一种车辆无人驾驶系统的制作方法

本发明涉及一种车辆无人驾驶系统，具体涉及一种具有安全备份的无人驾驶系统。

背景技术：

随着技术的发展与推进，无人驾驶越来越成为当下技术推进的热点，相关技术成果也不断的向市场推广。

常见的无人驾驶系统，往往采用一台自动驾驶控制器直接控制车辆底盘和动力系统，这种单一的、集中式的自动驾驶控制架构，一方面在自动驾驶控制器发生问题时，车辆将处于失控状态，另一方面自动驾驶控制技术相对不成熟，缺乏有效保护机制，同时无人驾驶系统直接使用整车低压电源，存在很大的供电隐患和潜在的驾驶安全风险。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种车辆无人驾驶系统。

其包括：第一感知系统(100)、第二感知系统(200)、行为决策控制器(300)、ADAS控制器(400)、线控底盘主控制器(500)、供电系统(600)与底盘执行系统(900)，其中供电系统(600)为无人驾驶系统中各系统部件供电，第二感知系统(200)与行为决策控制器(300)通信连接，第一感知系统(100)中的融合设备(130)既与ADAS控制器(400)通信连接也与行为决策控制器通信连接(300)，行为决策控制器(300)与ADAS控制器(400)通信连接，ADAS控制器(400)与线控底盘主控制器(500)通信连接，线控底盘主控制器(500)控制底盘执行系统(900)；

为了进一步提升系统的安全可靠性，系统还包括行为执行控制器(700)，行为执行控制器(700)作为ADAS控制器的备份控制器与其通信，同时与线控底盘主控制器(500)连接；

更加优选的，系统还包括安全辅助控制器(800)，行为执行控制器(700)作为ADAS控制器(400)的备份控制器与其通信，安全辅助控制器(800)作为线控底盘主控制器的备份控制器与其连接，行为执行控制器(700)与安全辅助控制器(800)通信连接，安全辅助控制器(800)同样控制底盘执行系统(900)；

为了更进一步提高系统供电稳定性，供电系统(600)包括第一供电系统(610)与第二供电系统(620)，其中第一供电系统(610)为ADAS控制器(400)、第一感知系统100、安全辅助控制器(800)供电，第二供电系统为行为决策控制器(300)、行为执行控制器(700)、第二感知系统(200)、线控底盘主控制器(500)供电；不同于上述方案，供电系统(600)中的第一供电系统(610)与第二供电系统(620)也可同时为无人驾驶系统各感知、控制部件供电；

车辆无人驾驶系统的第一感知系统(100)包括前向视觉传感器(110)、前向毫米波雷达(120)、前向视觉毫米波融合设备(130)、侧向毫米波雷达(140)，第二感知系统(200)包括定位装置(210)、激光雷达(220)，但不仅限于这些传感装置；

更加优选的，底盘执行系统(900)包括第一底盘执行系统(910)与第二底盘执行系统(920)，其中线控底盘主控制器控制第一底盘执行系统(910)，安全辅助控制器(800)控制第二底盘执行系统(920)；

更加优选的，该车辆无人驾驶系统还可以设置有无线通信及存储装置(150)，无线通信及存储装置(150)与行为决策控制器(300)以及ADAS控制器(400)通信连接；

附图说明

图1为车辆无人驾驶系统框架示意图

图2为双供电系统分开供电实施例示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的车辆无人驾驶系统进行详细说明。

图1为车辆无人驾驶系统框架示意图，其中第一感知系统100、第二感知系统200、行为决策控制器300、ADAS控制器400、线控底盘主控制器500、供电系统600、行为执行控制器700、安全辅助控制器800与底盘执行系统900，其中供电系统600分为第一供电系统610与第二供电系统620，底盘执行系统900分为第一底盘执行系统910与第二底盘执行系统920。

