一种线控底盘域控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种线控底盘域控系统，包括感知规划单元、底盘域控制器及执行单元；感知规划单元和执行单元均与底盘域控制器连接；感知规划单元包括无人驾驶域控制器、状态感知单元和USERCAN模块；其中，状态感知单元用于采集道路状态信息并发送给无人驾驶域控制器；底盘域控制器通过USERCAN模块与无人驾驶域控制器进行CAN总线通信，再经过统一处理重新编码后下发到执行单元；本发明专利技术针对汽车底盘的线控驱动、线控制动、线控转向、线控挡位等部件进行协同控制、控制参数重定义和设立缜密的安全校验机制，大大提升了线控底盘域控系统的安全性和场景拓展性。场景拓展性。场景拓展性。

【技术实现步骤摘要】
一种线控底盘域控系统


[0001]本专利技术属于车辆底盘控制
，具体涉及一种线控底盘域控系统。

技术介绍

[0002]随着自动驾驶在低速场景下的应用不断深入，用户对低速车辆底盘的域控系统要求也在随之提升，不再只考虑通讯稳定和控制安全，更需要将原先单一部件的控制变成多个协同控制，减少控制参数使其在不同应用场景下可以方便快捷的进行无人驾驶开发。
[0003]底盘域是车辆驱动、制动、转向以及车身等执行部件和机械构件的承载部分，主要由线控驱动系统、线控转向系统和线控制动系统共同构成，底盘电子化、线控化的水平是车辆先进水平和智能化的标志，为ADAS系统及自动驾驶技术提供硬件执行平台。
[0004]在无人驾驶汽车的感知识别、决策规划、控制执行三个核心系统中，与汽车零部件行业最贴近的是控制执行端——底盘域，也就是驱动控制、转向控制、制动控制等，需要对传统汽车的底盘进行线控改造以适用于自动驾驶。汽车底盘正在由传统的机械式底盘向线控化底盘迈进，线控底盘仍处于起步阶段，整车控制器的电控单元（VCU）是底盘域控系统的核心，先进的线控控制结构对于确保车辆安全可靠行驶以及提高各控制系统之间协同控制性具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述协同控制程度不高、控制成本过高和安全性不足的缺陷，提供一种面向低速场景下协同控制程度较高、降低控制成本和安全性较高的线控底盘域控系统。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种线控底盘域控系统，包括：感知规划单元、底盘域控制器及执行单元；所述感知规划单元和所述执行单元均与所述底盘域控制器连接；所述感知规划单元包括无人驾驶域控制器、状态感知单元和USERCAN模块；其中，所述状态感知单元用于采集道路状态信息并发送给无人驾驶域控制器；所述底盘域控制器通过与所述无人驾驶域控制器和所述USERCAN模块通信获取电信号，并进行统一处理重新编码后下发到所述执行单元；所述底盘域控系统能够设置紧急、人工以及自动驾驶三种模式来进行开机自检和通讯丢失安全机制的处理；所述底盘域控系统还能够实现驱动控制参数重定义、驱动制动协同控制、转向控制参数重定义的功能。
[0007]作为本专利技术的进一步说明，所述底盘域控制器包括：电源模块，用于给单片机以及其它模块芯片提供稳定的电源；MCU模块，用于数据的处理及下发控制指令给所述执行单元；DAC/ADC模块，与所述MCU模块连接，其中，ADC模块用于实现对油门信号的实时采集，DAC模块用于在自动驾驶模式下对油门信号的控制；
CAN/SBUS模块，与所述MCU模块连接，所述CAN/SBUS模块包括CAN通信模块和SBUS模块，其中，所述CAN通信模块用于对CAN信号进行收发管理，进而转入到MCU；所述SBUS模块用于接入以SBUS通信的飞控遥控器，所述SBUS模块通过三极管的反相电路能够实现从SBUS协议到接入所述MCU模块的SPI的协议的转换；AB键遥控器模块，与所述MCU模块连接，用于实现AB键接收器输出的12V信号到MCU可接收的5V信号转换，利用三极管设计的隔离电路，捕捉端口的电压调班，实现开关电压到逻辑电平的稳定转换，通过A键触发自动驾驶，通过B键触发自动驾驶车辆的紧急刹车。
[0008]作为本专利技术的进一步说明，所述底盘域控制器还包括灯光喇叭控制模块，与所述MCU模块连接，所述灯光喇叭控制模块利用三极管，将MCU的逻辑电平驱动继电器三端的通断，实现对车辆灯光、喇叭的控制。
[0009]作为本专利技术的进一步说明，所述底盘域控制器还包括制动信号/挡位控制模块，与所述MCU模块连接，所述制动信号/挡位控制模块包括制动信号输出模块和挡位控制模块；其中，所述制动信号输出模块利用双路继电器实现同时切换，利用三极管设计的驱动电路实现MCU的逻辑电平对继电器三端通断的控制，以达到制动信号在人工驾驶和自动驾驶模式下的兼容，并通过对12v开关电压的检测实现对刹车踏板被踩下进行检测，实现解除自动驾驶的功能；所述挡位控制模块利用双路继电器，实现对挡位通信CAN进行自动驾驶和人工驾驶模式下的切换，在人工驾驶模式下挡位信号来源于挡位控制器，在自动驾驶模式下挡位信号来源于MCU，实现自动驾驶和人工驾驶模式的兼容。
[0010]作为本专利技术的进一步说明，所述执行单元的线控部件包括线控挡位、线控手刹、线控声光、线控驱动、线控制动、线控转向部件；所述执行单元还包括BMS模块及遥控接收模块。
