CN109683603A - 一种无人驾驶汽车自主控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人驾驶汽车自主控制***，属于汽车技术领域，包括驾驶控制单元、特征物提取单元、路径识别判断单元、本地嵌入式地图单元、通讯单元、存储器、导航定位单元、误差修正单元、车辆行驶状态感知单元和激光发射单元，驾驶控制单元与继电器和方向盘转角传感器连接，方向盘转角传感器与汽车转向单元连接，继电器与电磁铁和电磁阀连接，通讯单元与红绿灯检测单元和行车线检测单元电连接，汽车前驱单元与红绿灯距离探测单元电连接。本发明能够监控红绿灯和行车路线，控制动力供应和行车制动，能够对障碍物进行探测，实现自主路线选择并进行误差修正，对车辆行驶状态进行感知，有效预防追尾的发生，避免交通事故的发生。

Description

一种无人驾驶汽车自主控制***
技术领域
本发明涉及一种汽车控制***，特别是涉及一种无人驾驶汽车自主控制***，属于汽车技术领域。
背景技术
目前的自动驾驶汽车技术已经基本具备自动操作和行驶能力，例如，在汽车上安装摄像头、雷达传感器和激光探测器等先进的仪器，可通过它们来感知公路的限速和路旁交通标志，以及周围的车辆移动情况，如果要出发的话只需借助地图来导航即可，无人驾驶***主要利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶，目前，无人驾驶汽车是一种智能汽车，主要依靠车内的以计算机***为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶，但是，无人驾驶***其中难点在于对红绿灯及周围环境识别情况的辨别能力，从而可能导致无人驾驶***采集到的数据不准确等。
发明内容
本发明的主要目的是为了提供一种无人驾驶汽车自主控制***，能够监控红绿灯和行车路线，及时停车或启动，控制汽车的动力供应和行车制动，能够对左方、前方和右方的障碍物进行探测，实现自主路线选择并进行误差修正，对车辆行驶状态进行感知，有效预防追尾的发生，避免交通事故的发生。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种无人驾驶汽车自主控制***，包括驾驶控制单元、特征物提取单元、路径识别判断单元、本地嵌入式地图单元、通讯单元、存储器、导航定位单元、误差修正单元、车辆行驶状态感知单元和激光发射单元，所述驾驶控制单元用于采集数据信息，对数据信息进行处理，并用于汽车驾驶控制，所述驾驶控制单元分别与所述存储器和所述导航定位单元电连接；所述驾驶控制单元分别与继电器和方向盘转角传感器电连接，所述方向盘转角传感器与汽车转向单元电连接，所述继电器分别与电磁铁和电磁阀电连接，所述电磁阀与油管电连接，所述电磁铁与刹车***连接，所述驾驶控制单元还分别与速度传感器、制动传感器和自动电压调整器电连接，所述制动传感器与所述继电器电连接；所述激光发射单元与光源控制单元电连接，所述激光发射单元包括前方激光发射单元、右方激光发射单元和左方激光发射单元；驾驶控制单元用于根据所述右方激光发射单元和所述左方激光发射单元发送的障碍物距离信号发出相应避障指令；所述特征物提取单元用于对行径路线上的视觉特征物的数据进行采集，同时对车辆在行经路线上的驾驶信息数据进行记录和储存；所述路径识别判断单元用于识别判定将要行进的路线是否是首次路径，并根据所述视觉特征物的数据自动生成视觉特征坐标库，所述误差修正单元用于对障碍物距离信号和视觉特征物的数据进行误差修正。
进一步的，所述特征物提取单元通过所述自动电压调整器与所述驾驶控制单元电连接，所述驾驶控制单元与所述本地嵌入式地图单元电连接，所述光源控制单元分别与所述前方激光发射单元、所述右方激光发射单元、所述左方激光发射单元和激光接收单元电连接。
