一种电动汽车的无人驾驶控制系统的制作方法

1.本发明涉及电动汽车的无人驾驶控制技术领域，具体为一种电动汽车的无人驾驶控制系统。


背景技术：

2.自动驾驶系统在智能交通领域占有重要的地位，是计算机人工智能、机器人学、控制理论和电子技术等多个技术学科交叉的产物。其根据各传感器得到的信息做出分析和判断，把人从单一持久的驾驶活动中解放出来，减少驾驶行为差异对交通流稳定性的影响，有利于提高现有道路网络的车辆通行率缓解交通拥堵，另一方面可以提高汽车行驶安全，降低交通事故率改善交通安全。
3.目前，很多的汽车已经用上了自动驾驶系统，但是，目前很多汽车装载的自动驾驶系统还有需要改进的地方来进一步提高自动驾驶的安全，因此，该技术方案提供了一种更加全面的自动驾驶系统技术方案。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种通过对外部环境的感知后对外部数据进行计算，系统对计算后的数据进行系统调整，最终主控系统根据调整后的数据进行驱动，实现车辆安全的自动驾驶的电动汽车的无人驾驶控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电动汽车的无人驾驶控制系统，包括无人驾驶系统本体，所述无人驾驶系统本体上设有感知系统、分析决策系统以及主控系统，所述感知系统上设有单片机、地面扫描系统、测距系统、速度检测系统、车身自检系统、障碍物扫描系统、环境检测系统、数据收发器，所述地面扫描系统、测距系统、速度检测系统、车身自检系统、障碍物扫描系统、环境检测系统、数据收发器分别与单片机连接，所述分析决策系统上设有环境感知系统、预测系统、地图定位系统、道路路径判断系统、驱动反馈系统、反馈控制系统，数据分析输出系统，所述环境感知系统、预测系统、地图定位系统、道路路径判断系统、驱动反馈系统、反馈控制系统分别与数据分析输出系统连接，所述主控系统上设有传感器信号处理系统，传感器信号处理系统上包括控制系统、执行系统、附件控制系统，所述无人驾驶系统本体上的数据收发器与分别与分析决策系统上的环境感知系统、预测系统、地图定位系统、道路路径判断系统、驱动反馈系统、反馈控制系统连接，所述数据分析输出系统与主控系统上的传感器信号处理系统连接。
6.优选的，所述环境检测系统上包括激光雷达系统、毫米波雷达系统、夜视传感系统、红外温度传感器，所述夜视传感系统配合车辆上的夜视传感器，环境检测系统连接车辆视觉传感器，视觉传感器检测交通信号灯、slam，视觉传感器对外部环境检测后构建实时三维模型。
7.优选的，所述车身自检系统上包括gps定位系统、地面检测系统、车身震动检测系统，所述gps定位系统配合北斗定位模块，所述地面检测系统对车身底盘距离地表面高度的
变化以及地表面的平整度，实时构建地面的状态图。
8.优选的，所述速度检测系统上包括时间计算系统、速度变化监测系统，所述时间计算系统上包括加速时间计算、减速时间计算以及匀速时间计算，所述速度变化监测系统上包括加速度快慢时间计算、减速时间快慢计算，所述加速度计算公式为：
9.a＝(v
t
‑
v0)/t
10.其中：以v0为正方向，a与v0同向(加速)a>0，反向则a<0。
11.优选的，所述道路路径判断系统上包括路宽检测、路面平整度检测、路面湿度、地表粗糙程度检测，所述路宽检测上包括方向检测、左右距离检测以及障碍物检测，所述道路路径判断系统上还包括道路方向偏转判断检测。
12.优选的，所述环境感知系统上包括温度检测、湿度检测、空气密度检测、风力大小检测、风向检测、车身周围障碍物检测、雨水检测以及光线检测。
