一种自动驾驶系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术的一种自动驾驶系统及其控制方法，包括传感器和车载计算单元和线控执行机构，所述的车载计算单元包括视觉感知处理器、融合决策单元和安全控制单元三个模块；所述视觉感知处理器直接处理接由传感器采集来的数据，再合理分配给融合决策单元和安全控制单元；所述融合决策单元结合车身状态数据和线控零件数据做出决策规划，并将决策规划信息传输给安全控制器；所述安全控制器根据决策规划信息向线控执行机构发出运动控制指令，本发明专利技术巧妙地将不同数据特点的传感器的计算处理任务分配给计算平台的不同组件模块。在保证了系统的安全性、冗余性和高效性的基础上，极大的降低了自动驾驶汽车的制造成本，为自动驾驶汽车的量产指明了方向。

An automatic driving system and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种自动驾驶系统及其控制方法
本专利技术涉及自动驾驶领域，特别涉及一种自动驾驶系统及其控制方法。
技术介绍
目前，很多自动驾驶造车企业不具备合理优化融合使用不同特征传感器的能力，采用的车载传感器不仅种类繁杂而且某些种类的传感器数量众多，为了保证计算平台具有与之匹配的高效强大数据计算处理性能，计算平台往往采用造价昂贵的单个芯片处理器负责所有数据的融合决策和对自动驾驶车辆的运动控制，如华为的MDC600自动驾驶系统、英伟达的DriverPX2自动驾驶系统和百度的apollo自动驾驶系统。所以，从系统设计角度出发在保证自动驾驶系统的冗余性、高效性和安全性的基础上降低自动驾驶汽车整车成本成为整个行业迫在眉睫需要解决的问题。现有的一件专利技术专利CN201810015286公开了一种自动驾驶系统，以提高自动驾驶系统的稳定性和可靠性，确保车辆安全自动驾驶。该自动驾驶系统包括：传感器，用于采集车辆周边的环境信息；数据交换控制器，对传感器采集的原始数据进行预处理计算得到环境信息；主决策单元，用于根据所述数据交换控制器得出的环境信息融合计算得到决策信息，将该决策信息发送给控制器；备选决策单元，用于在监测到所述主决策单元发生异常时，根据所述数据交换控制器得出的环境信息融合计算得到决策信息，并将该决策信息发送给控制器；控制器，用于根据接收到的决策信息计算得到车辆控制信息，并将车辆控制信息发送给车辆底层控制器对自动驾驶汽车进行运动控制。该专利技术提出将涉及车辆自动驾驶功能的所有数据计算处理任务分配给车载计算单元的决策单元和控制单元。为提高系统的冗余性和安全性，在主决策单元下增加备选决策单元；在主控制器下增加校验单元和备选控制单元。无疑，备选单元的出现不仅没有降低自动驾驶汽车的成本，反而使成本增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种经济适用，能够使车辆实现SAE分级标准下的L4自动驾驶功能的自动驾驶系统；为实现上述目的，本专利技术提供以下的技术方案：一种自动驾驶系统，其特征在于，包括传感器和车载计算单元和线控执行机构：所述的传感器为广义的传感器，包括车载传感器，用于定位和导航的GPS和探测元件；还包括能够通过环境感知能力获得数据的人机交互系统和通信系统；所述的车载计算单元包括视觉感知处理器、融合决策单元和安全控制单元三个模块；所述视觉感知处理器直接处理由传感器采集来的数据，再合理分配给融合决策单元和安全控制单元；所述融合决策单元结合车身状态数据和线控零件数据做出决策规划，并将决策规划信息传输给安全控制器；所述安全控制器根据决策规划信息向线控执行机构发出运动控制指令，并向所述融合决策单元传输车身状态数据。所述的视觉感知处理器由五个独立的单元组成，分别为处理前向双目摄像机、前向单目摄像机和驾驶员行为检测摄像机、环视摄像机、激光雷达。所述融合决策单元接收处理包括视觉感知处理器预处理过的数据，和所述传感器传输来的信息数据，同时还包括通信系统和人机交互系统传输来的信息数据。所述安全控制单元直接接收毫米波雷达数据和超声波雷达数据，车身状态数据通过CAN总线与安全控制器连接，线控零件数据通过LIN接口与安全控制器连接，安全控制器将上述信息传送给融合决策单元。所述的通信系统包括4G或5G通信系统以及V2X通信系统。所述的车载传感器包括传统的摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达、红外夜视，以及用于定位和导航的GPS和惯性测量单元，还包括高精度地图、V2X车联网装置；通过车载传感器所获得的数据不仅包括车辆周围信息，还包括交通状况信息。一种采用上述自动驾驶系统的控制方法，其特征是：A，传感器感知车辆周围信息和接收交通状况信息，并将这些信息传送给融合决策单元，B，融合决策单元对所有的外界输入信息进行计算处理并将决策信息发给安全控制器；C，所述安全控制器在决策信息的基础上结合车身状态数据将具体的控制指令发给车辆运动控制的执行结构。根据所述各个传感器采集的数据的特点将这些传感器的数据处理任务合理分配给融合决策单元和安全控制器进行数据处理。所述融合决策单元和所述安全控制器之间的信息交换是双向的，融合决策单元可以通过安全控制器接收从车身CAN总线传输过来的车身状态数据。所述毫米波雷达数据同时传输给融合决策单元和所述安全控制器，当融合决策单元停止工作时，安全控制单元还能够向执行机构发送指令。