一种纯电动自动驾驶系统技术方案

本发明专利技术提供的纯电动自动驾驶系统包括：依序相连的环境信息采集系统、感知融合单元、智能决策单元、车辆运动协调控制器和车辆执行系统。其中，所述智能决策单元输出车辆可行驶的局部路径及对应的驾驶行为指令给车辆运动协调控制器；车辆运动协调控制器实现车辆的横向运动控制、纵向运动控制，使得自动驾驶系统功能划分模块化、信息接口规范化，有助于拓展自动驾驶功能的应用场景并提高自动驾驶车辆乘坐安全体验，如更高车速下以及故障工况下的安全舒适自动驾驶；此外，由于车辆运动协调控制器监测整个自动驾驶系统的实时状态，可以及时识别出故障状态，并做出合理的应对措施，保证自动驾驶在各种状态下的行车安全。

A pure electric autopilot system

The pure electric automatic driving system provided by the invention includes sequentially connected environmental information acquisition system, perception fusion unit, intelligent decision unit, vehicle motion coordination controller and vehicle execution system. Among them, the local path instruction driving intelligent decision unit outputs the vehicle can be driven and corresponding to the vehicle motion coordination controller; lateral movement to achieve vehicle motion coordination control and longitudinal control, the automatic driving system function module, information interface standardization, application scenarios will help expand the autopilot the function of automatic driving vehicle safety and improve the ride experience, such as higher speed and fault conditions of the safety and comfort of automatic driving; in addition, the real-time monitoring of vehicle motion coordination controller of the whole automatic driving system, can identify fault state, and make reasonable measures to ensure traffic safety in a variety of automatic driving under the condition of.

