一种无人驾驶汽车控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种无人驾驶汽车控制系统，包括微控制器、时钟模块、液晶触摸屏和无线通信模块，所述微控制器的输入端接有障碍物检测模块、定位导航模块和摄像头，以及按键操作模块、倾角检测模块和车速检测传感器，所述定位导航模块包括陀螺仪和GPS定位模块，所述障碍物检测模块包括第一毫米波雷达、第二毫米波雷达和二维激光雷达，以及三维激光雷达，所述倾角检测模块包括三轴倾角传感器和信号处理电路，所述微控制器的输出端接有语音报警模块和电机模块，所述电机模块包括电机驱动模块和电机。本实用新型专利技术设计电路简单，设计合理，实时检测障碍物，消除障碍物检测盲区，定位准确，提高无人驾驶汽车行驶的安全性，实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于无人驾驶汽车
，具体涉及一种无人驾驶汽车控制系统。
技术介绍
近年来，受经济迅速增长和汽车保有量激增等交通问题的影响，使得交通事故频发，特别遇到大雾及阴雨天气汽车事故呈高发态势，造成严重的时间浪费，环境的深度污染以及财产的巨大损失。无人驾驶汽车是对道路信息的感知、对行驶路径的自主规划及智能决策、包含了人工智能、计算机科学与技术、通信与信号处理、机器视觉以及自动化与控制等多门技术，它是依靠环境感知模块采集数据信息利用工控机进行数据处理实现路径规划及整车的运行，当车偏离斑马线、自主变道、遇红绿灯交通标志、前车距离较近时预警模块与人机交互模块结合及时的辅助无人驾驶汽车安全行驶，减少交通事故的发生。因此，无人驾驶车辆能够提高交通安全性和道路通行能力，但是无人驾驶汽车控制是非常重要。为了保障无人驾驶汽车行驶安全，无人驾驶汽车应该能够避障，然而目前无人驾驶汽车的控制还存在一些不足：第一，无人驾汽车一般安装GPS定位进行导航，但是当无人汽车进入隧道或树林较密集的地区，不能获取GPS信号，从而不能获得无人驾驶汽车当前的位置信息，而且在GPS信号严重干扰下，影响无人驾驶汽车的定位及行驶问题；第二，无人驾驶汽车上搭载的摄像头能进行标志线、障碍物等的检测，但是当无人汽车在大雾或阴雨天气时行驶，摄像头采集到的视频容易受到干扰，产生错误判断，从而使无人驾驶汽车与其他车辆发生碰撞，引发交通事故；第三，当无人驾驶汽车的俯仰角或横滚角偏大时，如果不能及时进行提醒并做出判断，容易使无人驾驶汽车作离心运动，造成侧滑或翻车交通事故，影响人身安全。因此，现如今缺少一种结构简单、成本低、设计合理的无人驾驶汽车控制系统，实时检测障碍物，消除障碍物检测盲区，定位准确，提高无人驾驶汽车行驶的安全性。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种无人驾驶汽车控制系统，其设计电路简单，设计合理，实时检测障碍物，消除障碍物检测盲区，定位准确，提高无人驾驶汽车行驶的安全性，实用性强，便于推广使用。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种无人驾驶汽车控制系统，包括汽车本体，其特征在于：包括微控制器、以及与微控制器相接的时钟模块、液晶触摸屏和无线通信模块，所述无线通信模块与手机进行无线通信，所述微控制器的输入端接有障碍物检测模块、定位导航模块和摄像头，以及按键操作模块、倾角检测模块和车速检测传感器，所述定位导航模块包括陀螺仪和GPS定位模块，所述障碍物检测模块包括安装在无人驾驶汽车前侧中部的第一毫米波雷达、安装在无人驾驶汽车后侧中部的第二毫米波雷达和安装在无人驾驶汽车左右两侧的二维激光雷达，以及安装在无人驾驶汽车顶部的三维激光雷达，所述倾角检测模块包括三轴倾角传感器和与三轴倾角传感器输出端相接的信号处理电路，所述GPS定位模块、第一毫米波雷达、第二毫米波雷达和信号处理电路的输出端均与微控制器的输入端相接，所述GPS定位模块接有GPS天线，所述二维激光雷达通过第一串行接口电路与微控制器连接，所述三维激光雷达通过第二串行接口电路与微控制器连接，所述微控制器的输出端接有语音报警模块和电机模块，所述电机模块包括电机驱动模块和与电机驱动模块输出端相接的电机，所述电机驱动模块和三轴倾角传感器的输入端均与微控制器的输出端相接。