进一步的，所述前方激光发射单元用于沿汽车的行驶方向发射出一光束，所述右方激光发射单元用于沿汽车的右转向方向发射出一光束，所述左方激光发射单元用于沿汽车的左转向方向发射出一光束。
进一步的，所述激光接收单元用于接收经反射后的光束，所述光源控制单元用于调整所述前方激光发射单元、所述右方激光发射单元和所述左方激光发射单元所发射的光束的光强，并将所述激光接收单元接收的光束的光强与内设的一预设值相比较。
进一步的，所述制动传感器分别与所述驾驶控制单元和所述继电器电连接，所述制动传感器用于通过所述驾驶控制单元获取制动信息，并将所述制动信息转化为包括刹车和减小加油在内的制动指令，制动指令通过所述继电器将制动指令发送至所述电磁铁和所述电磁阀，所述电磁铁控制所述刹车***进行刹车，所述电磁阀控制所述油管减少供油。
进一步的，所述特征物提取单元和所述路径识别判断单元分别与所述自动电压调整器电连接，所述自动电压调整器与所述导航定位单元电连接，所述导航定位单元用于为无人驾驶汽车提供导航，包括北斗导航***和GPS定位***。
进一步的，所述自动电压调整器与所述通讯单元电连接，所述通讯单元分别与汽车前挡单元和汽车前驱单元通讯连接，所述汽车前挡单元设置在汽车的前挡风玻璃上，所述汽车前驱单元设置在汽车的前保险杠附近。
进一步的，所述汽车前挡单元分别与红绿灯检测单元和行车线检测单元电连接，所述汽车前驱单元与红绿灯距离探测单元电连接，所述红绿灯检测单元通过摄像头获取前方红绿灯的颜色，若获取到的图像只有一个红绿灯发出的色彩，则根据此色彩发出相应的语音指令；若获取到图像具有两个以上的红绿灯发出的色彩，则根据距获取的图像上水平方向中心线最近的那个红绿灯的色彩发出相应的语音指令。
进一步的，所述通讯单元与所述驾驶控制单元电连接，所述通讯单元用于有线和无线通讯，所述存储器用于存储数据，所述速度传感器用于测量本车车速并将车速数据传送至所述驾驶控制单元。
进一步的，所述车辆行驶状态感知单元通过所述通讯单元与所述自动电压调整器电连接，所述车辆行驶状态感知单元用于采集车辆状态和行驶环境信息，并分析所述车辆状态和行驶环境信息以提取障碍物信息及跟踪移动目标信息；所述本地嵌入式地图单元用于根据所述车辆行驶状态感知单元感知到的所述障碍物信息及跟踪移动目标信息，建立以无人驾驶汽车为中心的局部地图。
本发明的有益技术效果：按照本发明的无人驾驶汽车自主控制***，本发明提供的无人驾驶汽车自主控制***，能够监控红绿灯和行车路线，及时停车或启动，控制汽车的动力供应和行车制动，能够对左方、前方和右方的障碍物进行探测，实现自主路线选择并进行误差修正，对车辆行驶状态进行感知，有效预防追尾的发生，避免交通事故的发生，采用红绿灯检测单元和红绿灯距离探测单元对车间距离和红绿灯进行检测，根据光源控制单元调整前方激光发射单元所发射的光束的光强，并将激光接收单元接收的光束的光强与内设的一预设值相比较，遇到障碍物时，将控制汽车的动力供应和行车制动，有效预防追尾的发生，能够在车辆处于危险状况的时候主动进行刹车，避免交通事故的发生，通过左方、前方和右方的前方激光发射单元能够对左方、前方和右方的障碍物进行探测，有效减小追尾事故发生的概率，通过路径识别判断单元和特征物提取单元实现自主避障，通过路径识别判断单元和特征物提取单元进行路径识别判断，并进行误差修正，保持正确的汽车行驶路线。
附图说明
图1为按照本发明的无人驾驶汽车自主控制***的一优选实施例的结构示意图。