13.优选的，所述道路路径判断系统包括方向提前检测、方向判断、转向角度判断，所述转向扭矩的计算公式为：
14.t
a
＝(f*v)/ω
ꢀꢀ
(1)
15.p＝f*(s/t)
ꢀꢀ
(2)
16.其中：f*v＝p，f为力，v为速度，ω为角速度，s为路程，t为时间。优选的，所述控制系统上包括档位控制系统、转向控制系统、悬架控制系统，所述档位控制系统上包括升挡、降挡以及空挡，转向控制系统上包括左转向、右转向，悬架控制系统上包括悬架上升、悬架下降、悬架置顶，所述悬架控制系统上包括悬架高度计算、悬架高度调节驱动以及悬架调节快慢。
17.优选的，所述执行系统上包括油门控制系统、变速箱控制系统、转向角度控制系统、刹车控制系统，所述油门控制系统包括油门增加、收油，所述变速箱控制系统包括变速箱升挡控制、变速箱降档控制、变速箱响应速度控制，所述转向角度控制系统包括转向方向控制、转向角度大小控制，转向速度控制，方向回转控制，所述刹车控制系统上包括压力传感器、调节器、控制器以及驱动，所述附件控制系统上包括车灯控制系统、空调控制系统、显示控制系统。
18.优选的，一种电动汽车的无人驾驶控制系统，其自动驾驶方法包括以下步骤：
19.a、汽车启动开始行使，汽车检测当前汽车整体的质量，通过感知系统扫描汽车当前路段的路面，障碍物扫描系统实时对车身周围进行扫描，速度检测系统检测汽车本身的当前速度，将检测的实时数据输送至单片机进行计算、转换后发送至分析决策系统；
20.b、分析决策系统上对感知系统检测到的数据进行计算分析，针对车辆当前的状态，结合实时的路况做出调整，将计算调整后的数据及时的上传至主控系统；
21.c、主控系统根据分析决策系统提供的针对当前车辆状态调整的数据进行调整，汽车控制当前执行系统调节汽车的油门、变速箱根据油门的接入量进行及时的调整，汽车实时检测外部环境，控制汽车的车灯以及转向灯，汽车检测车内温度调控汽车内部空调的温度。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23.(1)通过检测外部环境后对外部检测到的环境构建实时的三维图像在汽车的显示器上进行显示，能够给用户提供当前路面的实时状态信息，给客户更加直观的路面信息；
24.(2)车身自检系统上包括gps定位系统、地面检测系统、车身震动检测系统，gps定位系统配合北斗定位模块，地面检测系统对车身底盘距离地表面高度的变化以及地表面的平整度，实时构建地面的状态图，车身自检系统检测汽车自身的位置，结合导航卫星的地图信息，实现更好的、更安全、更准确的驾驶路线；
25.(3)速度检测系统实时检测车辆的速度，结合系统检测到的路况信息、路上的车辆、人流量的信息及时的调整车速，保证汽车在安全驾驶的过程中能够采用较短的时间通过；
26.(4)道路路径判断系统上还包括道路方向偏转判断检测，对当前的路段前方的一端路进行检测判断，提前采集当前路段的信息，从而对车辆的速度、转向做出及时的调整，保证车辆行驶的安全；
27.(5)执行系统对车辆整体的速度、悬架的高度、软硬、汽车内部的温度、汽车的转向、转向角度、车身的避让、汽车的车灯，对于汽车上的所有关于汽车行驶控制的器件进控制，完全实现汽车安全的自动驾驶；
28.(6)道路路径判断系统上包括路宽检测、路面平整度检测、路面湿度、地表粗糙程度检测，通过检测路面湿度、粗糙程度，再结合汽车轮胎的摩擦系数来判断地面当前状态与轮胎之间的摩擦阻力，从而控制车速以及汽车转向快慢；
29.(7)该无人驾驶系统通过对外部环境的感知后对外部数据进行计算，系统对计算后的数据进行系统调整，最终主控系统根据调整后的数据进行驱动，实现车辆安全的自动驾驶。
附图说明
