CN109017790A - 控制管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种控制管理系统，包括：控制面板，在第一或第二控制按钮被按压时，生成车辆模式选择指令；车辆控制单元，其对底层车辆控制器发送的车辆模式选择指令、出行任务信息和第一数据进行处理，生成决策结果信息，并生成转向控制信息和扭矩控制信息；并接收第二传感模块发送的第二数据，对所述第二数据进行分析，当分析结果为存在碰撞时，生成第一紧急制动信号；EPS，根据底层车辆控制器发送的处理后的转向控制信息，控制车辆的转向角度和速度；动力系统，根据底层车辆控制器发送的处理后的扭矩控制信息，控制车辆的速度；制动系统，根据底层车辆控制器发送的第一紧急制动信号，控制车辆的制动力。由此，提高了控制精度以及碰撞处理速度。

Description

控制管理系统
技术领域
本发明涉及控制技术领域，尤其涉及一种控制管理系统。
背景技术
随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，智能机器人技术已经成为了国内外众多学者研究的热点。其中，服务型机器人开辟了机器人应用的新领域，服务型机器人的出现主要有以下三方面原因：第一方面，国内劳动力成本有上升的趋势；第二方面，人口老龄化和社会福利制度的完善为服务型机器人提供了广泛的市场应用前景；第三方面，人类想摆脱重复的劳动。比如目前的快件需要人工派送，人工需求大，效率低，故人工派送被智能化的无人驾驶自动派送所代替势不可挡。
为了更方便的区分和定义线控技术，线控的分级就成了一件大事。目前全球汽车行业公认的两个分级制度分别是由美国高速公路安全管理局(简称NHTSA)和国际自动机工程师学会(简称SAE)提出的。其中，L4和L5级别的线控技术都可以称为完全线控技术，到了这个级别，汽车已经可以在完全不需要驾驶员介入的情况下来进行所有的驾驶操作，驾驶员也可以将注意力放在其他的方面比如工作或是休息。但两者的区别在于，L4级别的线控适用于部分场景下，通常是指在城市中或是高速公路上。而L5级别则要求线控汽车在任何场景下都可以做到完全驾驶车辆行驶。
但是，现有技术中，控制管理系统存在着精度不高、拟人性不高的缺陷。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种控制管理系统，以解决现有技术中自动驾驶时的精度受影响，拟人性不高的问题。
为解决上述问题，本发明提供了一种控制管理系统，所述控制管理系统包括：
控制面板，包括第一控制按钮、第二控制按钮和第三控制按钮，在所述第一控制按钮和所述第二控制按钮中的至少一个被按压时，生成车辆模式选择指令；在所述第三控制按钮被按压时，生成第一紧急制动信号；
底层车辆控制器，其信号输入端和所述控制面板相连接，用于接收所述控制面板发送的所述车辆模式选择指令；
车辆控制单元，其通过控制器局域网络CAN总线和所述底层车辆控制器相连接，用于接收底层车辆控制器发送的所述车辆模式选择指令；其通过无线接口和服务器相连接，用于接收所述服务器发送的出行任务信息；其通过网络接口与第一传感模块相连接，用于接收所述第一传感模块发送的第一数据；然后对所述车辆模式选择指令、所述出行任务信息和所述第一数据进行处理，生成决策结果信息，并对所述决策结果信息进行处理，生成扭矩控制信息和转向控制信息，最后对所述扭矩控制信息和所述转向控制信息进行处理；以及，接收第二传感模块发送的第二数据，对所述第二数据进行分析，当分析结果为存在碰撞时，生成第二紧急制动信号；
所述底层车辆控制器还用于，接收处理后的所述转向控制信息和处理后的所述扭矩控制信息；以及，接收控制面板发送的第一紧急制动信号；以及，接收所述车辆控制单元发送的所述第二紧急制动信号；
自动助力转向系统EPS，其信号输入端通过CAN总线和所述底层车辆控制器相连接，用于接收所述底层车辆控制器发送的处理后的所述转向控制信息，并根据处理后的所述转向控制信息，控制车辆的转向角度和转向速度；