图中：1-驾驶控制单元，2-特征物提取单元，3-路径识别判断单元，4-速度传感器，5-本地嵌入式地图单元，6-方向盘转角传感器，7-汽车转向单元，8-制动传感器，9-通讯单元，10-存储器，11-自动电压调整器，12-光源控制单元，13-前方激光发射单元，14-右方激光发射单元，15-左方激光发射单元，16-激光接收单元，17-电磁铁，18-车辆行驶状态感知单元，19-继电器，20-电磁阀，21-刹车***，23-导航定位单元，24-汽车前挡单元，25-误差修正单元，26-汽车前驱单元，28-红绿灯检测单元，29-行车线检测单元，30-红绿灯距离探测单元，31-油管。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，本实施例提供的一种无人驾驶汽车自主控制***，包括驾驶控制单元1、特征物提取单元2、路径识别判断单元3、本地嵌入式地图单元5、通讯单元9、存储器10、导航定位单元23、误差修正单元25、车辆行驶状态感知单元18和激光发射单元，所述驾驶控制单元1用于采集数据信息，对数据信息进行处理，并用于汽车驾驶控制，所述驾驶控制单元1分别与所述存储器10和所述导航定位单元23电连接；所述驾驶控制单元1分别与继电器19和方向盘转角传感器6电连接，所述方向盘转角传感器6与汽车转向单元7电连接，所述继电器19分别与电磁铁17和电磁阀20电连接，所述电磁阀20与油管31电连接，所述电磁铁17与刹车***21连接，所述驾驶控制单元1还分别与速度传感器4、制动传感器8和自动电压调整器11电连接，所述制动传感器8与所述继电器19电连接；所述激光发射单元与光源控制单元12电连接，所述激光发射单元包括前方激光发射单元13、右方激光发射单元14和左方激光发射单元15；驾驶控制单元1用于根据所述右方激光发射单元14和所述左方激光发射单元15发送的障碍物距离信号发出相应避障指令；所述特征物提取单元2用于对行径路线上的视觉特征物的数据进行采集，同时对车辆在行经路线上的驾驶信息数据进行记录和储存；所述路径识别判断单元3用于识别判定将要行进的路线是否是首次路径，并根据所述视觉特征物的数据自动生成视觉特征坐标库，所述误差修正单元25用于对障碍物距离信号和视觉特征物的数据进行误差修正。
进一步的，在本实施例中，如图1所示，所述特征物提取单元2通过所述自动电压调整器11与所述驾驶控制单元1电连接，所述驾驶控制单元1与所述本地嵌入式地图单元5电连接，所述光源控制单元12分别与所述前方激光发射单元13、所述右方激光发射单元14、所述左方激光发射单元15和激光接收单元16电连接；所述前方激光发射单元13用于沿汽车的行驶方向发射出一光束，所述右方激光发射单元14用于沿汽车的右转向方向发射出一光束，所述左方激光发射单元15用于沿汽车的左转向方向发射出一光束。
进一步的，在本实施例中，如图1所示，所述激光接收单元16用于接收经反射后的光束，所述光源控制单元12用于调整所述前方激光发射单元13、所述右方激光发射单元14和所述左方激光发射单元15所发射的光束的光强，并将所述激光接收单元16接收的光束的光强与内设的一预设值相比较；所述制动传感器8分别与所述驾驶控制单元1和所述继电器19电连接，所述制动传感器8用于通过所述驾驶控制单元1获取制动信息，并将所述制动信息转化为包括刹车和减小加油在内的制动指令，制动指令通过所述继电器19将制动指令发送至所述电磁铁17和所述电磁阀20，所述电磁铁17控制所述刹车***21进行刹车，所述电磁阀20控制所述油管31减少供油。
进一步的，在本实施例中，如图1所示，所述特征物提取单元2和所述路径识别判断单元3分别与所述自动电压调整器11电连接，所述自动电压调整器11与所述导航定位单元23电连接，所述导航定位单元23用于为无人驾驶汽车提供导航，包括北斗导航***和GPS定位***。
进一步的，在本实施例中，如图1所示，所述自动电压调整器11与所述通讯单元9电连接，所述通讯单元9分别与汽车前挡单元24和汽车前驱单元26通讯连接，所述汽车前挡单元24设置在汽车的前挡风玻璃上，所述汽车前驱单元26设置在汽车的前保险杠附近；所述汽车前挡单元24分别与红绿灯检测单元28和行车线检测单元29电连接，所述汽车前驱单元26与红绿灯距离探测单元30电连接，所述红绿灯检测单元28通过摄像头获取前方红绿灯的颜色，若获取到的图像只有一个红绿灯发出的色彩，则根据此色彩发出相应的语音指令；若获取到图像具有两个以上的红绿灯发出的色彩，则根据距获取的图像上水平方向中心线最近的那个红绿灯的色彩发出相应的语音指令。
