一种基于智能驾驶技术的车辆控制系统、装置的制作方法

本实用新型涉及智能驾驶技术领域，特别涉及一种基于智能驾驶技术的车辆控制系统、装置。

背景技术：

随着通讯行业在智能驾驶技术方面日益发展，各种云端以及大数据分析与处理技术也开始应用于公用交通领域。而随着整车厂之间通讯协议部分数据的开放，智能交通车与车之间通讯成为可能，这为现有智能驾驶控制技术尤其是主动安全技术带来新的发展契机。主动安全技术粗浅定义在碰撞发生前的阶段，由车辆为驾驶员所做的相关警示性和主动干预调整等动作，为了尽可能避免碰撞或者保护驾驶员。目前主动安全技术包含车身稳定系统、车道保持、驾驶员疲劳警示、十字路口城市安全系统、紧急制动系统、自适应巡航系统、拥堵辅助系统、行人或自行车识别系统、前端辅助功能等等。当智能交通云端通讯技术达到5G水平时，车辆在智能交通环境下可以精确车辆位置在10cm精度级别，车与车之间传输数据传输精度达到1ms，在智能高速设施完备并具备完善的云端数据处理，车辆与车辆交互繁多数据，给智能驾驶控制领域带来更多的技术可能性。

另外，再加上车联网概念引入，以及伴随着激光雷达等环境感知、高精度地图以及GPS信号定位和数据融合、大数据云端快速发展，不仅可以丰富智能网络交通概念，也为了车辆与车辆之间提供了信息交汇便利条件，实现在复杂气候和交通条件车辆周围环境感知，为智能驾驶技术提供了新的功能拓展。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种基于智能驾驶技术的车辆控制系统、装置。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种基于智能驾驶技术的车辆控制系统，所述系统包括：相互连接的车辆自身数据获取装置、外部通信装置以及主控制器，其中，所述车辆自身数据获取装置包括环境感知数据获取模块、车辆传感数据获取模块和定位导航数据获取模块，所述环境感知数据获取模块用于通过车辆环境感知系统获得第一驾驶数据，所述车辆传感数据获取模块用于通过车辆其他传感器和车辆通信网络获得第二驾驶数据，所述定位导航数据获取模块用于通过车辆定位导航装置获得第三驾驶数据；所述外部通信装置包括通信模块，所述通信模块用于与基于物联网的交通信息交互服务中心、交通信息云端服务器和/或其他车辆服务器进行通信，获得第四驾驶数据；所述主控制器用于：控制所述车辆自身数据获取装置和外部通信装置进行数据获取和通信，根据所述第一驾驶数据、第二驾驶数据、第三驾驶数据、第四驾驶数据确定驾驶调整策略，并在满足预设条件的情况下执行驾驶调整策略。

结合第一方面，在第一种可能实现方式中，所述车辆环境感知系统包括：多功能摄像头、毫米波雷达、激光雷达和/或超声波雷达，所述第一驾驶数据包括车距、周围车辆分布位置、行人、自行车、大型障碍物、路沿、车道线、十字路口和/或交通标示的相关数据。

结合第一方面，在第二种可能实现方式中，所述第二驾驶数据包括本车实时行驶轨迹、本车行驶车速、他车实时行驶轨迹、他车行驶车速和/或他车安全气囊爆破信息。

结合第一方面，在第三种可能实现方式中，所述第三驾驶数据包括本车空间位置、导航交通数据信息和/或路面特征值的相关数据。

结合第一方面，在第四种可能实现方式中，所述第四驾驶数据包括智能交通信息和车辆通讯交互信息，所述智能交通信息包括临时修路点信息和/或交通意外定位信息，所述车辆通讯交互信息包括车速信息、制动信息和/或危险工况信息。

结合第一方面，在第五种可能实现方式中，所述主控制器还包括数据融合模块，该数据融合模块用于将所述第一驾驶数据、第二驾驶数据、第三驾驶数据、第四驾驶数据进行数据分析和处理，获得分析处理结果；所述主控制器根据所述分析处理结果确定驾驶调整策略，并在满足预设条件的情况下执行驾驶调整策略。

