一种自动驾驶电动车高速变道控制系统的制作方法

本发明涉及电动汽车领域，特别是涉及一种自动驾驶电动车高速变道控制系统。

背景技术：

车辆在高速公路上行驶时，换道行为是主要的驾驶行为，换道行为是在对周围车辆的车速、间距及道路使用情况、交通管理等一系列交通环境的分析后，为达到期望驾驶目标而采取的驶离本车道换入相邻车道的驾驶行为；车辆一方面需要完成换道所需的横向运动，另一方面在纵向运动中需要考虑与原车道、目标车道两个车道上前导车之间的跟驰关系，以及对原车道、目标车道后随车的影响，激进的、不合理的换道对行车延误和驾驶安全有重大影响。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种自动驾驶电动车高速变道控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

提供一种自动驾驶电动车高速变道控制系统，包括：车载主控单元、中央处理单元、车载传感单元、网络通信单元，所述车载主控单元根据车载传感单元检测得到的车辆运动状态信息和网络通信单位传输的周围交通环境信息，做出车辆控制指令下传给中央处理单元；所述中央处理单元执行车载主控单元的车辆控制指令，实施车辆的加速、制动、转向、巡航；所述车载传感单元通过车载传感器检测车辆自身和相邻车辆的运动参数；所述网络通信单元用于车内所有电器与电子单元的状态信息和控制信息的传输、车辆与通信范围内的周围车辆进行信息交互。

在本发明一个较佳实施例中，所述车载主控单元包括主控制器、can通信模块、串口通信模块、电源与保护电路模块。

在本发明一个较佳实施例中，所述中央处理单元底层控制单元包括电子稳定系统控制模块、自动变速器控制模块、电动助力转向控制模块、制动与驱动控制模块。

在本发明一个较佳实施例中，所述车载传感器包括车载惯性传感器、车轮转向传感器、油门踏板位置传感器。

在本发明一个较佳实施例中，所述网络通信单元包括车内通信单元和车辆环境通信单元。

在本发明一个较佳实施例中，所述车内通信单元包括can总线。

在本发明一个较佳实施例中，所述车辆环境通信单元接收通信范围内的周围车辆传递自身的速度、加速度、位置和期望驾驶决策。

在本发明一个较佳实施例中，所述车载主控单元根据自身运动状态参数和周围车辆运动状态参数，判断是否有换道需求和换道是否可行，若有换道需求且换道可行，将期望换道决策发送给通信范围内所有车辆，同时接收通信范围内其他车辆的期望驾驶决策。

在本发明一个较佳实施例中，所述期望换道决策存在相互影响或者干扰的两辆车分别采用博弈论的方法，重新进行驾驶决策。

在本发明一个较佳实施例中，所述自身运动状态参数和周围车辆运动状态参数以固定的时间间隔进行更新。

本发明的有益效果是：提供一种自动驾驶电动车高速变道控制系统，车辆的车载传感单元实时监测车辆的加速度、速度、位置等信息，车载主控单元对周围交通环境状态信息计算、处理、分析后，产生最终驾驶决策，并且向中央处理单元发出车辆驾驶操作控制指令，车辆运动状态发生改变，同时发送给通信范围内的其他所有车辆，具有很好的效率、均质性、安全性和舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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它的附图，其中：

图1是本发明的自动驾驶电动车高速变道控制系统一较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种自动驾驶电动车高速变道控制系统，包括：车载主控单元、中央处理单元、车载传感单元、网络通信单元。

车载主控单元根据车载传感单元检测得到的车辆运动状态信息和网络通信单位传输的周围交通环境信息，做出车辆控制指令下传给中央处理单元，车载主控单元包括主控制器、can通信模块、串口通信模块、电源与保护电路模块。

中央处理单元执行车载主控单元的车辆控制指令，实施车辆的加速、制动、转向、巡航，中央处理单元底层控制单元包括电子稳定系统控制模块、自动变速器控制模块、电动助力转向控制模块、制动与驱动控制模块。

车载传感单元通过车载传感器检测车辆自身和相邻车辆的运动参数，车载传感器包括车载惯性传感器、车轮转向传感器、油门踏板位置传感器。

车载惯性传感器可以监测车辆的纵向加速度、横向加速度和偏航角度；车轮转向传感器可以监测车轮的偏转角度，油门（或刹车）踏板位置传感器可以实时监测踏板位置，根据车轮偏转角度和油门（或刹车）踏板的位置，也可经计算获得车辆的纵向加速度、横向加速度和偏航角度；车载传感单元通过can总线技术实现信息共享，经中央处理单元比较、分析、处理和融合，可获得较高精度的车辆加速度测量值，同理，亦可得到较高精度的车辆速度、位置等车辆自身运动状态测量值；对于与相邻车辆的相对运动关系，可通过雷达、微波、视频等传感器直接检测，比如，利用雷达等传感器可以实时监测车辆自身分别与前导车、后随车的车头间距、相对速度等。

根据车载传感单元获得的自身车辆位置、速度、加速度，以及与相邻车辆的相对运动关系等信息，有助于自身车辆做出合理的换道决策。

车轮的电机转动的同时也带动相应的被测传感器转动，由此将目标速度曲线输入给被测传感器，被测传感器将测量到的转动信息通过模拟信号的方式输出给速度传感器接口单元；速度传感器接口单元中的硬件电路将模拟信号转化为速度传感器信息处理单元数字信号，通过中央处理单元处理这些数字信号，中央处理单元通过计算该数字信号的频率和方波个数，并结合被测车轮的轮径值与测速通道信号频率检测范围计算出当前被测传感器所测量到的车轮运动速度和里程，其中轮径值与测速通道信号频率检测范围由车轮信息处理单元以报文的形式发送给速度传感器信息处理单元。

网络通信单元用于车内所有电器与电子单元的状态信息和控制信息的传输、车辆与通信范围内的周围车辆进行信息交互，网络通信单元包括车内通信单元和车辆环境通信单元，车内通信单元包括can总线，车辆环境通信单元接收通信范围内的周围车辆传递自身的速度、加速度、位置和期望驾驶决策。

车载主控单元根据自身运动状态参数和周围车辆运动状态参数，判断是否有换道需求和换道是否可行，若有换道需求且换道可行，将期望换道决策发送给通信范围内所有车辆，同时接收通信范围内其他车辆的期望驾驶决策；期望换道决策存在相互影响或者干扰的两辆车分别采用博弈论的方法，重新进行驾驶决策，如协同换道或不换道等；自身运动状态参数和周围车辆运动状态参数以固定的时间间隔进行更新。

本发明自动驾驶电动车高速变道控制系统的有益效果是：提供一种自动驾驶电动车高速变道控制系统，车辆的车载传感单元实时监测车辆的加速度、速度、位置等信息，车载主控单元对周围交通环境状态信息计算、处理、分析后，产生最终驾驶决策，并且向中央处理单元发出车辆驾驶操作控制指令，车辆运动状态发生改变，同时发送给通信范围内的其他所有车辆，具有很好的效率、均质性、安全性和舒适性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。