图2为双供电系统分开供电实施例示意图。

其中，行为决策控制器300在硬件上具备强大的运算性能，支持软件上完成感知信息融合、逻辑分析、决策规划、路径规划等功能；ADAS为高级辅助驾驶系统，该系统中的ADAS控制器400在硬件上具备一定的运算能力，具有更高级别的车规级安全性能，同时具备传统ADAS中所涵盖的AEB(自动紧急刹车)、ACC(自动巡航)、LKA(车道保持)、BSD(盲点监测)、TJA(堵车辅助)等功能，这些功能作为自动驾驶规划的具体执行单元，由ADAS自主选择其中安全性最高的行为；行为执行控制器700具备一定运算力，以及和ADAS控制器相同的车规级安全性能，能够实现简易的车辆动力学控制。

第二感知系统200与行为决策控制器300通信连接，第一感知系统100既与ADAS控制器400通信连接也与行为决策控制器通信连接300，第二感知系统200即参与到ADAS控制器400信息感知中，同时也将感知的到信息反馈给行为决策控制器300；行为决策控制器300与ADAS控制器400通信连接，ADAS控制器400与线控底盘主控制器500通信连接，线控底盘主控制器500控制底盘执行系统900；

为了进一步提升系统的安全可靠性，系统还包括行为执行控制器700，行为执行控制器700作为ADAS控制器的备份控制器与其通信，同时与线控底盘主控制器500连接；

另一种实施方案，还可以再增加行为执行控制器700的同时再增加安全辅助控制器800，安全辅助控制器800作为线控底盘主控制器的备份控制器与其连接，行为执行控制器700与安全辅助控制器800通信连接，安全辅助控制器800同样控制底盘执行系统900；

该种架构使行为决策控制器不能直接作用于底盘控制，而是通过给出ADAS控制器400行为要求命令，在ADAS控制器400的约束下对车辆底盘进行控制，进而对ADAS自动驾驶发出的命令是否合理进行判定，可靠有效后方可实施前向视觉传感器110与毫米波雷达传感装置120的方案设计，可以采用单一摄像头配单一毫米波雷达的方案，也可以采用多个摄像头配多个毫米波雷达的方案，本技术为了提供系统整体的稳定性，采用前向单一视觉传感器配毫米波雷达，同时在车辆的四角各放置一个侧向毫米波雷达140。第二感知系统200则是目前自动驾驶车辆常用的定位装置210加激光雷达220的方案，必要时也可以加上无线通信及存储装置150，无线通信及存储装置150一般为市面上常用的T-box，从而进一步提升自动驾驶感知能力，但不限于上述提到的传感装置。

为了更进一步提高系统供电稳定性，供电系统600第一供电系统610与第二供电系统620，两套独立的供电系统将大幅度提升自动驾驶系统的整体稳定性，第一供电系统610与第二供电系统620即可同时为感知及控制器件进行供电；也可以采用图2所示的方式进行分开供电，其中第一供电系统610为ADAS控制器400、第一感知系统100、无线通信及存储装置150、安全辅助控制器800供电，第二供电系统620为行为决策控制器300、行为执行控制器700、第二感知系统200、线控底盘主控制器500供电；不同于上述方案，供电系统600中的第一供电系统610与第二供电系统620也可同时为无人驾驶系统各感知、控制部件供电，无线通信及存储装置；

更加优选的，底盘执行系统900包括第一底盘执行系统910与第二底盘执行系统920，其中线控底盘主控制器控制第一底盘执行系统910，安全辅助控制器800控制第二底盘执行系统920；