上述的一种无人驾驶汽车控制系统，其特征在于：所述第一串行接口电路和第二串行接口电路均为RS232串行接口电路或RS485串行接口电路。上述的一种无人驾驶汽车控制系统，其特征在于：所述车速检测传感器包括激光测速传感器。上述的一种无人驾驶汽车控制系统，其特征在于：所述时钟模块包括芯片PCF8563。上述的一种无人驾驶汽车控制系统，其特征在于：所述三轴倾角传感器包括三轴倾角传感器MMA7260Q，所述三轴倾角传感器MMA7260Q的第1引脚、第2引脚和第12引脚均与微控制器相接，所述三轴倾角传感器MMA7260Q的第13引脚与电阻R6的一端相接，所述三轴倾角传感器MMA7260Q的第14引脚与电阻R4的一端相接，所述三轴倾角传感器MMA7260Q的第15引脚与电阻R1的一端相接，所述电阻R6的另一端分两路，一路经电容C3接地，另一路为三轴倾角传感器的第一信号输出端；所述电阻R4的另一端分两路，一路经电容C4接地，另一路为三轴倾角传感器的第二信号输出端；所述电阻R1的另一端分两路，一路经电容C5接地，另一路为三轴倾角传感器的第三信号输出端。上述的一种无人驾驶汽车控制系统，其特征在于：所述信号处理电路包括芯片TLC2274，所述芯片TLC2274的第3引脚经串联的电容C1和电阻R2与三轴倾角传感器的第三信号输出端相接，所述芯片TLC2274的第5引脚经串联的电容C2和电阻R5与三轴倾角传感器的第二信号输出端相接，所述芯片TLC2274的第10引脚经串联的电容C6和电阻R9与三轴倾角传感器的第一信号输出端相接，所述芯片TLC2274的第2引脚经电阻R3接地，所述芯片TLC2274的第6引脚经电阻R7接地，所述芯片TLC2274的第9引脚经电阻R8接地，所述芯片TLC2274的第2引脚与第1引脚的连接端、芯片TLC2274的第6引脚与第7引脚的连接端、芯片TLC2274的第9引脚与第10引脚的连接端均与微控制器相接。上述的一种无人驾驶汽车控制系统，其特征在于：所述GPS天线和陀螺仪均位于无人驾驶汽车的外部，所述微控制器、摄像头、按键操作模块和语音报警模块均位于无人驾驶汽车的内部。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术通过设置车速检测传感器和三轴倾角传感器，实时检测无人驾驶汽车的行驶速度和行驶中的俯仰角及横滚角，避免无人驾驶汽车在行驶中速度、俯仰角和横滚角过大，使无人驾驶汽车作离心运动，造成侧滑或翻车交通事故。2、通过设置第一毫米波雷达和第二毫米波雷达，实时检测无人驾驶汽车的前方和后方是否存在障碍物，避免无人汽车发生追尾或被追尾，在大雾或阴雨天气时因毫米波雷的信号损失较小，所以检测精度较高，有效地防止大雾或阴雨天气中无人驾驶汽车与其他车辆的碰撞。3、本技术通过设置二维激光雷达，分别对无人驾驶汽车的左右两侧的障碍物进行实时检测，当二维激光雷达未检测到障碍物时，提示无人驾驶汽车超车，保证无人驾驶汽车超车安全，通过设置三维激光雷达，对无人驾驶汽车的四周的障碍物及无人驾驶汽车上方的障碍物进行检测，实现障碍物的实时检测，且消除障碍物检测盲区，提高无人驾驶汽车行驶的安全性。4、本技术通过设置GPS定位模块和陀螺仪，能够实时检测无人驾驶汽车所处的经度、纬度和海拔高度等位置信息，当未获取GPS定位模块的信号时，则通过陀螺仪实时检测无人驾驶汽车的空间姿态数据，定位准确，实现无人驾驶汽车的正常行驶。综上所述，本技术设计电路简单，设计合理，实时检测障碍物，消除障碍物检测盲区，定位准确，提高无人驾驶汽车行驶的安全性，实用性强，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本技术的电路原理框图。图2为本技术的结构示意图。图3为本技术三轴倾角传感器和信号处理电路的连接关系示意图。