一种复杂地形无人车自动驾驶系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种复杂地形无人车自动驾驶系统及方法，能够为军队适应未来信息化、智能化、无人化战场及特殊后勤服务提供了装备基础。本发明专利技术的系统包括上位机控制模块、下位机控制模块和移动模块。上位机控制模块和下位机控制模块通过电台进行通讯，下位机控制模块通过CAN报文和冗余电压设计对移动模块进行控制。本发明专利技术系统提高了部队地面无人车装备自动化程度，提高工作效率，降低训练成本，为军队适应未来信息化、智能化、无人化战场及特殊后勤服务提供了装备基础。本发明专利技术方法基于本发明专利技术无人车自动驾驶系统提出，充分考虑无人车的复杂地形和特殊场合使用条件，提高系统使适用性，稳定可靠。稳定可靠。稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂地形无人车自动驾驶系统及方法


[0001]本专利技术涉及无人车自动驾驶
，具体涉及一种复杂地形无人车自动驾驶系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，借助速度更快的电脑、可靠的硬件传感器，以及被称为“深度学习”的新一代人工智能软件，无人车自动驾驶技术应运而生。很多公司都在大力发展无人车自动驾驶技术，但是大部分停留在普通群众的公共交通工具领域中，并且规划路径一般都是默认在结构化道路上行驶。然而无人车自动驾驶同样是在军队中有需求，尤其是在一些复杂地形执行一些特殊任务，因此急需提升地面无人车装备，为军队适应未来信息化、智能化、无人化战场及特殊后勤服务提供了装备基础。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提出了一种复杂地形无人车自动驾驶系统及方法，能够为军队适应未来信息化、智能化、无人化战场及特殊后勤服务提供了装备基础。
[0004]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0005]本专利技术的一种复杂地形无人车自动驾驶系统，包括上位机控制模块、下位机控制模块和移动模块；上位机控制模块和下位机控制模块通过电台进行通讯，上位机控制模块为下位机控制模块提供目标坐标，下位机控制模块提供无人车基本行驶信息；下位机控制模块通过CAN报文和冗余电压设计对移动模块进行控制。
[0006]其中，所述下位机控制模块包括移动端电台、工控机、MCU、EPS、双天线GPS、继电器控制器、双目相机和激光雷达，移动端电台包括移动端数传电台和移动端图传电台；双目相机和激光雷达将采集的行驶路况信息发送到工控机，工控机对接收到的信息进行解算后得到路况三维模型并发送给MCU，无人车的自动驾驶程序存储在MCU中，MCU根据接收到的信息和无人车的自动驾驶程序起到控制作用，MCU通过移动端数传电台和上位机控制模块进行通讯，获取目标坐标。
[0007]其中，所述移动模块包括ECU、配备大直径轮毂的无人车底盘系统、档位电机、脚刹液压系统、转向机构、手刹电机、灯光选择系统和上电打火；MCU通过CAN网络与EPS、继电器控制器以及脚刹液压系统进行通信，进而控制无人车的刹车、转向、手刹、灯光选择，双天线GPS提供无人车的经纬度以及航向角，MCU通过电压冗余设计与ECU连接，进而精确控制油门大小，ECU通过CAN网络向MCU反馈车辆的相关信息，其它作为执行机构，其中上电打火使全车通电启动成功，灯光选择系统提供灯光转换，档位电机、脚刹液压系统、转向机构和手刹电机提供无人车的正常行驶与制动，无人车底盘系统作为整台车辆的机械基础。
[0008]其中，所述上位机控制模块包括终端图传电台、终端数传电台和一台带有复杂地形无人车自动驾驶专用控制软件的电脑；通过终端图传电台在电脑上显示无人车的行驶路况，通过终端数传电台为下位机模块提供目标坐标；电脑主要起到控制作用和显示作用，在
电脑上以图形化界面展示的基本行驶信息，包括无人车的发动机转速、无人车行驶速度、水温、油量、经纬度、档位、手刹以及航向角。
[0009]本专利技术还提供了一种复杂地形无人车自动驾驶方法，采用本专利技术所述系统进行控制，包括如下步骤：
[0010]步骤1.在复杂地形无人车自动驾驶专用控制软件中开启无人车自动驾驶开关；上位机通过终端电台每100ms给下位机发送两帧数据：A组数据和B组数据，其中A组数据为自动驾驶协议，B组数据用作判断上位机和下位机的通讯质量。下位机通过移动端电台每100ms给上位机发送一帧数据：C组数据，用于反馈车辆的基本行驶信息；双天线GPS每100ms给下位机发送一帧数据：D组信息，反馈无人车的所处经纬度以及航向角；
[0011]其中，根据B组信息，判断能否正常通信，若通信正常，无人车正常行驶，并通过C组信息反馈无人车的行驶速度、双天线GPS提供的经纬度及航向角、档位、发动机转速；若不能正常通信，则重新开启无人车自动驾驶开关，直至正常通信；
[0012]步骤2.正常通信情况下，操作员在专用控制软件的地图中选择目的地，并点击发送坐标按钮，通过A组信息发送给MCU目的地经纬度，MCU在接收到目标坐标后，通过C组信息反馈接收目标坐标成功；
[0013]步骤3.MCU发送上电报文给继电器，完成无人车的上电，并检测上电是否成功，若没有成功，重复步骤3，直至上电成功；