结合第一方面及第一方面的第一、二、三、四及五种可能实现方式，在第六、七、八、九、十、十一种可能实现方式中，所述预设条件包括确定他车事故、确定前方路况不佳、确定前方有大型障碍物和/或前方有临时维修标示，所述驾驶调整策略包括本车的方向盘抖动、仪表警示、抬头显示、声音警告、语音提示和/或实施主动干预避让。

结合第一方面的第六、七、八、九、十、十一种可能实现方式，在第十二、十三、十四、十五、十六、十七种可能实现方式中，所述实施主动干预过程包括：当满足实施主动干预避让的预设条件时，所述主控制器发出相应主动避让请求；判断本车车速是否处于预设阀值范围，当判断结果为是时，通过本车的EPS转向机的转角、转矩和/或驱动转矩进行调整，然后判断ESP电控单元是否失效，是则进行电子手刹单轮制动，否则进行单边车轮液压制动；当判断结果为否时，通过驱动转矩和/或EPS转向机的转角、转矩进行调整。

第二方面，提供了一种基于智能驾驶技术的车辆控制装置，所述装置包括：上述第一方面提供方案的主控制器、车辆自身数据获取装置、外部通信装置和网关，所述主控制器与所述车辆自身数据获取装置、外部通信装置以及与本车的其他所有传感器、其他所有控制器连接。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统、装置及方法，通过车辆自身数据获取装置获取本车的环境感知数据、车身驾驶数据、定位导航位置数据，同时通过外部通信装置获得外部交通或他车驾驶信息数据，然后综合这些驾驶数据，通过主控制器分析确定相应驾驶调整策略，并在需要的情况下执行相应驾驶调整策略，由于该基于智能驾驶技术的车辆控制系统基于目前车辆普遍可以配置的环境感知系统、定位导航系统以及主动安全技术相应装置，结合能够实现获取基于物联网的交通信息交互的外部通信装置，实现了一种能够更有效地控制驾驶车辆应对遇到的多种路况、适应性更强的智能驾驶控制技术，可广泛应用于传统车以及新能源车等车辆行业。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本实用新型实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统的组成结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统的控制器组成结构示意图；

图3示出了在某一优选实施例中根据分析处理结果确定并执行相应驾驶调整策略的实现方式；

图4是本实用新型某一优选实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统实施主动干预避让的逻辑流程示意图；

图5是本实用新型实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统实施主动干预避让过程的优选实施方式；

图6是本实用新型实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统实施主动干预避让过程中的某一主动避让工况分析示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实用新型实施例提供的一种基于智能驾驶技术的车辆控制系统、装置，通过车辆自身数据获取装置获取本车的环境感知数据、车身驾驶数据、定位导航位置数据，同时通过外部通信装置获得外部交通或他车驾驶信息数据，然后综合这些驾驶数据，通过主控制器分析确定相应驾驶调整策略，并在需要的情况下执行相应驾驶调整策略，由于该基于智能驾驶技术的车辆控制系统基于目前车辆普遍可以配置的环境感知系统、定位导航系统以及主动安全技术相应装置，结合能够实现获取基于物联网的交通信息交互的外部通信装置，实现了一种能够更有效地控制驾驶车辆应对遇到的多种路况、适应性更强的智能驾驶控制技术，可广泛应用于传统车以及新能源车等车辆行业。

下面将结合具体实施例及附图，对本实用新型实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统及方法作进一步说明。

实施例1

图1是本实用新型实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统的组成结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统包括以下组成结构：车辆自身数据获取装置、外部通信装置以及主控制器，它们之间相互连接。

具体地，车辆自身数据获取装置包括环境感知数据获取模块、车辆传感数据获取模块和定位导航数据获取模块。环境感知数据获取模块用于通过车辆环境感知系统获得第一驾驶数据，车辆传感数据获取模块用于通过车辆其他传感器和车辆通信网络获得第二驾驶数据，定位导航数据获取模块用于通过车辆定位导航装置获得第三驾驶数据。外部通信装置包括通信模块，通信模块用于与基于物联网的交通信息交互服务中心、交通信息云端服务器和/或其他车辆服务器进行通信，获得第四驾驶数据。主控制器用于控制车辆自身数据获取装置和外部通信装置进行数据获取和通信，根据第一驾驶数据、第二驾驶数据、第三驾驶数据、第四驾驶数据确定驾驶调整策略，并在满足预设条件的情况下执行驾驶调整策略。

