一种自动驾驶车辆及最小风险控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种自动驾驶车辆及最小风险控制系统，属于自动驾驶安全控制技术领域。本发明专利技术通过增加自动驾驶冗余控制系统和冗余车身控制程序模块能够分别在自动驾驶主系统失效时和车身控制程序模块失效时依然能够实现对应部分的功能；同时通过故障诊断服务模块和最小风险策略模块能够针对不同故障影响，制定相应的车辆运行策略，在保证安全的前提下，使车辆运行效率最高。此外，增设车身控制程序模块和VCU状态相互校验功能，能够在VCU失效时，由车身控制程序模块直接控制执行机构，进一步提升了车辆的安全性。提升了车辆的安全性。提升了车辆的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种自动驾驶车辆及最小风险控制系统


[0001]本专利技术涉及一种自动驾驶车辆及最小风险控制系统，属于自动驾驶安全控制


技术介绍

[0002]自动驾驶系统中，所有的感知、融合等算法、软件都要运行在计算平台上，计算平台的算力性能要求，大幅提升，需要新开发和设计高性能高可靠的计算平台。而在L4级以上的自动驾驶系统中，除了某些特殊情况，一般无需人类干预，安全的主要责任主体从驾驶者变为自动驾驶系统，即自动驾驶系统需要对车辆运行控制的安全负责。为了实现真正的L4级自动驾驶功能，首先需要基于功能安全进行失效避免分析，使得每一个与安全相关的设计和需求，都会要求被严谨而全面的分析、设计、实现、验证。其次是进行安全功能设计，包括实时诊断监控系统设计和冗余设计。而目前的冗余设计主要是集中在车辆关键部件(如电源、转向、制动系统)的冗余和防撞系统的冗余，虽然也能够一定程度上提高安全性，但是对于自动驾驶控制系统而言，任何车辆的故障都可能会引起安全事故，而目前的自动驾驶系统缺乏全面的对系统进行功能安全分析，不能有效的应对车辆故障等异常情况，进而影响车辆的行车安全。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种一种自动驾驶车辆及最小风险控制系统，以解决目前自动驾驶车辆存在的缺少对自动驾驶系统全面监控导致安全性低的问题。
[0004]本专利技术为解决上述技术问题而提供一种自动驾驶车辆最小风险控制系统，该最小风险控制系统包括自动驾驶主系统、自动驾驶冗余系统、故障诊断服务模块、最小风险策略模块、车身控制程序模块、冗余车身控制程序模块和VCU，所述的自动驾驶主系统和自动驾驶冗余系统均包括有对应的定位模块、地图模块、传感器融合模块、决策规划模块和运动控制模块，各模块内均设置有对应的内部故障诊断子模块，用于实现对各模块内部故障诊断；所述车身控制程序模块和冗余车身控制程序模块中均设置有相应的内部故障诊断子模块，用于将自动驾驶主系统或自动驾驶冗余系统输出的控制信号转换为底盘识别的信息，并能对车身控制程序模块和冗余车身控制程序模块自身进行故障诊断；所述的故障诊断服务模块用于根据各子模块故障诊断信息进行故障分类；所述的最小风险策略模块用于根据故障诊断服务模块确定的故障类别以及故障来源和位置信息确定最小风险策略，并将确定的最小风险策略发送给自动驾驶主系统或自动驾驶冗余系统；所述VCU用于根据车身控制程序模块和冗余车身控制程序模块输出的信息对车辆进行控制。
[0005]本专利技术通过增加自动驾驶冗余控制系统和冗余车身控制程序模块能够分别在自动驾驶主系统失效时和车身控制程序模块失效时依然能够实现对应部分的功能；同时通过故障诊断服务模块和最小风险策略模块能够针对不同故障影响，制定相应的车辆运行策略，在保证安全的前提下，使车辆运行效率最高。本专利技术的最小风险控制系统能够在车辆发
生故障时，使车辆处于一个最小的风险状态，能够使车辆乘员和其他道路使用者安全的风险降至最低。
[0006]进一步地，当自动驾驶主系统中的决策规划模块与运动控制模块无故障时，最小风险策略模块将确定的最小风险策略发给自动驾驶主系统中的决策规划模块，由该决策规划模块规划车辆行驶轨迹；当自动驾驶主系统、决策规划模块或运动控制模块出现异常时，且自动驾驶冗余系统正常、冗余系统决策规划模块及运动控制模块正常时，最小风险策略模块将最小风险策略发给冗余系统决策规划模块，由该冗余系统决策规划模块规划车辆行驶轨迹。
[0007]本专利技术能够在自动驾驶主系统中的决策规划模块或者运动规划模块出现异常时，利用增加的自动驾驶冗余系统执行最小风险策略模块的最小风险策略，保证了自动驾驶的安全性的同时提高了自动驾驶车辆的运行效率。
[0008]进一步地，当自动驾驶主系统和自动驾驶冗余系统均异常时，VCU控制车辆减速。
[0009]本专利技术在自动驾驶主系统和自动驾驶冗余系统均异常时，通过VCU控制车辆减速，进一步提升了自动驾驶车辆的安全性。
[0010]进一步地，当VCU下发控制报文正常时，车身控制程序将控制信息传给VCU，由VCU发给车辆执行机构，控制车辆动作；当VCU下发控制报文异常时，车身控制程序直接将控制信息发给车辆执行机构，直接控制车辆动作。