【技术实现步骤摘要】
一种纯电动自动驾驶系统
本专利技术涉及汽车制造
，特别涉及一种纯电动自动驾驶系统。
技术介绍
自动驾驶技术作为传统燃油车辆以及新能源车辆的未来发展方向而受到行业的大力推广，全球各大汽车厂商、高科技公司均投入大量精力进行自动驾驶相关技术的研发、测试与验证。如图1所示，为现有技术的自动驾驶系统的一种结构示意图，自动驾驶系统通过设置多种传感器来采集车道线、红绿灯以及障碍物等环境信息，利用感知融合单元计算融合环境信息并输出全局路径，利用智能决策单元计算输出车辆的局部行驶路径以及加速、减速、变道等驾驶动作控制指令给车辆的转向系统、制动系统以及驱动系统等车辆执行系统，实现车辆的自动驾驶。然而，受限于智能决策单元的计算能力有限及系统结构对信息传输途径的限制，例如，智能决策单元同时要计算局部路径，还要根据局部路径及环境信息给出对应的驾驶动作，并控制各部件实现对应的动作，使得当环境过于复杂或车辆行驶速度较快时，智能决策单元无法满足使用需求；此外，为了确保行车安全，还应该进一步确定系统的各部件的正常/异常状态，以保证获取的信息的可靠度，并确保车辆执行部件在异常/故障状态下能够执行控制的动作指令，确保车辆安全、可控行驶。此外，现有技术的自动驾驶系统中布置的感知融合单元以及智能决策单元同量产车型的成熟电气架构之间的兼容性较差，后续平台化应用、推广难度较大。
技术实现思路
本专利技术提供了一种纯电动自动驾驶系统，解决现有技术自动驾驶系统的架构不能满足自动驾驶发展需求的技术问题。本专利技术提供的一种纯电动自动驾驶系统，包括：依序相连的环境信息采集系统、感知融合单元、智能决策单元、车辆运动协调控制器和车辆执行系统；环境信息采集系统包括：环境信息总线、以及分别与环境信息总线相连的摄像头、雷达和数个传感器，环境信息采集系统用于采集环境信息，并通过所述环境信息总线将环境信息发送给所述感知融合单元；感知融合单元用于对接收的环境信息进行计算、融合，得到融合后环境信息，并将融合后的环境信息、以及规划的自起点至终点的全局路径发送给所述智能决策单元；所述智能决策单元根据接收的融合后的环境信息、以及全局路径获取车辆可行驶的局部路径及对应的驾驶行为，并将融合后的环境信息、局部路径、以及驾驶行为发送给所述车辆运动协调控制器；所述车辆运动协调控制器监测环境信息采集系统、感知融合单元、智能决策单元、车辆执行系统以及自身的状态，并根据上述状态控制所述车辆执行系统实现车辆在正常及非正常状态下的动作，其中，所述车辆执行系统包括：通过高速CAN总线和/或低速CAN总线进行通讯的车辆执行系统。优选地，所述车辆执行系统包括：转向系统、制动系统、驱动系统和车身控制器；车辆在正常状态下的动作包括：车辆的横向运动，所述车辆运动协调控制器根据预瞄位置、当前位置及当前速度获取目标转向力矩，并发送给所述转向系统进行转向；车辆的纵向运动，包括加速运动和减速运动，以实现车辆对目标车速的跟踪，对于加速运动，所述车辆运动协调控制器根据智能决策单元输入的目标车速以及轮速传感器检测的实际车速，获取加速踏板等效指令，并发送给驱动系统，由驱动系统根据电池温度、续航里程以及电池剩余电量确定驱动力矩以输出驱动力矩，对于减速运动，所述车辆运动协调控制器根据智能决策单元输入的目标车速以及轮速传感器检测的实际车速，获取目标制动减速度指令，并发送给制动系统，由制动系统输出制动压力作用于制动轮缸进行制动；车身灯光的开闭和喇叭的开闭，所述车辆运动协调控制器根据接收的所述驾驶行为确定动作指令，并发送给车身控制器进行灯光的开闭和喇叭的开闭。优选地，所述车辆运动协调控制器具体用于：根据预瞄位置、当前位置计算横向位置偏差，将横向位置偏差输入预先构建的自动驾驶员模型得到目标转向力矩，并发送给转向系统，所述转向系统控制执行器给转向管柱输出转向力矩。优选地，所述车辆运动协调控制器对感知融合单元、智能决策单元、车辆运动协调控制器以及车辆执行系统的状态参数进行监测，以识别非正常状态，并根据预设的各种非正常状态对应的动作控制所述车辆执行系统进行动作；所述车辆运动协调控制器将监控的信息反馈给环境信息采集系统、车辆执行系统、感知融合单元和智能决策单元以实现通讯和交互验证。优选地，所述车辆运动协调控制器包括以下工作状态：人工驾驶状态、自动驾驶状态、车辆故障状态、系统正常状态、车辆失稳状态、安全停车状态和指令冲突状态。优选地，所述系统还包括：与所述车辆运动协调控制器相连的驾驶权限切换开关，用于给所述车辆运动协调控制器发送开启自动驾驶信号。优选地，所述车辆运动协调控制器通过监控车辆执行系统的状态，判断车辆执行系统是否存在故障，如果是，则所述车辆运动协调控制器的工作状态由人工驾驶状态或自动驾驶状态跳转进入车辆故障状态，并在车辆故障被消除、且车辆重新上电初始化正常后，跳转向人工驾驶状态。优选地，所述车辆运动协调控制器通过监控自身状态、环境信息采集系统状态以及车辆执行系统状态，在满足对应的跳转条件后，由自动驾驶状态跳转向车辆失稳状态、安全停车状态或是指令冲突状态。优选地，所述车辆运动协调控制器具体用于监测表征车辆操纵稳定性的参数，当参数的值超出阈值时，所述车辆运动协调控制器进入车辆失稳状态，所述车辆运动协调控制器完成车辆失稳状态下预设的动作后，跳转向人工驾驶状态或安全停车状态；所述车辆运动协调控制器由车辆失稳状态或指令冲突状态请求进入人工驾驶状态而得不到响应时，跳转进入安全停车状态，安全停车状态下禁止向其他状态跳转；所述车辆运动协调控制器在自动驾驶状态下监测到人工驾驶指令时，由自动驾驶状态进入指令冲突状态，指令冲突状态下满足对应的跳转条件后跳转向人工驾驶状态、系统正常状态或安全停车状态。优选地，指令冲突状态包括挡位切换介入状态；自动驾驶状态下，所述车辆运动协调控制器监测到表征人工进行换挡的指令时，进入挡位切换介入状态，当车速小于设定阈值时，则确定车辆静止，所述车辆运动协调控制器同时退出车辆转向系统、制动系统、驱动系统的通讯、应答，所述车辆执行系统等只响应人工控制指令；当车速超过设定阈值时，则确定车辆行驶，人工将挡位从行驶挡位或倒车挡位切换为空挡时，则所述车辆运动协调控制器同时退出车辆转向系统、制动系统、驱动系统的通讯、应答，所述车辆执行系统只响应人工控制指令；当车辆前向行驶车速大于第二设定阈值，人工将挡位由空挡切换为倒车挡位，或是车辆倒车行驶车速大于第三设定阈值，人工将挡位由空挡切换为行驶挡位，则确定人工介入属于误操作，所述车辆运动协调控制器维持当前状态、动作，当在设定时间内出现大于设定次数的误操作，则所述车辆运动协调控制器由当前指令冲突状态跳转进入安全停车状态。本专利技术提供的纯电动自动驾驶系统包括：依序相连的环境信息采集系统、感知融合单元、智能决策单元、车辆运动协调控制器和车辆执行系统。其中，所述智能决策单元输出车辆可行驶的局部路径及对应的驾驶行为指令给车辆运动协调控制器；车辆运动协调控制器实现车辆的横向运动控制、纵向运动控制，使得自动驾驶系统功能划分模块化、信息接口规范化，有助于拓展自动驾驶功能的应用场景并提高自动驾驶车辆乘坐安全体验，如更高车速下以及故障工况下的安全舒适自动驾驶；此外，由于可以采用车辆运动协调控制器监测感知融合单元、智能决本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纯电动自动驾驶系统，其特征在于，包括：依序相连的环境信息采集系统、感知融合单元、智能决策单元、车辆运动协调控制器和车辆执行系统；环境信息采集系统包括：环境信息总线、以及分别与环境信息总线相连的摄像头、雷达和数个传感器，环境信息采集系统用于采集环境信息，并通过所述环境信息总线将环境信息发送给所述感知融合单元；感知融合单元用于对接收的环境信息进行计算、融合，得到融合后环境信息，并将融合后的环境信息、以及规划的自起点至终点的全局路径发送给所述智能决策单元；所述智能决策单元根据接收的融合后的环境信息、以及全局路径获取车辆可行驶的局部路径及对应的驾驶行为，并将融合后的环境信息、局部路径、以及驾驶行为发送给所述车辆运动协调控制器；所述车辆运动协调控制器监测环境信息采集系统、感知融合单元、智能决策单元、车辆执行系统以及自身的状态，并根据上述状态控制所述车辆执行系统实现车辆在正常及非正常状态下的动作，其中，所述车辆执行系统包括：通过高速CAN总线和/或低速CAN总线进行通讯的车辆执行系统。

