一种汽车自主驾驶系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种汽车自主驾驶系统，属于汽车自主驾驶技术领域。
【背景技术】
[0002]随着汽车各系统电子和控制技术的发展，汽车的自主驾驶，也即无人驾驶或智能驾驶已经日益成为汽车新的重要发展方向。自主驾驶汽车又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车或轮式移动机器人，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。汽车自动驾驶技术包括视频摄像头、雷达传感器以及激光测距器来来了解周围的交通状况，并通过一个详尽的地图对前方的道路进行导航。自主驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下自动安全地操作机动汽车。在目前研制出的自主驾驶汽车中，根据与前方障碍物的距离自动控制汽车的状态，当汽车距离前方障碍物过近时，控制系统自动控制汽车制动，以防止出现交通事故。但是这种控制方式在控制时，只有一个障碍物距离阈值，当汽车与障碍物的距离大于该阈值时，汽车自动驾驶，当汽车与障碍物的距离小于该阈值时，此时汽车自动制动。这种方式虽然能够实现自动驾驶和自动制动，但是汽车在运行时，速度的大小不能进行控制，在汽车与障碍物的距离很大时，汽车没有加到该有的速度，造成汽车行驶效率低；或者汽车与障碍物的距离很小、但没有达到制动距离阈值时，此时汽车还以较大的速度行驶，在制动时会造成紧急制动，给乘客的制动感受很差。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种汽车自主驾驶系统，用以解决使用现有的自主驾驶方法不能实时对汽车进行速度调节控制的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型的方案包括一种汽车自主驾驶系统，包括主控模块、视频检测装置、雷达检测装置、驱动系统和制动系统，主控模块采样连接视频检测装置和雷达检测装置，控制连接所述驱动系统和制动系统。
[0005]所述自主驾驶系统还包括转向角传感器，所述主控模块采样连接所述转向角传感器。
[0006]所述主控模块包括以太网端口和CAN端口，所述视频检测装置和雷达检测装置通过以太网连接以太网端口，所述驱动系统和制动系统通过CAN总线连接CAN端口。
[0007]本实用新型提供的汽车自主驾驶系统，通过视频检测装置和雷达检测装置检测障碍物的距离信息，能够有效对障碍物的距离进行检测，主控模块根据采集到的距离信息作出分析和判断，并根据相应的控制策略控制驱动系统和制动系统，该系统能够有效进行汽车自主驾驶的控制，并且系统结构简单，复杂度低，降低了系统的组成器件出现故障的可能性，以及在出现故障时便于系统的维修。
【附图说明】
[0008]图1是汽车自主驾驶系统的原理控制图；
[0009]图2是自主驾驶控制方法中障碍物距离门限值与速度档位之间关系的示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0011]汽车纵向运动的基础自主驾驶，其含义是:
[0012]1)汽车自主判断前方障碍情况以及车道情况，如果可起步则自行起步；
[0013]2)汽车自行加速，并根据前方障碍情况决定加速至何种速度；
[0014]3)汽车以合适的速度自行保持定速行驶；
[0015]4)汽车遇前方障碍自行减速直至停车；
[0016]5)汽车自主判断障碍的变化(是否远离、是否解除)，而后再次自行起步，加速，定速行驶。
[0017]如图1所示为自主驾驶汽车的控制系统，包括雷达检测设备、视频检测设备、主控模块、驱动系统和制动系统，主控模块采样连接雷达检测设备和视频检测设备，控制连接驱动系统和制动系统。
[0018]雷达检测设备用于探测前方障碍物的距离，视频检测设备用于识别车道线。主控模块是系统决策和控制的中枢，它是一个程序模块，可以运行在上位机(PC机)上，也可以运行在下位机上。主控模块接收来自雷达检测设备和视频检测设备的检测信息，同时接收来自汽车通信网络发来的关于汽车当前速度的信息，根据决策逻辑进行决策和进行计算，然后根据计算的结果发出驱动指令给汽车的驱动系统，和发出制动指令给汽车的制动系统，从而控制汽车进行纵向运动。
[0019]雷达探测设备应安装在汽车前方，能够至少输出前方障碍物的距离，更好的方式是还能够输出前方障碍物与本车的相对速度或者前方障碍物的绝对速度。视频检测设备应当能够检测车道的信息，并能够输出检测到的车道线与本车两侧边缘或中心线的距离以及夹角。
[0020]驱动指令可以是虚拟油门开度指令或者扭矩指令。制动指令根据制动系统的不同有所不同:
[0021]对于可以通过电压或者电流信号控制制动力矩的汽车制动系统(如EBS系统)，主控模块向该制动系统发送与需求制动力相应的电压或者电流信号。
[0022]对于可以通过电反拖进行制动的汽车(比如混合动力或纯电动汽车)，主控模块向电机发送相应的扭矩指令，进行相应的制动。
[0023]对于装备有缓速器的汽车，主控模块根据需求向缓速器发送相应的档位指令，进行缓速器制动。
[0024]对应制动气路中加装比例阀进行气压或者液压制动的汽车，主控模块可以根据需求向比例阀发送与需求制动力相应的气压或者液压需求，进行制动。此外，在制动气路中加装电磁开关阀体(并联或者串联)，以开闭时间比例的变化控制制动气路气压的变化，从而控制汽车的制动力。主控模块根据需求向控制电磁开关阀的控制器发送与制动力相应的制动力需求指令，然后控制器根据需求向电磁阀发送一个控制PWM波来控制电磁阀的开关以使制动气路响应。
[0025]本系统的通信网络主要分为两个:
[0026]—个是驱动系统、制动系统、整车CAN网络之间的通信，这3大系统之间以CAN网络的方式进行通信。驱动系统和制动系统的内部可以根据实际情况进行相应的线束连接和相应的通信方式进行通信。主控模块上的CAN端口通过CAN总线连接驱动系统和制动系统。3大系统之间的CAN网络通信可以直接通信；也可以设计一个网关，将驱动、制动系统的信息与整车原有CAN网络的信息通过网关进行转发。
[0027]另一个是主控模块与视频检测设备和雷达检测设备之间的通信网络。主控模块上的以太网端口通过以太网连接视频检测设备和雷达检测设备。
[0028]主控模块同时具有以太网通信接口以及CAN通信接口，从而能够同时连入上述的两个通信网络，进行中枢决策和控制。
[0029]也就是说，上述第二通信网络由主控模块的CAN通信接口与第一通信网络使用CAN信号进行通信。
[0030]如图2所示，主控模块的内部逻辑设置了 η个障碍物距离门限值:Χ1、Χ2、Χ3……Χη，设置了 η个速度档位:Α1、Α2、Α3……An，Α1档位对应的速度值为vl、A2档位对应的速度值为v2、……An档位对应的速度值为vn，相邻两个障碍物门限值越大时，对应的速度档位对应的速度越高，并且，Al < A2 <......< An、vl < v2 <......< νη、Π < Χ2 <......< Χη。
[0031]速度档位越高，对应的相邻的两个障碍物距离门限值越大，这样设定障碍物距离门限值是为了保证行车安全和能够及时有效地进行减速和制动，在汽车高速行驶时，汽车距离障碍物较远时就需要进行相应的减速或者制动处理，防止由于距离过近来不及处理而造成的交通事故。
[0032]由于障碍物可以是固定不变的物体，比如说路边站牌和消防栓，也可以是时刻移动的物体，比如说其他行驶当中的汽车。所以