[0011]本专利技术能够在VCU出现异常时，还能够实现正常控制，进一步提高了自动驾驶控制的可靠性。
[0012]进一步地，当车身控制程序模块异常时，冗余车身控制程序模块将自动驾驶主系统或自动驾驶冗余系统的控制信号转换为底盘可以识别的CAN信息，并在内部进行执行机构故障诊断，并将故障信息反馈给故障诊断服务模块及最小风险策略模块。
[0013]本专利技术能够在车身控制程序模块异常时，通过冗余车身控制控制程序模块实现车辆的正常控制，保证了控制的可靠性和安全性。
[0014]进一步地，所述的故障诊断服务模块在对故障进行分类时采用不同的故障等级。
[0015]本专利技术通过对故障等级进行分类，使得最小风险策略模块能够根据不同等级的故障进行最小风险策略的确定。
[0016]进一步地，所述的故障等级包括自动驾驶功能完全不可用、自动驾驶功能不可用、自动驾驶功能受限、轻微故障和极轻微故障。
[0017]进一步地，所述最小风险策略模块确定最小风险策略包括有沿轨迹急刹、沿轨迹缓刹、禁止左换道、禁止左避障、禁止右换道、禁止右避障、仅车道保持、限速行驶、靠边停车、就近站点停车、执行完本次调度任务后停车、禁止远程驾驶、仅云端报故障、沿轨迹行驶。
[0018]本专利技术还提供了一种自动驾驶车辆，包括车辆执行机构、信息获取单元和控制系统，信息获取单元用于为自动控制系统提供环境感知数据、定位数据、地图数据和车身数据，自动控制系统用于根据信息获取单元获取的数据控制车辆执行机构，所述的自动控制系统采用本专利技术的自动驾驶车辆最小风险控制系统。
[0019]本专利技术通过增加自动驾驶冗余控制系统和冗余车身控制程序模块能够分别在自动驾驶主系统失效时和车身控制程序模块失效时依然能够实现对应部分的功能；同时通过
故障诊断服务模块和最小风险策略模块能够针对不同故障影响，制定相应的车辆运行策略，在保证安全的前提下，使车辆运行效率最高。本专利技术的最小风险控制系统能够在车辆发生故障时，使车辆处于一个最小的风险状态，能够使车辆乘员和其他道路使用者安全的风险降至最低。
附图说明
[0020]图1是本专利技术自动驾驶车辆最小风险控制系统的结构框图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步地说明。
[0022]自动驾驶车辆最小风险控制系统实施例，
[0023]如图1所示，本专利技术的最小风险控制系统包括自动驾驶主系统、自动驾驶冗余系统、故障诊断服务模块、最小风险策略模块、车身控制程序模块、冗余车身控制程序模块和VCU。本专利技术通过增加自动驾驶冗余控制系统和冗余车身控制程序模块能够分别在自动驾驶主系统失效时和车身控制程序模块失效时依然能够实现对应部分的功能；同时通过故障诊断服务模块和最小风本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶车辆最小风险控制系统，其特征在于，该最小风险控制系统包括自动驾驶主系统、自动驾驶冗余系统、故障诊断服务模块、最小风险策略模块、车身控制程序模块、冗余车身控制程序模块和VCU，所述的自动驾驶主系统和自动驾驶冗余系统均包括有对应的定位模块、地图模块、传感器融合模块、决策规划模块和运动控制模块，各模块内均设置有对应的内部故障诊断子模块，用于实现对各模块内部故障诊断；所述车身控制程序模块和冗余车身控制程序模块中均设置有相应的内部故障诊断子模块，用于将自动驾驶主系统或自动驾驶冗余系统输出的控制信号转换为底盘识别的信息，并能对车身控制程序模块和冗余车身控制程序模块自身进行故障诊断；所述的故障诊断服务模块用于根据各子模块故障诊断信息进行故障分类；所述的最小风险策略模块用于根据故障诊断服务模块确定的故障类别以及故障来源和位置信息确定最小风险策略，并将确定的最小风险策略发送给自动驾驶主系统或自动驾驶冗余系统；所述VCU用于根据车身控制程序模块和冗余车身控制程序模块输出的信息对车辆进行控制。2.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆最小风险控制系统，其特征在于，当自动驾驶主系统中的决策规划模块与运动控制模块无故障时，最小风险策略模块将确定的最小风险策略发给自动驾驶主系统中的决策规划模块，由该决策规划模块规划车辆行驶轨迹；当自动驾驶主系统、决策规划模块或运动控制模块出现异常时，且自动驾驶冗余系统正常、冗余系统决策规划模块及运动控制模块正常时，最小风险策略模块将最小风险策略发给冗余系统决策规划模块，由该冗余系统决策规划模块规划车辆行驶轨迹。3.根据权利要求2所述的自动驾驶车辆最小风险控制系统，其特征在于，当自动驾驶主系统和自动驾驶冗余系统均异常时，VCU控制车辆减速。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜玉帅，朱敏，陈鑫，吴志楠，曹强，
申请(专利权)人：宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：