图2是本实用新型实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统的控制器组成结构示意图。图3是本实用新型实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统的控制逻辑层级结构示意图。

如图2所示，环境感知数据获取模块利用的车辆环境感知系统包括毫米波雷达、激光雷达和多功能摄像头，这些装置用于在车辆驾驶时获取周围环境感知信息数据，根据车辆的不同其车辆环境感知系统内包含的感知装置会有所不同，例如有的车辆环境感知系统除了上述感知装置还包括超声波雷达等，上述车辆感知系统的结构组成只是示例性的，本实用新型实施例提供的环境感知数据获取模块所采用的车辆环境感知系统，可以理解为至少包括毫米波雷达、激光雷达、多功能摄像头和超声波雷达中的至少一个。事实上，目前一些车辆已经配备功能多样的车辆环境感知系统，在本实用新型实施例中，无论车辆是否已提前配备，都可以根据需要在不脱离本实用新型实施例方案构思的情况下，利用现有技术中任何可能的技术或方式实施车辆环境感知系统。

环境感知数据获取模块通过上述车辆环境感知系统的毫米波雷达、激光雷达和多功能摄像头，实时探知周围一定圆形区域范围，以达到360度环境环视，获得第一驾驶数据。优选地，获得的第一驾驶数据包括车距、周围车辆分布位置、行人、自行车、大型障碍物、路沿、车道线、十字路口和/或交通标示的相关数据，这些数据能够全面反映车辆驾驶时周围的实时环境数据，为后面进行驾驶情况数据分析以确定驾驶调整策略而提供数据基础。

第二驾驶数据主要通过车辆内部的其他传感器和车辆通信网络来获得，示例性地，通过CAN网关作为内部信号输入，结合驱动CAN，底盘CAN以及信息CAN，进行本车数据传递，优选地，获得的第二驾驶数据包括本车实时行驶轨迹、本车行驶车速、他车实时行驶轨迹、他车行驶车速和/或他车安全气囊爆破信息。示例性地，他车安全气囊爆破信息通过前方车辆收集ABS/ASR/ESC介入、CAN网络获得安全气囊爆破信号。

定位导航数据获取模块通过车辆定位导航装置的卫星定位系统和导航控制器，通过外部信号输入的高清地图和导航，获取第三驾驶数据，优选地，第三驾驶数据包括本车空间位置、导航交通数据信息(如路障等信息)和/或路面特征值的相关数据。

通过外部通信装置的通信模块控制器和传输天线，与基于物联网的交通信息交互服务中心、交通信息云端服务器和/或其他车辆服务器进行通信，获得第四驾驶数据。这里，基于物联网的交通信息交互服务中心可以是现有的基于物联网技术而组建的(例如车与车、车与交管部门之间)交通信息交互服务中心，交通信息云端服务器可以是现有技术中的各种储存了实时交通信息的云端服务器，也可以是为了实施本实用新型实施例而建立的交通信息云端服务器，示例性地该云端服务器包含大数据处理/分析云端数据库模块以及车内数据采集/发送模块。其中，大数据云端数据库模块以及车内数据模块，利用车联网RT-V技术，进行相关关键数据进行自定义协议编写，数据传输实现方式是车与车之间300M带宽，采用2.4GH中低频频段实现，车辆之间互相传递；大数据云端与车辆之间数据传递是通过以太网实现互联，数据传输速度可实现100Mb/s。优选地，第四驾驶数据包括智能交通信息和车辆通讯交互信息，智能交通信息包括临时修路点信息和/或交通意外定位信息，车辆通讯交互信息包括车速信息、制动信息和/或危险工况信息。