更加优选的，该车辆无人驾驶系统还可以设置有无线通信及存储装置130，无线通信及存储装置130与行为决策控制器300及ADAS控制器400通信连接；

该套系统涉及方案，可以进一步避免单点故障对无人驾驶系统可靠性带来的安全风险，提供多重等级的失效安全防护。

与该实施例所对应的控制方法包括：

针对上述结构，本发明还公布了相应控制方法，包括：

a.上电初始化：当初始化发生异常时，则进行报警，不启动自动驾驶任务，如果初始化正常，工作中底层反馈失效则优先底盘自身安全机制处理，无人驾驶系统发出求助信号；

b.系统初始状态检测：

包括：

(a)底盘状态检测；

(b)ADAS模组状态检测；

(c)行为决策模组状态检测；

如果检测状态为正常，则程序下行至执行无人驾驶任务阶段，

如果检测状态为非正常，则进行相应的故障报警，且车辆禁止启动；

c.执行无人驾驶任务，当初始状态检测到无任何故障反馈时，则无人驾驶车辆正常启动，开始执行相应的无人驾驶任务；

d.系统运行状态检测：

如果检测状态为正常，则程序巡行至e；

如果检测状态为故障，则启动对应的失效模式应对策略；

其中对应的状态检测包括：

(a)底盘状态检测包括：

检测到线控底盘主控制器500失效，所述的应对策略为：车辆依靠安全辅助控制器800进行车辆控制，限制车辆运动的最高速度，修正底盘控制指令，发出报警信息，完成既定任务后停车等候修理，

检测到安全辅助控制器800失效，所述的应对策略为：车辆依靠线控底盘主控制器500进行车辆控制，继续维持当前的行驶状态，发出报警信息，完成既定任务后停车等候修理；

(b)ADAS模组检测包括：

当检测到ADAS控制器400失效时，行为决策控制器300接受第二感知系统200与第一感知系统100的融合设备130的信息，并通过对行为执行控制器700发送控制命令使行为执行控制器700控制安全辅助控制器800，限制车辆运动的最高速度，修正底盘控制指令，发出报警信息，完成既定任务后停车等候修理；

当检测到前向视觉毫米波融合设备130失效时，行为决策控制器300通过输出决策命令至ADAS控制器400，ADAS控制器400控制线控底盘主控制器500，限制车辆运动的最高速度，修正底盘控制指令，发出报警信息，完成既定任务后停车等候修理；

当检测到前向视觉传感器110失效时，行为决策控制器300通过输出决策命令至ADAS控制器400，ADAS控制器400控制线控底盘主控制器500，限制车辆运动的最高速度，修正底盘控制指令，发出报警信息，完成既定任务后停车等候修理；

当检测到前向毫米波雷达120失效时，行为决策控制器300通过输出决策命令至ADAS控制器400，ADAS控制器400控制线控底盘主控制器500，继续维持当前的行驶状态，发出报警信息，完成既定任务后停车等候修理；

当检测到侧向毫米波雷达140失效时，继续维持当前的行驶状态，发出报警信息，完成既定任务后停车等候修理；

(c)行为决策模组状态检测包括：

当检测到行为决策控制器失效时，由第一感知系统100、无线通信及存储装置150与ADAS控制器400配合，立刻执行靠边停车，并发出报警信息与车辆位置，等候修理；

当检测到激光雷220达失效时，行为决策控制器通过输出决策命令至ADAS控制器，ADAS控制器控制线控底盘主控制器，立刻执行靠边停车，并发出报警信息与车辆位置，等候修理；

当检测定位装置210失效时，行为决策控制器通过输出决策命令至ADAS控制器，ADAS控制器控制线控底盘主控制器，立刻执行靠边停车，并发出报警信息与车辆位置，等候修理；

当检测到无线通信及存储装置150失效时，行为决策控制器300通过输出决策命令至ADAS控制器400，ADAS控制器400控制线控底盘主控制器500，继续维持当前的行驶状态，发出报警信息，完成既定任务后停车等候修理。

e.判断是否需要结束：

如果为是，则程序跳出；

如果为否，则程序循环至c

本发明仅以上述实施例进行说明，控制器系统的耦合关系、线控底盘上各执行机构的布置位置及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别控制器和部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。