傳感器感受電壓變化后傳送到轉(zhuǎn)向控制器；轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)扭矩傳感器檢測(cè)到的扭矩信號(hào)和ecu控制器通過(guò)can總線發(fā)送的車速信號(hào)以及反饋電動(dòng)機(jī)電壓和電流信號(hào)，判斷車輛的轉(zhuǎn)向狀態(tài)，向驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出控制指令，給電動(dòng)機(jī)一定占空比的電壓，使電動(dòng)機(jī)按方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和方向產(chǎn)生相應(yīng)大小的輔助力，通過(guò)蝸輪、蝸桿傳遞給輸出軸，協(xié)助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱；當(dāng)處于自動(dòng)駕駛模式狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)向角度由上位機(jī)通過(guò)ecu控制器發(fā)送給轉(zhuǎn)向控制器，轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)收到的指令與參數(shù)向驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出控制指令，同樣通過(guò)電動(dòng)機(jī)、蝸輪、蝸桿傳遞給輸出軸進(jìn)行轉(zhuǎn)向，并讀取角度傳感器的回饋值，將實(shí)際轉(zhuǎn)角發(fā)送給ecu控制器。

進(jìn)一步地，如圖3所示，所述的基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)向控制器包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、電源系統(tǒng)、模擬信號(hào)調(diào)理電路；

所述轉(zhuǎn)向控制器核心為單片機(jī)，通過(guò)can總線接收智能駕駛的ecu控制器的指令，是基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的場(chǎng)地專用智能汽車雙駕雙控算法的邏輯控制機(jī)構(gòu)；所述單片機(jī)用于通過(guò)can總線接收智能駕駛的ecu指令。

所述電源系統(tǒng)用于將輸入的車載12v電源轉(zhuǎn)換為單片機(jī)和模擬信號(hào)調(diào)理電路所需的電源；總電源供給端以車用保險(xiǎn)絲作為過(guò)載保護(hù)。

所述模擬信號(hào)調(diào)理電路用于處理扭矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器輸出的傳感信號(hào)以及電動(dòng)機(jī)反饋的電壓、電流信號(hào)，得到滿足單片機(jī)電平要求的、完全符合信號(hào)電氣和邏輯特征的信號(hào)；所述模擬信號(hào)調(diào)理電路還用于將單片機(jī)輸出給離合器、電動(dòng)機(jī)的控制信號(hào)處理成符合離合器、電動(dòng)機(jī)電氣要求的控制信號(hào)與驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以作為電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的激勵(lì)源。

進(jìn)一步地，所述的基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控系統(tǒng)，其中，所述單片機(jī)內(nèi)部集成模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器adc和數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器dac或者外部單獨(dú)配置模數(shù)轉(zhuǎn)換與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器adc用于將經(jīng)模擬信號(hào)調(diào)理電路處理過(guò)的扭矩傳感信號(hào)與轉(zhuǎn)角傳感信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，供單片機(jī)處理；

所述單片機(jī)和模擬信號(hào)調(diào)理電路所需的電源包括：12v、5v和3.3v電源；

所述模擬信號(hào)調(diào)理電路包括：比例放大電路、含衰減器、電壓跟隨器、功率放大器。

綜上所述，本發(fā)明公開了公開了一種基于轉(zhuǎn)向干預(yù)的汽車雙駕雙控方法及系統(tǒng)，所述方法包括：通過(guò)智能駕駛的ecu控制器接收上位機(jī)的指令，判斷有無(wú)轉(zhuǎn)向干預(yù)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式同時(shí)進(jìn)行或者切換；當(dāng)處于人工駕駛模式和自動(dòng)駕駛模式同時(shí)進(jìn)行的狀態(tài)時(shí)，接收駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)向的操作指令和自動(dòng)駕駛輸出的輔助力，協(xié)助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱；當(dāng)處于自動(dòng)駕駛模式狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)向角度由上位機(jī)通過(guò)ecu控制器發(fā)送給轉(zhuǎn)向控制器，自動(dòng)控制輸出軸進(jìn)行轉(zhuǎn)向，并讀取轉(zhuǎn)角傳感器的回饋值，將實(shí)際轉(zhuǎn)角發(fā)送給ecu控制器。本發(fā)明通過(guò)轉(zhuǎn)向干預(yù)為激勵(lì)源實(shí)現(xiàn)可自由切換的雙駕雙控，實(shí)現(xiàn)了電控轉(zhuǎn)向助力，并可通過(guò)監(jiān)測(cè)扭矩信息進(jìn)行智能車的雙駕雙控，在人工控制的人工駕駛和ecu控制的自動(dòng)駕駛進(jìn)行切換，提高了實(shí)際使用過(guò)程中人員和車輛的安全性，使得在一定場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)人工駕駛和自動(dòng)駕駛自由、便捷的切換。

當(dāng)然，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)硬件（如處理器，控制器等）來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)可包括如上述各方法實(shí)施例的流程。其中所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為存儲(chǔ)器、磁碟、光盤等。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。