自动驾驶车辆控制器制造技术

本实用新型专利技术提供一种自动驾驶车辆控制器，该控制器包括控制器接口、供电模块、数据接收模块、CAN模块、计算模块和网络模块；所述控制器接口包括多个标准接口、一个直流12V电源接口和一个网络接口，所述标准接口包括两个并联的车辆CAN接口，一个通用串行接口；所述供电模块为CAN模块和网络模块提供5V直流电；所述数据接收模块分别用于获取自身车辆GPS数据和远程遥控器控制命令；本实用新型专利技术的控制器，能够接收、解析上位机控制指令并将控制指令转化为CAN标准帧下发给车辆控制层的自动驾驶车辆控制器。

Autopilot vehicle controller

【技术实现步骤摘要】
自动驾驶车辆控制器
本技术属于行车安全
，具体涉及一种自动驾驶车辆控制器。
技术介绍
当前自动驾驶可以分为三层：环境感知层、决策规划层和车辆平台控制层，车辆自动驾驶控制器作为车辆平台控制层的具体实现，同样起到连接决策规划层的作用：一方面，自动驾驶控制器需要完成对自动驾驶车辆的纵向控制和横向控制；另一方面，决策规划层需要借助自动驾驶控制器中的CAN模块对车辆状态进行实时读取，进而根据相应算法计算出车辆下一时刻的控制量。一些现有的自动驾驶控制车辆通过改动原有的车辆控制电路，将控制油门，刹车和转向的线路并出直接作为车辆的控制接口或者直接在车辆的原有结构上加装转向电机、线拉刹车舵机等方式来实现对车辆的控制，这种控制方法一方面对原有的车辆系统造成了破坏，使车辆具有一定的潜在危险；另一方面，通过这种方法改装的车辆无法达到原有车辆的控制精度，进一步增大自动驾驶过程中的危险性。其次，现有的自动驾驶控制器多被集成在上位机中，用软件代码替代硬件平台的功能，这样确实可以精简系统结构，降低系统的复杂度，但是将所有的功能都集成于上位机中会带来一定的风险，当上位机由于系统稳定性等问题出现故障时，没有额外的保护措施来确保此时自动驾驶车辆可以进行紧急停止等动作，会对车辆自身和周围设施造成损失。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种自动驾驶车辆控制器，解决通过改变车辆原始电路和机械结构来控制车辆所带来的潜在危险问题和控制精度问题以及将所有功能都集成于上位机所带来的控制风险问题。为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案予以实现：一种自动驾驶车辆控制器，包括数据接收模块、CAN模块、网络模块和计算模块；所述数据接收模块用于接收车辆GPS数据和远程遥控器控制数据；所述CAN模块用于从车辆线控层提取车辆运动数据；所述网络模块用于将提取的车辆GPS数据和运动数据发送给上位机，上位机接收车辆运动数据并输出针对于该车辆运动数据的控制命令下发给所述网络模块；所述网络模块同时用于接收上位机下发的控制命令，并将该控制命令传输给所述计算模块；所述计算模块解析上位机下发的控制命令，并结合当前车辆状态进行速度模糊PID控制计算和转角双闭环控制计算，计算出当前车辆所需的油门开度和转向角度，将该控制命令转换为CAN标准帧格式下发给自动驾驶车辆。该控制器包括控制器接口、供电模块、数据接收模块、CAN模块、计算模块和网络模块；所述控制器接口包括多个标准接口、一个直流12V电源接口和一个网络接口，所述标准接口包括两个并联的车辆CAN接口，一个通用串行接口；所述供电模块为CAN模块和网络模块提供5V直流电；所述数据接收模块分别用于获取自身车辆GPS数据和远程遥控器控制命令；所述CAN模块包括采用并联方式连接的两个CAN接口，用于获取自身车辆数据；通过所述CAN模块提取车辆运动数据，与计算模块上位机通信，获取上位机所计算的控制命令，所述计算模块解析上位机下发的控制命令，并结合当前车辆状态进行速度模糊PID控制计算和转角双闭环控制计算，计算出当前车辆所需的油门开度和转向角度，将该控制命令转换为CAN标准帧格式下发给自动驾驶车辆。进一步，所述控制器接口还包括远程遥控器接口RC，用于在上位机失去控制作用时遥控车辆进行急停动作。进一步，通过所述CAN模块提取车辆运行状态信息，与计算模块上位机通信，通过车辆CAN总线提取车辆运行状态信息，上传给上位机，上位机结合车辆自身状态计算出控制指令。进一步，所述供电模块包括稳压模块和电压转换模块，所述稳压模块为所述网络模块和所述CAN模块提供5V直流电，所述电压转换模块为LM1117，为所连接电路提供3.3V直流电。更进一步，所述供电模块还设计有防反接电路和状态指示灯。进一步，所述数据接收模块包括RS232_RM模块和RS232_SC模块，RS232_SC模块用于接收本车GPS传感器采集的数据，RS232_RM模块用于接收远程遥控器控制数据，RS232_RM模块和RS232_SC模块分别连接计算模块通用串行接口；所述RS232_RM模块采用通用串口接口RS232连接远程遥控器接收机，用来在车外使用遥控器对自动驾驶控制器手动输入控制命令。进一步，所述网络模块采用W5500网络接口通过有线网络方式连接上位机和该自动驾驶车辆控制器。进一步，所述计算模块搭载主控芯片STM32RCT6，该主控芯片中集成有速度模糊控制与PID控制结合的纵向控制算法以及双闭环横向控制算法。进一步，所述CAN模块采用专用CAN收发芯片搭建CAN通信模块电路。