附图标记说明:1—微控制器；2—陀螺仪；3-2—GP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人驾驶汽车控制系统，其特征在于：包括微控制器(1)、以及与微控制器(1)相接的时钟模块(8)、液晶触摸屏(9)和无线通信模块(10)，所述无线通信模块(10)与手机(11)进行无线通信，所述微控制器(1)的输入端接有障碍物检测模块、定位导航模块和摄像头(16)，以及按键操作模块(13)、倾角检测模块和车速检测传感器(4)，所述定位导航模块包括陀螺仪(2)和GPS定位模块(3‑2)，所述障碍物检测模块包括安装在无人驾驶汽车前侧中部的第一毫米波雷达(7‑1)、安装在无人驾驶汽车后侧中部的第二毫米波雷达(7‑2)和安装在无人驾驶汽车左右两侧的二维激光雷达(5‑1)，以及安装在无人驾驶汽车顶部的三维激光雷达(6‑1)，所述倾角检测模块包括三轴倾角传感器(15‑1)和与三轴倾角传感器(15‑1)输出端相接的信号处理电路(15‑2)，所述GPS定位模块(3‑2)、第一毫米波雷达(7‑1)、第二毫米波雷达(7‑2)和信号处理电路(15‑2)的输出端均与微控制器(1)的输入端相接，所述GPS定位模块(3‑2)接有GPS天线(3‑1)，所述二维激光雷达(5‑1)通过第一串行接口电路(5‑2)与微控制器(1)连接，所述三维激光雷达(6‑1)通过第二串行接口电路(6‑2)与微控制器(1)连接，所述微控制器(1)的输出端接有语音报警模块(12)和电机模块，所述电机模块包括电机驱动模块(14‑1)和与电机驱动模块(14‑1)输出端相接的电机(14‑2)，所述电机驱动模块(14‑1)和三轴倾角传感器(15‑1)的输入端均与微控制器(1)的输出端相接。...

【技术特征摘要】
1.一种无人驾驶汽车控制系统，其特征在于：包括微控制器(1)、以及与微控制器(1)相接的时钟模块(8)、液晶触摸屏(9)和无线通信模块(10)，所述无线通信模块(10)与手机(11)进行无线通信，所述微控制器(1)的输入端接有障碍物检测模块、定位导航模块和摄像头(16)，以及按键操作模块(13)、倾角检测模块和车速检测传感器(4)，所述定位导航模块包括陀螺仪(2)和GPS定位模块(3-2)，所述障碍物检测模块包括安装在无人驾驶汽车前侧中部的第一毫米波雷达(7-1)、安装在无人驾驶汽车后侧中部的第二毫米波雷达(7-2)和安装在无人驾驶汽车左右两侧的二维激光雷达(5-1)，以及安装在无人驾驶汽车顶部的三维激光雷达(6-1)，所述倾角检测模块包括三轴倾角传感器(15-1)和与三轴倾角传感器(15-1)输出端相接的信号处理电路(15-2)，所述GPS定位模块(3-2)、第一毫米波雷达(7-1)、第二毫米波雷达(7-2)和信号处理电路(15-2)的输出端均与微控制器(1)的输入端相接，所述GPS定位模块(3-2)接有GPS天线(3-1)，所述二维激光雷达(5-1)通过第一串行接口电路(5-2)与微控制器(1)连接，所述三维激光雷达(6-1)通过第二串行接口电路(6-2)与微控制器(1)连接，所述微控制器(1)的输出端接有语音报警模块(12)和电机模块，所述电机模块包括电机驱动模块(14-1)和与电机驱动模块(14-1)输出端相接的电机(14-2)，所述电机驱动模块(14-1)和三轴倾角传感器(15-1)的输入端均与微控制器(1)的输出端相接。2.按照权利要求1所述的一种无人驾驶汽车控制系统，其特征在于：所述第一串行接口电路(5-2)和第二串行接口电路(6-2)均为RS232串行接口电路或RS485串行接口电路。3.按照权利要求1或2所述的一种无人驾驶汽车控制系统，其特征在于：所述车速检测传感器(4)包括激光测速传感器。4.按照权利要求1或2所述的一种无人驾驶汽车控制系统，其特征在于：所述时钟模块(8)包括芯片P...

【专利技术属性】
技术研发人员：张传伟，崔万豪，赵东刚，王挪婷，王娅琳，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61