优选地，主控制器还包括数据融合模块，该数据融合模块具体地通过数据融合控制器将第一驾驶数据、第二驾驶数据、第三驾驶数据、第四驾驶数据进行数据分析和处理，获得分析处理结果。由于四种驾驶数据是利用不同渠道获得的反映车辆不同侧面驾驶情况，有些数据可以直接用来判断或指导驾驶行为，有些数据则可以经过综合分析处理，以便获得可靠性更高、更精确、相应地指导作用更好的驾驶数据，从而为实现更好的智能驾驶提供数据和理论支持。示例性地，在前方车辆收集ABS/ASR/ESC介入、通过CAN网络获得安全气囊爆破信号后，如果防滑控制器判断出触发位，利用前车车速/轮速信号、纵向/侧向加速度、驾驶员方向盘转角数据和实车横摆角速度判断，综合判断出积冰、水或者是躲避危险障碍物的情况，进行传输以上信息数据给周围车辆，以进行云技术和车与车互联的方式传递。示例性地，首先通过高清地图和北斗卫星定位，来确定大致车辆大致位置，其次通过激光雷达和多功能摄像头，对周围环境的特征值提取，并与高清地图比对，进行本车位置相对精准的位置精确定位，最后通过本车一些惯量传感器如横摆角速度和纵向、侧向加速度、轮角速度以及转向角传感器，分析车辆姿态，并与以上数据比对，获悉此时此刻精准的位置定位。需要注意的是，本实用新型实施例中，有关数据融合模块进行数据分析处理并获得分析处理结果的过程，可以采用现有技术中任何可能的数据融合、分析处理的方法，本实用新型实施例不对其加以特别限制。

获得分析处理结果后，主控制器根据分析处理结果确定驾驶调整策略，并在满足预设条件的情况下执行驾驶调整策略。优选地，预设条件包括确定他车事故、确定前方路况不佳、确定前方有大型障碍物和/或前方有临时维修标示，驾驶调整策略包括本车的方向盘抖动、仪表警示、抬头显示、声音警告、语音提示和/或实施主动干预避让。

图3示出了在某一优选实施例中根据分析处理结果确定并执行相应驾驶调整策略的实现方式。如图3所示，通过前车实时行驶轨迹、行驶车速、路边临时限速标示、ABS/ESC介入、安全气囊爆破信号等信息，通过云端数据传输，为后车(必须配备毫米波雷达、多目摄像头和激光雷达等)提供相关数据。后车利用安全气囊爆破信号获悉前方车祸情况，本车为驾驶员提供声音和光学提醒，如果驾驶员没有操作，通过主动避让避免危险。后车利用前车ABS/ESC介入信号、前车轨迹情况，判断前方出现积冰、积水或者躲避危险障碍物等情况，该系统为驾驶员提供声音和光学提醒，如果驾驶员没有操作，依据前车躲避障碍轨迹，利用车内相应执行机构适时地规避障碍。当环境感知模块获得前方有大型动物或者临时维修标示，亦为驾驶员提供声音和光学提醒，如果驾驶员没有操作，亦通过相应执行机构进行主动避让。

图4是本实用新型某一优选实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统实施主动干预避让的逻辑流程示意图。如图4所示，通过环境感知数据获取模块和通信模块交给数据融合控制器进行判断自动避让请求。具体地，毫米波雷达、多功能摄像头以及激光雷达进行本车环境探知以及北斗卫星和高清地图定位的导航；通信模块通过传输天线来实现。当数据融合控制器发出主动避让请求给网络，通过车速来判断主动避让的实现方式，当车速为低时，更多利用主动转向，并较少利用驱动转矩协调控制车身姿态，来实现尽快主动避让；当车速为高时，为避免驾驶员恐慌，较少利用主动转向，而更多利用车身稳定性程序来协调车身姿态，并兼顾合理分配驱动转矩，抑制车辆失去过多速度，保证尽快完成主动避让，如果车身稳定性程序功能无法实现，通过电子手刹对后轮实现单边制动，调整车身姿态。优选地，主动避让执行层包含驱动模块中发动机控制器、变速箱控制器、电机控制器等；转向模块中电动转向控制器，接收方向盘转角信号；制动模块中电子式真空助力器和车身稳定性控制系统，包含液压控制单元和EPB电子手刹执行器，接收轮速传感器信号、真空度信号、车身横向和纵向加速度信号以及横摆角速度信号；显示模块分为仪表，将相关通过传统仪表和抬头显示进行自动避让的提示，同时接受360°雷达环视。

