一种汽车无人驾驶模式的控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及汽车无人驾驶技术领域，公开了一种汽车无人驾驶模式的控制系统及方法，所述的控制系统包括环境感知模块、横向控制模块、纵向控制模块、中心控制模块、行为数据采集模块和决策执行模块。本发明专利技术设有的行为数据采集模块，通过CAN总线与中心控制模块和决策执行模块连接，在人工驾驶模式下接收决策执行模块的特征信息，并通过构建人工神经网络模型获取在不同行驶工况下的最佳行为参数，并将获取的最佳行为参数与执行反馈信息进行数据融合，生成具有人类驾驶特性的决策指令用于控制决策执行模块，使其控制结果及控制过程更加接近于人工驾驶模式，与人类的驾驶习惯相匹配，可以提升乘客体验感。提升乘客体验感。提升乘客体验感。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车无人驾驶模式的控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及汽车无人驾驶
，特别涉及一种汽车无人驾驶模式的控制系统及方法。

技术介绍

[0002]无人驾驶车辆的横向和纵向控制系统是无人驾驶系统能够稳定、安全运行的基础。现有的无人驾驶车辆的控制系统大多采用基于误差反馈的闭环控制系统。其原理是通过高精度的数学解析模型将误差迅速控制为零的状态，但在驾驶员实际驾驶过程中，对细小误差并不十分敏感，只有当误差大于某个阈值，驾驶员才会采取控制动作，且由于每个驾驶员的驾驶习惯不同，对于车辆行驶状态的控制也存在很大差异，这使得在控制系统自动驾驶模式下的控制效果难以与人类的驾驶习惯相匹配，导致乘客感到不适，甚至出现恐慌情绪，体验感较差，因此，在保证安全的情况下，设计出符合人类驾驶习惯的无人驾驶控制系统是十分有必要的，为此，我们提出一种汽车无人驾驶模式的控制系统及方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种汽车无人驾驶模式的控制系统及方法，本专利技术设有的行为数据采集模块，通过CAN总线与中心控制模块和决策执行模块连接，在人工驾驶模式下接收决策执行模块的特征信息，并通过构建人工神经网络模型获取在不同行驶工况下的最佳行为参数，并将获取的最佳行为参数与执行反馈信息进行数据融合，生成具有人类驾驶特性的决策指令用于控制决策执行模块，使其控制结果及控制过程更加接近于人工驾驶模式，与人类的驾驶习惯相匹配，可以提升乘客体验感，可以有效解决
技术介绍
中的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0005]一种汽车无人驾驶模式的控制系统，包括环境感知模块、横向控制模块、纵向控制模块、中心控制模块、行为数据采集模块和决策执行模块，所述环境感知模块获取并处理行驶过程中的决策影响参数，并将获取的决策影响参数通过CAN总线发送至所述中心控制模块，所述中心控制模块根据获取的决策影响参数生成决策指令，并将决策指令发送至所述横向控制模块和所述纵向控制模块，由所述横向控制模块和所述纵向控制模块发出执行指令至所述决策执行模块，并采集所述决策执行模块的执行反馈信息回馈至所述中心控制模块，实现无人驾驶模式的闭环控制，其特征在于：所述行为数据采集模块通过CAN总线与所述中心控制模块和所述决策执行模块连接，在人工驾驶模式下接收所述决策执行模块的特征信息，并通过构建人工神经网络模型获取在不同行驶工况下的最佳行为参数，将获取的最佳行为参数与执行反馈信息进行数据融合，生成具有人类驾驶特性的决策指令。
[0006]进一步的，所述环境感知模块包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达、INS/GPS组合导航系统。
[0007]进一步的，所述决策执行模块包括油门控制机构、制动控制机构、档位控制机构和
方向控制机构。
[0008]进一步的，所述行为数据采集模块包括单片机、油门开度传感器、制动压力传感器、档位信息获取装置和方向盘转角传感器。
[0009]进一步的，所述摄像头分布在车顶或车辆挡风玻璃处，用于获取车道中心线、交通信号灯和交通标志信息，所述激光雷达均布安装于车身周围，用于获取静态障碍物的距离、方位和轮廓数据，所述毫米波雷达固定安装于车辆顶部中间位置，用于获取车辆周边动态障碍物的ID、方位、距离和速度，所述INS/GPS组合导航系统用于获得车辆当前的经度、纬度、航向角、速度、俯仰角、横滚角和GPS时间信息。
[0010]进一步的，所述特征信息为人工驾驶模式时不同行驶工况下的油门开度传感器数值、制动压力传感器数值、档位信息和方向盘转角传感器数值。
[0011]进一步的，所述的行驶工况包括跟驰工况、巡航工况、变道工况和避障工况。
[0012]进一步的，所述执行反馈信息为无人驾驶模式时不同行驶工况下的油门开度传感器数值、制动压力传感器数值、档位信息和方向盘转角传感器数值。
[0013]进一步的，所述的人工神经网络模型以人工驾驶模式时不同行驶工况下的特征信息归一化指标作为神经网络的输入向量X＝(x
i,j
)，以无人驾驶模式时不同行驶工况下的执行反馈信息归一化指标作为目标输出向量Y＝(y
i
)，隐层取6个神经元，隐层和输出层的传递函数分别选为Sigmoid和Pureline函数，训练次数不少于1000次。