【技术特征摘要】
1.一种纯电动自动驾驶系统，其特征在于，包括：依序相连的环境信息采集系统、感知融合单元、智能决策单元、车辆运动协调控制器和车辆执行系统；环境信息采集系统包括：环境信息总线、以及分别与环境信息总线相连的摄像头、雷达和数个传感器，环境信息采集系统用于采集环境信息，并通过所述环境信息总线将环境信息发送给所述感知融合单元；感知融合单元用于对接收的环境信息进行计算、融合，得到融合后环境信息，并将融合后的环境信息、以及规划的自起点至终点的全局路径发送给所述智能决策单元；所述智能决策单元根据接收的融合后的环境信息、以及全局路径获取车辆可行驶的局部路径及对应的驾驶行为，并将融合后的环境信息、局部路径、以及驾驶行为发送给所述车辆运动协调控制器；所述车辆运动协调控制器监测环境信息采集系统、感知融合单元、智能决策单元、车辆执行系统以及自身的状态，并根据上述状态控制所述车辆执行系统实现车辆在正常及非正常状态下的动作，其中，所述车辆执行系统包括：通过高速CAN总线和/或低速CAN总线进行通讯的车辆执行系统。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车辆执行系统包括：转向系统、制动系统、驱动系统和车身控制器；车辆在正常状态下的动作包括：车辆的横向运动，所述车辆运动协调控制器根据预瞄位置、当前位置及当前速度获取目标转向力矩，并发送给所述转向系统进行转向；车辆的纵向运动，包括加速运动和减速运动，以实现车辆对目标车速的跟踪，对于加速运动，所述车辆运动协调控制器根据智能决策单元输入的目标车速以及轮速传感器检测的实际车速，获取加速踏板等效指令，并发送给驱动系统，由驱动系统根据电池温度、续航里程以及电池剩余电量确定驱动力矩以输出驱动力矩，对于减速运动，所述车辆运动协调控制器根据智能决策单元输入的目标车速以及轮速传感器检测的实际车速，获取目标制动减速度指令，并发送给制动系统，由制动系统输出制动压力作用于制动轮缸进行制动；车身灯光的开闭和喇叭的开闭，所述车辆运动协调控制器根据接收的所述驾驶行为确定动作指令，并发送给车身控制器进行灯光的开闭和喇叭的开闭。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述车辆运动协调控制器具体用于：根据预瞄位置、当前位置计算横向位置偏差，将横向位置偏差输入预先构建的自动驾驶员模型得到目标转向力矩，并发送给转向系统，所述转向系统控制执行器给转向管柱输出转向力矩。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车辆运动协调控制器对感知融合单元、智能决策单元、车辆运动协调控制器以及车辆执行系统的状态参数进行监测，以识别非正常状态，并根据预设的各种非正常状态对应的动作控制所述车辆执行系统进行动作；所述车辆运动协调控制器将监控的信息反馈给环境信息采集系统、车辆执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：时利，李卫兵，刘江波，李东浩，束照坤，汪群策，王勇泽，
申请(专利权)人：安徽江淮汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34