图5是本实用新型实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统实施主动干预避让过程的优选实施方式。如图5所示，优选地，本实用新型实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统实施主动干预避让过程按如下方式进行：当满足实施主动干预避让的预设条件时，所述主控制器发出相应主动避让请求；判断本车车速是否处于预设阀值范围，当判断结果为是时，通过本车的EPS转向机的转角、转矩和/或驱动转矩进行调整，然后判断ESP电控单元是否失效，是则进行电子手刹单轮制动，否则进行单边车轮液压制动；当判断结果为否时，通过驱动转矩和/或EPS转向机的转角、转矩进行调整。

图6是本实用新型实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统实施主动干预避让过程中的某一主动避让工况分析示意图。如图6所示，主动避让分为两种情况，双变和单变。图中最上方第一组图所示为双变，即实现变换车道后立即返换为原来车道，实现主动转向角度为带有延迟的正玄转角输入，如图中箭头为车身稳定系统中单侧车轮制动事宜，在转向初期，利用内后轮施加制动，让车辆姿态处于过度转向，在转向第二阶段，对外侧车轮施加制动，以使车辆区域不足转向，以便进入第二车道，在转向第三阶段，即车已经处于第二车道范围内，通过对外侧车轮施加制动，让车辆处于过度转向，在转向第四阶段，通过内后轮施加制动，让车辆趋于不足转向，返回为原来车道。图中间第二组图所示为单变，即使车辆变换车道，并保持新车道，转角变化趋势为典型正玄转向输入，实现方式为双变中的第一、二阶段。所有让车辆趋于过度转向，都伴随驱动轴的驱动转矩控制，以转矩最小值实现车辆质心前移，以完成过度转向；所有让车辆趋于不足转向，都伴随驱动轴的驱动转矩控制，以转矩适当增加实现车辆质心后移，以完成不足转向。图中最下方的转矩和转角对应图显示了相应的转向系统特性。

实施例2

本实用新型实施例提供了一种基于智能驾驶技术的车辆控制装置，该装置包括：主控制器、车辆自身数据获取装置、外部通信装置和网关，主控制器与车辆自身数据获取装置、外部通信装置以及与本车的其他所有传感器、所有控制器连接，便于数据传输。其中网关用于实现智能驾驶控制装置内的基于智能驾驶技术的车辆控制系统中各功能模块之间的数据传输，为其提供数据传输网络。其具体的传输方式及内容包含两部分：第一部分为传统数据传输方式，以CAN作为数据节点报文传递，另一部分为图像和通讯数据以高速的以太网进行传递。传统数据传输方式为以网关为主，结合驱动CAN，底盘CAN以及信息CAN，进行本车数据传递；以太网传递主要体现在数据融合控制器工作范畴，从环境感知和通信模块传递海量数据，需要配备100兆每秒的以太网进行传递。对于本实用新型实施例提供的智能驾驶控制装置中的主控制器、车辆自身数据获取装置、外部通信装置，与上述实施例1中描述的相应装置相同，其具体实施方式详见实施例1，在此不再赘述。

需要说明的是：上述实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统、装置在进行智能驾驶控制业务时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统、装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的智能驾驶控制装置、方法与本实用新型实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统实施例属于同一构思，其具体实现过程详见系统实施例，这里不再赘述。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本实用新型的可选实施例，在此不再一一赘述。

由以上实施例和实践可知，本实用新型实施例提供的基于智能驾驶技术的车辆控制系统、装置，通过车辆自身数据获取装置获取本车的环境感知数据、车身驾驶数据、定位导航位置数据，同时通过外部通信装置获得外部交通或他车驾驶信息数据，然后综合这些驾驶数据，通过主控制器分析确定相应驾驶调整策略，并在需要的情况下执行相应驾驶调整策略，由于该基于智能驾驶技术的车辆控制系统基于目前车辆普遍可以配置的环境感知系统、定位导航系统以及主动安全技术相应装置，结合能够实现获取基于物联网的交通信息交互的外部通信装置，实现了一种能够更有效地控制驾驶车辆应对遇到的多种路况、适应性更强的智能驾驶控制技术，可广泛应用于传统车以及新能源车等车辆行业。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。