更进一步，所述CAN模块与所述计算模块的GPIO引脚相连，所述计算模块通过CAN模块提取车辆信息并向车辆发送控制命令，所述网络模块与所述计算模块的GPIO引脚相连，用于上位机和所述计算模块之间的数据交换。本技术与现有技术相比，具有如下技术效果：本技术的控制器，(1)通过网口与上位机通信，获取上位机所计算的控制指令。(2)解析上位机下发的控制指令并结合当前车辆状态进行速度模糊PID控制计算和转角双闭环控制计算，计算出当前车辆所需的油门开度和转向角度，将该控制命令转换为CAN标准帧格式下发给自动驾驶车辆。(3)可以通过车辆CAN总线提取车辆运行状态，上传给上位机，上位机结合车辆自身状态计算出更加精确的控制指令。(4)具有远程遥控器装置接口，可以在上位机失去控制作用时遥控车辆进行急停动作。本技术的控制器可以在不破坏车辆原有电路和机械结构的情况下实现对自动驾驶车辆更加安全、精准地控制。附图说明图1为自动驾驶控制器正视图。图2为自动化驾驶车辆控制器模块组成及信号流程图。图3为自动驾驶车辆控制器电路原理图。以下结合附图对本技术的具体内容作进一步详细解释说明。具体实施方式以下给出本技术的具体实施例，需要说明的是本技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本技术的保护范围。本技术的具体实施方式所采用的产品(设备)的组成、结构，尤其分别说明各组成部分的功能和作用，各组成部分之间的相互关系，例如连接关系、信号(信息)在各个模块处理和传输的情况，被作用的信号(信息)的走向。清楚完整地述具体的实施方式，使本领域的普通技术人员能够不需创造性的劳动就可以理解/实现本专利。以及解释说明通过上述的技术方案为何能实现本专利技术的专利技术目的。提供是否还有别的替代方案同样能完成专利技术目的。这里的替代可以是部分结构、器件、模块的替代，也可以是整体技术方案的替代。本技术提到的车辆运动数据包括车辆位置信息、加速度以及速度等信息，但不限于这些信息。实施例1：本实施例提供自动驾驶控制器正视图由图1所示，该自动驾驶车辆控制器接口包括4个DB9标准接口，1个直流12V电源接口和一个W5500网络接口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动驾驶车辆控制器，其特征在于，该自动驾驶车辆控制器包括数据接收模块、CAN模块、网络模块和计算模块；/n所述数据接收模块用于接收车辆GPS数据以及远程遥控器控制命令；/n所述CAN模块用于从车辆线控层提取车辆运动数据；/n所述网络模块用于将车辆GPS数据和车辆运动数据发送给上位机，上位机接收车辆运动数据并输出针对于该车辆运动数据的控制命令下发给所述网络模块；/n所述网络模块同时用于接收上位机下发的控制命令，并将该控制命令传输给所述计算模块；/n所述计算模块解析上位机下发的控制命令，并结合当前车辆状态进行速度模糊PID控制计算和转角双闭环控制计算，计算出当前车辆所需的油门开度和转向角度，将该控制命令转换为CAN标准帧格式下发给自动驾驶车辆。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶车辆控制器，其特征在于，该自动驾驶车辆控制器包括数据接收模块、CAN模块、网络模块和计算模块；
所述数据接收模块用于接收车辆GPS数据以及远程遥控器控制命令；
所述CAN模块用于从车辆线控层提取车辆运动数据；
所述网络模块用于将车辆GPS数据和车辆运动数据发送给上位机，上位机接收车辆运动数据并输出针对于该车辆运动数据的控制命令下发给所述网络模块；
所述网络模块同时用于接收上位机下发的控制命令，并将该控制命令传输给所述计算模块；
所述计算模块解析上位机下发的控制命令，并结合当前车辆状态进行速度模糊PID控制计算和转角双闭环控制计算，计算出当前车辆所需的油门开度和转向角度，将该控制命令转换为CAN标准帧格式下发给自动驾驶车辆。


2.如权利要求1所述自动驾驶车辆控制器，其特征在于，该自动驾驶车辆控制器包括多个控制器接口，所述控制器接口包括多个标准接口、一个直流12V电源接口和一个网络接口，所述标准接口包括两个并联的车辆CAN接口，一个通用串行接口。


3.如权利要求1所述自动驾驶车辆控制器，其特征在于，该自动驾驶车辆控制器还包括远程遥控器接口RC，用于在上位机失去控制作用时遥控车辆进行急停动作，所述数据接收模块分别用于获取自身车辆运动数据和远程遥控器控制命令。


4.如权利要求3所述自动驾驶车辆控制器，其特征在于，所述数据接收模块包括RS232_RM模块和RS232通用串口模块，RS232通用串口模块用于接收本车GPS传感器采集的数据，RS232_RM模块用于接收远程遥控器控制命令，RS232_RM模块和RS232通用串口模块分别连接计算模块；
所述RS232_RM模块同时连接远程遥控器接收机，用来在车外使用遥控器对自动驾驶控制器手动输入控制命令。


5.如权利要求1所述自...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵海根，杨一鸣，赵祥模，任大凯，曾峰，徐志刚，王润民，孙朋朋，王振，程超轶，刘佳琳，方煜坤，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61