30.图1为本发明无人驾驶系统本体结构示意图；
31.图2为本发明环境检测系统结构示意图；
32.图3为本发明车身自检系统结构示意图；
33.图4为本发明速度检测系统结构示意图；
34.图5为本发明道路路径判断系统结构示意图。
35.图中：1、无人驾驶系统本体；2、感知系统；3、分析决策系统；4、主控系统；5、单片机；6、地面扫描系统；7、测距系统；8、速度检测系统；9、车身自检系统；10、障碍物扫描系统；11、环境检测系统；12、数据收发器；13、环境感知系统；14、预测系统；15、地图定位系统；16、道路路径判断系统；17、驱动反馈系统；18、反馈控制系统；19、数据分析输出系统；20、传感器信号处理系统；21、控制系统；22、执行系统；23、附件控制系统；24、档位控制系统；25、转向控制系统；26、悬架控制系统；27、油门控制系统；28、变速箱控制系统；29、转向角度控制系统；30、刹车控制系统；31、车灯控制系统；32、空调控制系统；33、显示控制系统；34、激光雷达系统；35、毫米波雷达系统；36、夜视传感系统；37、红外温度传感器；38、gps定位系统；39、地面检测系统；40、车身震动检测系统；41、时间计算系统；42、速度变化监测系统；43、路宽检测；44、路面平整度检测；45、路面湿度；46、地表粗糙程度检测。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.请参阅图1
‑
5,本发明提供一种技术方案：一种电动汽车的无人驾驶控制系统,包括无人驾驶系统本体1，无人驾驶系统本体1上设有感知系统2、分析决策系统3以及主控系统4，感知系统2上设有单片机5、地面扫描系统6、测距系统7、速度检测系统8、车身自检系统9、障碍物扫描系统10、环境检测系统11、数据收发器12，地面扫描系统6、测距系统7、速度检测系统8、车身自检系统9、障碍物扫描系统10、环境检测系统11、数据收发器12分别与单片机5连接。
38.环境检测系统11上包括激光雷达系统34、毫米波雷达系统35、夜视传感系统36、红外温度传感器37，夜视传感系统36配合车辆上的夜视传感器，环境检测系统11连接车辆视觉传感器，视觉传感器检测交通信号灯、slam，视觉传感器对外部环境检测后构建实时三维模型，通过检测外部环境后对外部检测到的环境构建实时的三维图像在汽车的显示器上进行显示，能够给用户提供当前路面的实时状态信息，给客户更加直观的路面信息。
39.车身自检系统9上包括gps定位系统38、地面检测系统39、车身震动检测系统40，gps定位系统38配合北斗定位模块，地面检测系统39对车身底盘距离地表面高度的变化以及地表面的平整度，实时构建地面的状态图，车身自检系统9检测汽车自身的位置，结合导航卫星的地图信息，实现更好的、更安全、更准确的驾驶路线。
40.速度检测系统8上包括时间计算系统41、速度变化监测系统42，时间计算系统41上包括加速时间计算、减速时间计算以及匀速时间计算，速度变化监测系统42上包括加速度快慢时间计算、减速时间快慢计算，加速度计算公式为：
41.a＝(v
t
‑
v0)/t
42.其中：以v0为正方向，a与v0同向(加速)a>0，反向则a<0。
43.速度检测系统8实时检测车辆的速度，结合系统检测到的路况信息、路上的车辆、人流量的信息及时的调整车速，保证汽车在安全驾驶的过程中能够采用较短的时间通过。
44.分析决策系统3上设有环境感知系统13、预测系统14、地图定位系统15、道路路径判断系统16、驱动反馈系统17、反馈控制系统18，数据分析输出系统19，环境感知系统13、预测系统14、地图定位系统15、道路路径判断系统16、驱动反馈系统17、反馈控制系统18分别与数据分析输出系统19连接。