动力系统，其信号输入端通过CAN总线和所述底层车辆控制器相连接，用于接收所述底层车辆控制器发送的处理后的所述扭矩控制信号，并根据处理后的所述扭矩控制信息，控制车辆的速度；
制动系统，其信号输入端通过CAN总线和所述底层车辆控制器相连接，用于接收所述底层车辆控制器发送的所述第一紧急制动信号或第二紧急制动信号，并根据所述第一紧急制动信号，控制车辆的制动力，以进行紧急制动。
优选的，所述车辆控制单元还用于，当所述第一控制开关被按压时，根据转向控制信息，生成转向控制信号；
所述底层车辆控制器还用于，接收所述车辆控制单元发送的所述转向控制信号，并根据所述转向控制信号，生成第一驱动信号和/或第二驱动信号；其中，所述第一驱动信号用于驱动灯光系统中的至少一个灯进行闪烁，所述第二驱动信号用于驱动喇叭产生警示信号。
优选的，所述控制管理系统还包括第一检测单元和第二检测单元；
所述第一检测单元的信号输出端和所述EPS相连接，用于检测是否存在手动力，当存在手动力时，切换至人工控制模式；
所述第二检测单元和制动系统中的制动踏板相连接，用于检测制动踏板是否被按压，当所述制动踏板被按压时，切换至人工控制模式。
优选的，所述EPS还用于，生成第一故障码；和/或
所述动力系统还用于，生成第二故障码；和/或，
所述制动系统还用于，生成第三故障码。
优选的，所述底层车辆控制器还用于，接收所述第一故障码、所述第二故障码和所述第三故障码中的至少一个后，生成控制指令，并通过所述控制指令控制车辆停止运行。
优选的，所述车辆控制单元还用于，接收第三传感模块发送的第一视频数据，并将所述第一视频数据发送给服务器，服务器将第一视频数据发送给远程调配监控终端，远程车辆操控台架根据远程操控者依据第一视频数据对车辆进行的操控，生成远程控制指令，并将远程控制指令发送给远程调配监控终端，以使远程调配监控终端根据远程控制指令对车辆进行远程控制。
优选的，所述车辆控制单元还用于，接收第四传感模块发送的第二视频数据，并将第二视频数据发送给服务器，以使服务器根据第二视频数据，对车辆进行监控。
优选的，所述第一传感模块包括组合导航系统、激光雷达、超声波雷达和毫米波雷达；所述第二传感模块包括视觉模块；所述第三传感模块为摄像头，所述第四传感模块为联合视觉技术AVT相机。
由此，通过应用本发明提供的控制管理系统，提高了控制精度以及碰撞处理速度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的控制管理系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
下文中的第一、第二仅是进行区分，并无其他含义。
图1为本发明实施例提供的控制管理系统结构示意图。该控制管理系统100可以应用于自动驾驶车辆中。在图1中，在车辆调试阶段，该车辆控制单元130可以是工控机，在车辆出厂后，该车辆控制单元130为自动驾驶车辆控制单元130(Automated Vehicle ControlUnit，AVCU)，底层车辆控制器120可以是自动驾驶底层车辆控制器(Bottom VehicleControl Unit，BVCU)。如图1所示，该控制管理系统100包括：
控制面板110，包括第一控制按钮、第二控制按钮和第三控制按钮，在第一控制按钮和第二控制按钮中的至少一个被按压时，生成车辆模式选择指令；在第三控制按钮被按压时，生成第一紧急制动信号。
其中，第一控制按钮为横向控制开关，第二控制按钮为纵向控制开关。通过按压控制面板110上的自动驾驶开关，进入自动驾驶模式，通过按压横向控制开关和/或纵向控制开关，可以选择处于哪种自动驾驶模式。比如，当仅按压横向控制开关时，表示转向自动驾驶模式，即车辆的转向为自动驾驶控制，车辆的速度为人工控制。当仅按压纵向控制开关时，表示速度自动驾驶模式，即车辆的转向人人工控制，车辆的速度为自动驾驶控制。当同时按压两者时，表示完全自动驾驶模式，即转向和速度都为自动驾驶控制。