本专利技术自动驾驶系统通过合理优化地选择车载传感器并搭建与之匹配的计算平台，巧妙地将不同数据特点的传感器的计算处理任务分配给计算平台的不同组件模块。计算平台的这些组件模块在物理上具有一定独立不会相互影响正常工作，通过数据传输交互形成有机整体，完成自动驾驶车辆基于环境感知、融合决策和运动控制等功能上的L4级别(根据国际自动工程师协会的分级标准，SAE)的自动驾驶。通过以上的创造性设计，本专利技术提出的自动驾驶系统在保证了系统的安全性、冗余性和高效性的基础上，极大的降低了自动驾驶汽车的制造成本，为自动驾驶汽车的落地量产指明了方向。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。图1是本专利技术自动驾驶系统结构框架图；图2是自动驾驶系统的常规逻辑执行图；图3是本专利技术自动驾驶系统在通常情况下的信息传递控制方法示意图。具体实施方式下面对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的一种自动驾驶系统，包括传感器和车载计算单元和线控执行机构：所述的车载计算单元包括视觉感知处理器、融合决策单元和安全控制单元三个模块；所述视觉感知处理器直接处理由传感器采集来的数据，再合理分配给融合决策单元和安全控制单元；所述融合决策单元结合车身状态数据和线控零件数据做出决策规划，并将决策规划信息传输给安全控制器；所述安全控制器根据决策规划信息向线控执行机构发出运动控制指令，并向所述融合决策单元传输车身状态数据。所述的视觉感知处理器由五个独立的单元组成，分别为处理前向双目摄像机、前向单目摄像机、驾驶员行为检测摄像机、环视摄像机、采集与环境信息有关数据的激光雷达。所述融合决策单元接收处理包括视觉感知处理器预处理过的数据，和所述传感器传输来的信息数据，同时还包括通信系统和人机交互系统传输来的信息数据。所述安全控制单元直接接收毫米波雷达数据和超声波雷达数据，车身状态数据通过CAN总线与安全控制器连接，线控零件数据通过LIN接口与安全控制器连接，安全控制器将上述信息传送给融合决策单元。所述的通信系统包括4G或5G通信系统以及V2X通信系统。所述的车载传感器包括传统的摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达、红外夜视，以及用于定位和导航的GPS和惯性测量单元，还包括高精度地图、V2X车联网装置；通过车载传感器所获得的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动驾驶系统，其特征在于，包括传感器和车载计算单元和线控执行机构：/n所述的传感器为广义的传感器，包括车载传感器和用于定位和导航的GPS和探测元件；还包括能够通过环境感知能力获得数据的人机交互系统和通信系统；/n所述的车载计算单元包括视觉感知处理器、融合决策单元和安全控制单元三个模块；/n所述视觉感知处理器直接处理由传感器采集来的数据，再合理分配给融合决策单元和安全控制单元；/n所述融合决策单元结合车身状态数据和线控零件数据做出决策规划，并将决策规划信息传输给安全控制器；/n所述安全控制器根据决策规划信息向线控执行机构发出运动控制指令，并向所述融合决策单元传输车身状态数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶系统，其特征在于，包括传感器和车载计算单元和线控执行机构：
所述的传感器为广义的传感器，包括车载传感器和用于定位和导航的GPS和探测元件；还包括能够通过环境感知能力获得数据的人机交互系统和通信系统；
所述的车载计算单元包括视觉感知处理器、融合决策单元和安全控制单元三个模块；
所述视觉感知处理器直接处理由传感器采集来的数据，再合理分配给融合决策单元和安全控制单元；
所述融合决策单元结合车身状态数据和线控零件数据做出决策规划，并将决策规划信息传输给安全控制器；
所述安全控制器根据决策规划信息向线控执行机构发出运动控制指令，并向所述融合决策单元传输车身状态数据。


2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶系统，其特征在于，所述的视觉感知处理器由五个独立的单元组成，分别为处理前向双目摄像机、前向单目摄像机和驾驶员行为检测摄像机、环视摄像机、激光雷达。


3.根据权利要求1所述的一种自动驾驶系统，其特征在于，融合决策单元接收处理包括视觉感知处理器预处理过的数据，和所述传感器传输来的信息数据，同时还包括通信系统和人机交互系统传输来的信息数据。


4.根据权利要求1所述的一种自动驾驶系统，其特征在于，所述安全控制单元直接接收毫米波雷达数据和超声波雷达数据，车身状态数据通过CAN总线与安全控制器连接，线控零件数据通过LIN接口与安全控制器连接，安全控制器将上述信息传送给融合决策单元。


5.根据权利要求1所述的一种自动驾驶系...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦见伟，晋建峰，欧阳琼林，
申请(专利权)人：深圳市布谷鸟科技有限公司，恒大新能源汽车科技广东有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44