45.道路路径判断系统16上包括路宽检测、路面平整度检测、路面湿度、地表粗糙程度检测，通过检测路面湿度、粗糙程度，再结合汽车轮胎的摩擦系数来判断地面当前状态与轮胎之间的摩擦阻力，从而控制车速以及汽车转向快慢，擦路宽检测上包括方向检测、左右距离检测以及障碍物检测，道路路径判断系统16上还包括道路方向偏转判断检测，对当前的路段前方的一端路进行检测判断，提前采集当前路段的信息，从而对车辆的速度、转向做出及时的调整，保证车辆行驶的安全。
46.环境感知系统13上包括温度检测、湿度检测、空气密度检测、风力大小检测、风向检测、车身周围障碍物检测、雨水检测以及光线检测。
47.道路路径判断系统16包括方向提前检测、方向判断、转向角度判断，转向扭矩的计算公式为：
48.t
a
＝(f*v)/ω
ꢀꢀ
(1)
49.p＝f*(s/t)
ꢀꢀ
(2)
50.其中：f*v＝p，f为力，v为速度，ω为角速度，s为路程，t为时间。
51.主控系统4上设有传感器信号处理系统20，传感器信号处理系统20上包括控制系统21、执行系统22、附件控制系统23，无人驾驶系统本体1上的数据收发器12与分别与分析决策系统3上的环境感知系统13、预测系统14、地图定位系统15、道路路径判断系统16、驱动反馈系统17、反馈控制系统18连接，数据分析输出系统19与主控系统20上的传感器信号处理系统20连接。
52.控制系统21上包括档位控制系统24、转向控制系统25、悬架控制系统26，档位控制系统24上包括升挡、降挡以及空挡，转向控制系统25上包括左转向、右转向，悬架控制系统26上包括悬架上升、悬架下降、悬架置顶，悬架控制系统26上包括悬架高度计算、悬架高度调节驱动以及悬架调节快慢。
53.执行系统22上包括油门控制系统27、变速箱控制系统28、转向角度控制系统29、刹车控制系统30，油门控制系统27包括油门增加、收油，变速箱控制系统28包括变速箱升挡控制、变速箱降档控制、变速箱响应速度控制，转向角度控制系统29包括转向方向控制、转向角度大小控制，转向速度控制，方向回转控制，刹车控制系统30上包括压力传感器、调节器、控制器以及驱动，附件控制系统23上包括车灯控制系统31、空调控制系统32、显示控制系统33，执行系统22对车辆整体的速度、悬架的高度、软硬、汽车内部的温度、汽车的转向、转向角度、车身的避让、汽车的车灯，对于汽车上的所有关于汽车行驶控制的器件进控制，完全实现汽车安全的自动驾驶。
54.电动汽车的无人驾驶控制系统的自动驾驶方法：汽车启动开始行使，汽车检测当前汽车整体的质量，通过感知系统2扫描汽车当前路段的路面，障碍物扫描系统10实时对车身周围进行扫描，速度检测系统8检测汽车本身的当前速度，将检测的实时数据输送至单片机进行计算、转换后发送至分析决策系统分析决策系统3上对感知系统检测到的数据进行计算分析，针对车辆当前的状态，结合实时的路况做出调整，将计算调整后的数据及时的上传至主控系统4主控系统4根据分析决策系统3提供的针对当前车辆状态调整的数据进行调整，汽车控制当前执行系统22调节汽车的油门、变速箱根据油门的接入量进行及时的调整，汽车实时检测外部环境，控制汽车的车灯以及转向灯，汽车检测车内温度调控汽车内部空调的温度。
55.该无人驾驶系统通过对外部环境的感知后对外部数据进行计算，系统对计算后的数据进行系统调整，最终主控系统根据调整后的数据进行驱动，实现车辆安全的自动驾驶。
56.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。