[0011]作为本专利技术的进一步说明，所述底盘域控系统能够设置紧急、人工以及自动驾驶三种模式来进行开机自检和通讯丢失安全机制的处理，具体包括：当钥匙上电后，车辆自动进入紧急模式，所述底盘域控制器进入开机自检模块发送一系列报文给执行单元的各个线控部件，若检测到线控驱动、线控转向、线控制动反馈正常，进入人工模式，用户可以手动操作车辆行驶；当用户将自驾按钮按下后，车辆切换至自动驾驶模式，并通过发送报文给底盘域控制器实现车辆的自动驾驶；当VCU的通讯丢失模块检测到所述线控部件通讯故障时，车辆自动进入紧急模式，所述底盘域控器控制油门不使能，制动施加到最大压力，车辆立即停止行驶；当自驾按钮复位或踏下踏板、方向盘接管时，车辆退出自动驾驶模式，再次进入人工驾驶模式。
[0012]作为本专利技术的进一步说明，所述底盘域控系统的驱动控制参数重定义功能的实现，具体包括：当所述无人驾驶域控制器以CAN信号的方式发送期望速度给所述底盘域控制器时，所述底盘域控制器首先将线控驱动控制器反馈的实际电机转速和轮速传感器反馈的当前轮速转化为实际速度，再计算期望速度和实际速度的速度误差，通过位置式PID算法计算出目标速度并发送至线控驱动控制器。
[0013]作为本专利技术的进一步说明，所述底盘域控系统的驱动制动协同控制功能的实现，具体包括：当所述无人驾驶域控制器以CAN信号的方式发送目标速度给所述底盘域控制器时，所述底盘域控制器通过计算当前速度和目标速度的差值，若差值不等于0，按照差值比例对线控驱动部件和线控制动部件施加一定的速度和压力，直至差值为0。
[0014]作为本专利技术的进一步说明，所述底盘域控系统的转向控制参数重定义功能的实现，具体包括：车辆上电后，在自行模式和牵引模式下转向ECU为助力模式，当转动牵引杆转动的时候，角度传感器检测到转角值，经所述底盘域控制器转换后将对应的角度控制值发送给所述转向ECU，所述转向ECU根据接收到的信号控制转向助力电机旋转的方向以及助力电流的大小，实时控制车辆的转向助力；同时所述转向ECU与所述底盘域控制器实时反馈转向信息，完成对车辆转向信息的检测。
[0015]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：能够对线控底盘的线控驱动和线控制动进行协同控制，将传统的电驱油门控制和制动压力控制统一为速度控制，用户仅输入目标车速即可实现车辆的纵向控制，提升了底盘域协同控制程度和减少控制成本。
[0016]能够对线控部件原始参数进行重定义，将线控驱动控制器的转速控制转化为速度控制并加入PID算法可实现坡道辅助本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线控底盘域控系统，其特征在于，包括：感知规划单元、底盘域控制器及执行单元；所述感知规划单元和所述执行单元均与所述底盘域控制器连接；所述感知规划单元包括无人驾驶域控制器、状态感知单元和USERCAN模块；其中，所述状态感知单元用于采集道路状态信息并发送给无人驾驶域控制器；底盘域控制器通过USERCAN模块与无人驾驶域控制器进行CAN 总线通信，再经过统一处理重新编码后下发到执行单元；所述底盘域控系统能够设置紧急、人工以及自动驾驶三种模式来进行开机自检和通讯丢失安全机制的处理；所述底盘域控系统还能够实现驱动控制参数重定义、驱动制动协同控制、转向控制参数重定义的功能。2.根据权利要求1所述的线控底盘域控系统，其特征在于，所述底盘域控制器包括：电源模块，用于给单片机以及其它模块芯片提供稳定的电源；MCU模块，用于数据的处理及下发控制指令给所述执行单元；DAC/ADC模块，与所述MCU模块连接，其中，ADC模块用于实现对油门信号的实时采集，DAC模块用于在自动驾驶模式下对油门信号的控制；CAN/SBUS模块，与所述MCU模块连接，所述CAN/SBUS模块包括CAN通信模块和SBUS模块，其中，所述CAN通信模块用于对CAN信号进行收发管理，进而转入到MCU；所述SBUS模块用于接入以SBUS通信的远距遥控器，所述SBUS模块通过三极管的反相电路能够实现从SBUS协议到接入所述MCU模块的SPI的协议的转换；AB键遥控器模块，与所述MCU模块连接，用于实现AB键接收器输出的12V信号到MCU可接收的5V信号转换，利用三极管设计的隔离电路，捕捉端口的电压调班，实现开关电压到逻辑电平的稳定转换，通过A键触发自动驾驶，通过B键触发自动驾驶车辆的紧急刹车。3.根据权利要求2所述的线控底盘域控系统，其特征在于，所述底盘域控制器还包括灯光喇叭控制模块，与所述MCU模块连接，所述灯光喇叭控制模块利用三极管，将MCU的逻辑电平驱动继电器三端的通断，实现对车辆灯光、喇叭的控制。4.根据权利要求2所述的线控底盘域控系统，其特征在于，所述底盘域控制器还包括制动信号/挡位控制模块，与所述MCU模块连接，所述制动信号/挡位控制模块包括制动信号输出模块和挡位控制模块；其中，所述制动信号输出模块利用双路继电器实现同时切换，利用三极管设计的驱动电路实现MCU的逻辑电平对继电器三端通断的控制，以达到制动信号在人工驾驶和自动驾驶模式下的兼容，并通过对12v开关电压的检测实现对刹车踏板被踩下进行检测，实现解除自动驾驶的功能；所述挡位控制模块利用双路继电器，实现对挡位通信CAN进行自动驾驶和...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑川，熊亮，陈东，
申请(专利权)人：格仕智行科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：