进一步的，在本实施例中，如图1所示，所述通讯单元9与所述驾驶控制单元1电连接，所述通讯单元9用于有线和无线通讯，所述存储器10用于存储数据，所述速度传感器4用于测量本车车速并将车速数据传送至所述驾驶控制单元1；所述车辆行驶状态感知单元18通过所述通讯单元9与所述自动电压调整器11电连接，所述车辆行驶状态感知单元18用于采集车辆状态和行驶环境信息，并分析所述车辆状态和行驶环境信息以提取障碍物信息及跟踪移动目标信息；所述本地嵌入式地图单元5用于根据所述车辆行驶状态感知单元18感知到的所述障碍物信息及跟踪移动目标信息，建立以无人驾驶汽车为中心的局部地图。
综上所述，在本实施例中，按照本实施例的无人驾驶汽车自主控制***，本实施例提供的无人驾驶汽车自主控制***，能够监控红绿灯和行车路线，及时停车或启动，控制汽车的动力供应和行车制动，能够对左方、前方和右方的障碍物进行探测，实现自主路线选择并进行误差修正，对车辆行驶状态进行感知，有效预防追尾的发生，避免交通事故的发生，采用红绿灯检测单元和红绿灯距离探测单元对车间距离和红绿灯进行检测，根据光源控制单元调整前方激光发射单元所发射的光束的光强，并将激光接收单元接收的光束的光强与内设的一预设值相比较，遇到障碍物时，将控制汽车的动力供应和行车制动，有效预防追尾的发生，能够在车辆处于危险状况的时候主动进行刹车，避免交通事故的发生，通过左方、前方和右方的前方激光发射单元能够对左方、前方和右方的障碍物进行探测，有效减小追尾事故发生的概率，通过路径识别判断单元和特征物提取单元实现自主避障，通过路径识别判断单元和特征物提取单元进行路径识别判断，并进行误差修正，保持正确的汽车行驶路线。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无人驾驶汽车自主控制***，包括驾驶控制单元(1)、特征物提取单元(2)、路径识别判断单元(3)、本地嵌入式地图单元(5)、通讯单元(9)、存储器(10)、导航定位单元(23)、误差修正单元(25)、车辆行驶状态感知单元(18)和激光发射单元，其特征在于：所述驾驶控制单元(1)用于采集数据信息，对数据信息进行处理，并用于汽车驾驶控制，所述驾驶控制单元(1)分别与所述存储器(10)和所述导航定位单元(23)电连接；所述驾驶控制单元(1)分别与继电器(19)和方向盘转角传感器(6)电连接，所述方向盘转角传感器(6)与汽车转向单元(7)电连接，所述继电器(19)分别与电磁铁(17)和电磁阀(20)电连接，所述电磁阀(20)与油管(31)电连接，所述电磁铁(17)与刹车***(21)连接，所述驾驶控制单元(1)还分别与速度传感器(4)、制动传感器(8)和自动电压调整器(11)电连接，所述制动传感器(8)与所述继电器(19)电连接；所述激光发射单元与光源控制单元(12)电连接，所述激光发射单元包括前方激光发射单元(13)、右方激光发射单元(14)和左方激光发射单元(15)；驾驶控制单元(1)用于根据所述右方激光发射单元(14)和所述左方激光发射单元(15)发送的障碍物距离信号发出相应避障指令；所述特征物提取单元(2)用于对行径路线上的视觉特征物的数据进行采集，同时对车辆在行经路线上的驾驶信息数据进行记录和储存；所述路径识别判断单元(3)用于识别判定将要行进的路线是否是首次路径，并根据所述视觉特征物的数据自动生成视觉特征坐标库，所述误差修正单元(25)用于对障碍物距离信号和视觉特征物的数据进行误差修正。
