一种智能汽车及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103407491A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103407491103407491A(43)申请公布日2013.11.27(21)申请号201310352930.9(22)申请日2013.08.14(66)本国优先权数据201310154455.42013.04.28CN(71)申请人常雪阳地址400015重庆市渝中区团结新村9号2单元17-4(72)发明人常雪阳(74)专利代理机构重庆华科专利事务所50123代理人康海燕(51)Int.Cl.B62D15/00(2006.01)B62D5/04(2006.01)权权利要求书4页利要求书4页说明书8页说明书8页附图3页附图3页(54)发明名称一种智能汽车及其控制方法(57)摘要本发明提供了一种智能汽车，包括：通过旋转单元与车身连接且相对于车身可旋转的底盘；设置在旋转底盘上的多个悬架单元；设置在悬架单元上的车轮，其中每个车轮上设置转向机构和驱动机构，以使每个车轮相对于悬架单元可独立转向并且独立被驱动进行行走；控制器，包括环境传感器、车身传感器、底盘传感器，其中控制器根据环境传感器、车身传感器、底盘传感器检测的信号控制底盘的方位、车轮的方位以实现稳定车身避障、均分车轮载荷、灵活转向控制。本智能汽车具有稳定车身的原车道避障功能，均分车轮负载的功能，更丰富灵活的转向功能，具有更好的稳定性、通过性和灵活性。CN103407491ACN103479ACN103407491A权利要求书1/4页1.一种智能汽车，其特征在于：所述智能汽车包括：通过旋转单元与车身连接且相对于车身可旋转的底盘；设置在旋转底盘上的多个悬架单元；设置在悬架单元上的车轮，其中每个车轮上设置转向机构和驱动机构，以使每个车轮相对于悬架单元可独立转向并且独立被驱动进行行走；控制器，包括环境传感器、车身传感器、底盘传感器，其中控制器根据环境传感器、车身传感器、底盘传感器检测的信号控制底盘的方位、车轮的方位以实现稳定车身避障、均分车轮载荷、灵活转向控制。2.根据权利要求1所述的智能汽车，其特征在于：所述底盘上设置三个车轮和对应的三组悬架，三个车轮的连线为三角形。3.根据权利要求1所述的智能汽车，其特征在于：所述旋转单元包括设置在底盘上的齿圈以及驱动上述齿圈的第一伺服电机，以使车身可绕底盘上齿圈的中心旋转一定控制角度；转向机构包括第二伺服电机，其中车身相对于底盘、车轮相对于悬架单元均可进行360°转向。4.根据权利要求1所述的智能汽车，其特征在于：控制器具有底盘旋转控制单元，其中：底盘旋转控制单元根据底盘传感器及车身传感器获得当前的底盘方位角、每个车轮的方位角、汽车行进方向和速度、底盘旋转角速度和旋转方向，以及每个车轮的方位角和车轮相对于底盘中心的距离，控制每个车轮的驱动和转向，进而车轮的运动带动底盘转过一定角度，以使底盘旋转到目标状态。5.根据权利要求4所述的智能汽车，其特征在于：由当前的底盘方位角计算出每个车轮的方位角；根据汽车行进方向和速度计算出底盘中心的速度矢量即行驶速度矢量；根据底盘旋转角速度和旋转方向，以及每个车轮的方位角和车轮相对于底盘中心的距离，计算出每个车轮的旋转速度矢量；对于每个车轮，将行驶速度矢量和旋转速度矢量进行矢量求和，得到每个车轮的车轮速度矢量，进而计算出每个车轮的目标转速和目标转角；底盘旋转控制单元分别根据每个车轮的目标转速和目标转角控制每个车轮的驱动和转向。6.根据权利要求4所述的智能汽车，其特征在于：在需要开始旋转底盘时逐渐增加底盘旋转角速度以平稳开始底盘旋转，在需要停止旋转底盘时逐渐减小底盘旋转角速度以平稳停止底盘旋转。7.根据权利要求4所述的智能汽车，其特征在于：控制器还具有车身朝向不变控制单元，在开始旋转底盘时，车身朝向不变控制单元由车身传感器得到初始车身方位角，即为在底盘旋转过程中需要保持不变的车身方位角；在每个控制周期中，车身朝向不变控制单元由车身传感器得到当前车身方位角，得到当前车身方位角与初始车身方位角差，计算出车身偏离目标方位的角度，从而控制底盘与车身间的旋转单元反向旋转相同角度，以保持当前车身方位角与开始旋转时的车身方位角一致。8.根据权利要求4所述的智能汽车，其特征在于：控制器还具有避障控制单元，其中环境传感器探测汽车行驶前方路面信息并传输至避障控制单元，其从路面信息中识别出汽车行驶前方的障碍物，如果判断障碍物小于本车的离地间隙，且尺寸和位置满足预定条件，则进行避障控制处理。9.根据权利要求8所述的智能汽车，其特征在于：上述预定条件为：障碍物位于汽车前2CN103407491A权利要求书2/4页方中央附近，且宽度小于左右车轮间隙时，则在经由驾驶员授权后或不经授权自动地控制在保持车身朝向不变和汽车行驶