[0014]步骤4.MCU发送打火报文给继电器，打火时间为5秒，同时检测打火是否成功，若失败，增加打火时间，重新发送打火报文给继电器直至打火成功，设置打火时间上限为15秒，防止启动马达损坏；
[0015]步骤5.MCU发送挂档报文给继电器，通过档位电机选择对应档位，完成无人车的档位转换；
[0016]步骤6.MCU发送松开手刹报文给继电器，完成无人车松开手刹；
[0017]步骤7.MCU通过电压信号传输给ECU，控制油门开度大小，MCU发送刹车报文给脚刹液压系统，控制刹车力度，通过PID进而控制无人车速度的稳定；
[0018]步骤8.MCU通过双天线GPS获取到当前无人车的经纬度以及航向角，MCU发送转弯报文给EPS，在起始点按照最小转弯半径进行转弯行驶，根据无人车的最小转弯半径和目标坐标计算出转弯路径的切点，在切点处驶出，按照规划路线进行行驶，在转弯时，MCU发送对应灯光报文给继电器，无人车亮起相对应的灯光；
[0019]步骤9.通过双目相机和相关传感器的分析感知无人车行驶路况，对于障碍物要进行成功避障，当目前路线与上述步骤8的规划路线发生较大偏差时，重复步骤8的操作，最后成功抵达目的地。
[0020]有益效果：
[0021]1、本专利技术的系统包括上位机控制模块、下位机控制模块和移动模块。上位机控制模块和下位机控制模块通过电台进行通讯，上位机控制模块为下位机控制模块提供目标坐标，下位机控制模块提供无人车基本行驶信息；下位机控制模块通过CAN报文和冗余电压设计对移动模块进行控制。本专利技术系统提高了部队地面无人车装备自动化程度，提高工作效率，降低训练成本，为军队适应未来信息化、智能化、无人化战场及特殊后勤服务提供了装备基础。
[0022]2、本专利技术适用于特殊环境，为了防止发生溜车现象，先换挡，再松手刹。具体是首先MCU在CAN网络中发送换挡CAN报文给继电器，通过档位电机选择对应的档位，完成档位转变；然后MCU在CAN网络中发送松开手刹CAN报文给继电器，通过手刹电机正转完成无人车松开手刹。
[0023]3、本专利技术方法基于本专利技术无人车自动驾驶系统提出，充分考虑无人车的复杂地形和特殊场合使用条件，提高系统使适用性，稳定可靠。
附图说明
[0024]图1为本专利技术复杂地形无人车自动驾驶系统示意图。
[0025]图2为本专利技术复杂地形无人车自动驾驶方法流程图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。
[0027]为了提升地面无人车装备，为军队适应未来信息化、智能化、无人化战场及特殊后勤服务提供了装备基础，本专利技术提供了一种复杂地形无人车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂地形无人车自动驾驶系统，其特征在于，包括上位机控制模块、下位机控制模块和移动模块；上位机控制模块和下位机控制模块通过电台进行通讯，上位机控制模块为下位机控制模块提供目标坐标，下位机控制模块提供无人车基本行驶信息；下位机控制模块通过CAN报文和冗余电压设计对移动模块进行控制。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述下位机控制模块包括移动端电台、工控机、MCU、EPS、双天线GPS、继电器控制器、双目相机和激光雷达，移动端电台包括移动端数传电台和移动端图传电台；双目相机和激光雷达将采集的行驶路况信息发送到工控机，工控机对接收到的信息进行解算后得到路况三维模型并发送给MCU，无人车的自动驾驶程序存储在MCU中，MCU根据接收到的信息和无人车的自动驾驶程序起到控制作用，MCU通过移动端数传电台和上位机控制模块进行通讯，获取目标坐标。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述移动模块包括ECU、配备大直径轮毂的无人车底盘系统、档位电机、脚刹液压系统、转向机构、手刹电机、灯光选择系统和上电打火；MCU通过CAN网络与EPS、继电器控制器以及脚刹液压系统进行通信，进而控制无人车的刹车、转向、手刹、灯光选择，双天线GPS提供无人车的经纬度以及航向角，MCU通过电压冗余设计与ECU连接，进而精确控制油门大小，ECU通过CAN网络向MCU反馈车辆的相关信息，其它作为执行机构，其中上电打火使全车通电启动成功，灯光选择系统提供灯光转换，档位电机、脚刹液压系统、转向机构和手刹电机提供无人车的正常行驶与制动，无人车底盘系统作为整台车辆的机械基础。4.如权利要求1
‑
3任意一项所述的系统，其特征在于，所述上位机控制模块包括终端图传电台、终端数传电台和一台带有复杂地形无人车自动驾驶专用控制软件的电脑；通过终端图传电台在电脑上显示无人车的行驶路况，通过终端数传电台为下位机模块提供目标坐标；电脑主要起到控制作用和显示作用，在电脑上以图形化界面展示的基本行驶信息，包括无人车的发动机转速、无人车行驶速度、水温、油量、经纬度、档位、手刹以及航向角。5.一种复杂地形无人车自动驾驶方法，其特征在于，采用如权利要求1
‑
4任意一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙立莹，尚海洋，单兴华，陈欣松，
申请(专利权)人：河北汉光重工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：