2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶汽车自主控制***，其特征在于：所述特征物提取单元(2)通过所述自动电压调整器(11)与所述驾驶控制单元(1)电连接，所述驾驶控制单元(1)与所述本地嵌入式地图单元(5)电连接，所述光源控制单元(12)分别与所述前方激光发射单元(13)、所述右方激光发射单元(14)、所述左方激光发射单元(15)和激光接收单元(16)电连接。
3.根据权利要求2所述的一种无人驾驶汽车自主控制***，其特征在于：所述前方激光发射单元(13)用于沿汽车的行驶方向发射出一光束，所述右方激光发射单元(14)用于沿汽车的右转向方向发射出一光束，所述左方激光发射单元(15)用于沿汽车的左转向方向发射出一光束。
4.根据权利要求3所述的一种无人驾驶汽车自主控制***，其特征在于：所述激光接收单元(16)用于接收经反射后的光束，所述光源控制单元(12)用于调整所述前方激光发射单元(13)、所述右方激光发射单元(14)和所述左方激光发射单元(15)所发射的光束的光强，并将所述激光接收单元(16)接收的光束的光强与内设的一预设值相比较。
5.根据权利要求1所述的一种无人驾驶汽车自主控制***，其特征在于：所述制动传感器(8)分别与所述驾驶控制单元(1)和所述继电器(19)电连接，所述制动传感器(8)用于通过所述驾驶控制单元(1)获取制动信息，并将所述制动信息转化为包括刹车和减小加油在内的制动指令，制动指令通过所述继电器(19)将制动指令发送至所述电磁铁(17)和所述电磁阀(20)，所述电磁铁(17)控制所述刹车***(21)进行刹车，所述电磁阀(20)控制所述油管(31)减少供油。
6.根据权利要求1所述的一种无人驾驶汽车自主控制***，其特征在于：所述特征物提取单元(2)和所述路径识别判断单元(3)分别与所述自动电压调整器(11)电连接，所述自动电压调整器(11)与所述导航定位单元(23)电连接，所述导航定位单元(23)用于为无人驾驶汽车提供导航，包括北斗导航***和GPS定位***。
7.根据权利要求1所述的一种无人驾驶汽车自主控制***，其特征在于：所述自动电压调整器(11)与所述通讯单元(9)电连接，所述通讯单元(9)分别与汽车前挡单元(24)和汽车前驱单元(26)通讯连接，所述汽车前挡单元(24)设置在汽车的前挡风玻璃上，所述汽车前驱单元(26)设置在汽车的前保险杠附近。
8.根据权利要求7所述的一种无人驾驶汽车自主控制***，其特征在于：所述汽车前挡单元(24)分别与红绿灯检测单元(28)和行车线检测单元(29)电连接，所述汽车前驱单元(26)与红绿灯距离探测单元(30)电连接，所述红绿灯检测单元(28)通过摄像头获取前方红绿灯的颜色，若获取到的图像只有一个红绿灯发出的色彩，则根据此色彩发出相应的语音指令；若获取到图像具有两个以上的红绿灯发出的色彩，则根据距获取的图像上水平方向中心线最近的那个红绿灯的色彩发出相应的语音指令。
9.根据权利要求1所述的一种无人驾驶汽车自主控制***，其特征在于：所述通讯单元(9)与所述驾驶控制单元(1)电连接，所述通讯单元(9)用于有线和无线通讯，所述存储器(10)用于存储数据，所述速度传感器(4)用于测量本车车速并将车速数据传送至所述驾驶控制单元(1)。
10.根据权利要求1所述的一种无人驾驶汽车自主控制***，其特征在于：所述车辆行驶状态感知单元(18)通过所述通讯单元(9)与所述自动电压调整器(11)电连接，所述车辆行驶状态感知单元(18)用于采集车辆状态和行驶环境信息，并分析所述车辆状态和行驶环境信息以提取障碍物信息及跟踪移动目标信息；所述本地嵌入式地图单元(5)用于根据所述车辆行驶状态感知单元(18)感知到的所述障碍物信息及跟踪移动目标信息，建立以无人驾驶汽车为中心的局部地图。
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