[0014]进一步的，该控制系统的控制方法为：
[0015]步骤一：分别采集人工驾驶模式和无人驾驶模式时不同行驶工况下的油门开度传感器数值、制动压力传感器数值、档位信息和方向盘转角传感器数值；
[0016]步骤二：以人工驾驶模式时不同行驶工况下的油门开度传感器数值、制动压力传感器数值、档位信息和方向盘转角传感器数值的归一化指标作为神经网络的输入向量X＝(x
i,j
)，以无人驾驶模式时不同行驶工况下的油门开度传感器数值、制动压力传感器数值、档位信息和方向盘转角传感器数值的归一化指标作为目标输出向量Y＝(y
i
)，隐层取6个神经元，隐层和输出层的传递函数分别选为Sigmoid和Pureline函数，训练次数不少于1000次，得到输入向量与输出向量之间的函数关系，并通过函数关系式获取在不同行驶工况下的最佳行为参数；
[0017]步骤三：将获取的最佳行为参数数据与执行反馈信息进行数据融合，生成具有人类驾驶特性的决策指令；
[0018]步骤四：所述环境感知模块获取并处理行驶过程中的决策影响参数，并将获取的决策影响参数通过CAN总线发送至所述中心控制模块，所述中心控制模块根据获取的决策影响参数生成具有人类驾驶特性的决策指令，并将决策指令发送至所述横向控制模块和所述纵向控制模块，由所述横向控制模块和所述纵向控制模块发出执行指令至所述决策执行模块，并通过所述决策执行模块的油门控制机构控制油门开度大小，通过制动控制机构控制制动压力大小，通过档位控制机构控制档位，通过方向控制机构控制方向盘转角，并采集所述决策执行模块的执行反馈信息回馈至所述中心控制模块。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0020](1)通过设有的行为数据采集模块，通过CAN总线与中心控制模块和决策执行模块连接，在人工驾驶模式下接收决策执行模块的特征信息，并通过构建以人工驾驶模式时不
同行驶工况下的油门开度传感器数值、制动压力传感器数值、档位信息和方向盘转角传感器数值的归一化指标作为神经网络的输入向量，以无人驾驶模式时不同行驶工况下的油门开度传感器数值、制动压力传感器数值、档位信息和方向盘转角传感器数值的归一化指标作为目标输出向量的人工神经网络模型获取在不同行驶工况下的最佳行为参数，将获取的最佳行为参数与执行反馈信息进行数据融合，生成具有人类驾驶特性的决策指令用于控制决策执行模块，使其控制结果及控制过程更加接近于人工驾驶模式，与人类的驾驶习惯相匹配，可以提升乘客体验感。
附图说明
[0021]图1为本专利技术一种汽车无人驾驶模式的控制系统在无人驾驶模式下的整体结构示意图；
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车无人驾驶模式的控制系统，包括环境感知模块、横向控制模块、纵向控制模块、中心控制模块、行为数据采集模块和决策执行模块，所述环境感知模块获取并处理行驶过程中的决策影响参数，并将获取的决策影响参数通过CAN总线发送至所述中心控制模块，所述中心控制模块根据获取的决策影响参数生成决策指令，并将决策指令发送至所述横向控制模块和所述纵向控制模块，由所述横向控制模块和所述纵向控制模块发出执行指令至所述决策执行模块，并采集所述决策执行模块的执行反馈信息回馈至所述中心控制模块，实现无人驾驶模式的闭环控制，其特征在于：所述行为数据采集模块通过CAN总线与所述中心控制模块和所述决策执行模块连接，在人工驾驶模式下接收所述决策执行模块的特征信息，并通过构建人工神经网络模型获取在不同行驶工况下的最佳行为参数，将获取的最佳行为参数与执行反馈信息进行数据融合，生成具有人类驾驶特性的决策指令。2.根据权利要求1所述的一种汽车无人驾驶模式的控制系统，其特征在于：所述环境感知模块包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达、INS/GPS组合导航系统。3.根据权利要求1所述的一种汽车无人驾驶模式的控制系统，其特征在于：所述决策执行模块包括油门控制机构、制动控制机构、档位控制机构和方向控制机构。4.根据权利要求1所述的一种汽车无人驾驶模式的控制系统，其特征在于：所述行为数据采集模块包括单片机、油门开度传感器、制动压力传感器、档位信息获取装置和方向盘转角传感器。5.根据权利要求2所述的一种汽车无人驾驶模式的控制系统，其特征在于：所述摄像头分布在车顶或车辆挡风玻璃处，用于获取车道中心线、交通信号灯和交通标志信息，所述激光雷达均布安装于车身周围，用于获取静态障碍物的距离、方位和轮廓数据，所述毫米波雷达固定安装于车辆顶部中间位置，用于获取车辆周边动态障碍物的ID、方位、距离和速度，所述INS/GPS组合导航系统用于获得车辆当前的经度、纬度、航向角、速度、俯仰角、横滚角和GPS时间信息。6.根据权利要求1所述的一种汽车无人驾驶模式的控制系统，其特征在于：所述特征信息为人工驾驶模式时不同行驶工况下的油门开度传感器数值、制动压力传感器数值、档位信息和方向盘转角传感器数值。7.根据权利要求1所述的一种汽车无人驾驶模式的控制系统，其特征在于：所述的行驶工况包括跟驰工况、巡航工况、变道工况和避障工况。8.根据权利要求1所述的一种汽车无人驾驶模式的控制系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李咏东，
申请(专利权)人：广州唯友斯工程机械配件有限公司，
类型：发明
国别省市：