底层车辆控制器120，其信号输入端和控制面板110相连接，用于接收控制面板110发送的车辆模式选择指令。
车辆控制单元130，其通过控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线和底层车辆控制器120相连接，用于接收底层车辆控制器120发送的车辆模式选择指令；其通过无线接口和服务器相连接，用于接收服务器发送的出行任务信息；其通过网络接口与第一传感模块相连接，用于接收第一传感模块发送的第一数据；然后对车辆模式选择指令、出行任务信息和第一数据进行处理，生成决策结果信息，并对决策结果信息进行处理，生成扭矩控制信息和转向控制信息，最后对扭矩控制信息和转向控制信息进行处理；以及，接收第二传感模块发送的第二数据，对第二数据进行分析，当分析结果为存在碰撞时，生成第二紧急制动信号。
其中，出行任务信息可以包括出发地、目的地、出行时间、出行人数等。
车辆控制单元130和服务器可以通过是第四代通讯技术(the 4th Generationcommunication system,4G)技术、第五代通讯技术(the 5th Generation communicationsystem,5G)技术或无线保真(Wireless Fidelity，WI-FI)技术等进行通讯。
其中，第一传感模块包括组合导航系统、激光雷达、超声波雷达和毫米波雷达。第一传感模块中的第一传感器为组合导航系统，第二传感器为激光雷达，第三传感器为超声波雷达，第四传感器为毫米波雷达。
组合导航系统包括差分全球定位系统(Differential Global PositioningSystem，DGPS)芯片和惯性测量单元(Inertial measurement unit，IMU)。该DGPS芯片外接主全球定位系统(Principal Global Positioning System，PGPS)天线和从全球定位系统(Subordinate Global Positioning System，SGPS)天线，从而获取到车辆的位置信息和第一速度信息。惯性测量单元用于测量移动物体的角速度和加速度。因此，第一环境感知数据包括车辆的速度信息、位置信息和周围环境中移动物体的角速度和加速度。
示例而非限定，激光雷达的数量可以是三个，两个16线激光雷达，一个32线激光雷达，第一个16线激光雷达可以称为第一激光雷达，32线激光雷达可以称为第二激光雷达，另一个16线激光雷达可以称为第三激光雷达。两个16线激光雷达可以设置在车辆的左右两边，32线激光雷达可以设置在车顶。两个16线激光雷达和一个32线激光雷达，每个都有其对应的环境感知数据，统称为第二环境感知数据。由此，通过三个激光雷达共同工作，减少了激光扫描的盲区。
此时，第二环境感知数据是三个激光雷达获得的感知数据的统称。
超声波雷达可以测量障碍物的距离信息，该障碍物距离信息可以称为第三环境感知数据。
其中，示例而非限定，毫米波雷达的数量可以是两个，第一毫米波雷达和第二毫米波雷达。第一毫米波雷达可以设置在车辆的前方，第二激光雷达可以设置在车辆的后方。此时，第四环境感知数据是两个毫米波雷达获得的数据的统称。
通过第一传感模块的共同监测，提高了获取的环境信息的精度，由此便于控制管理系统对车辆进行高精度控制。
底层车辆控制器120还用于，接收处理后的转向控制信息和处理后的扭矩控制信息；以及，接收控制面板发送的第一紧急制动信号；以及，接收车辆控制单元发送的第二紧急制动信号。
自动助力转向系统(Electric Power Steering，EPS)，其信号输入端通过CAN总线和底层车辆控制器120相连接，用于接收底层车辆控制器120发送的处理后的转向控制信息，并根据处理后的转向控制信息，控制车辆的转向角度和转向速度。
动力系统150，其信号输入端通过CAN总线和底层车辆控制器120相连接，用于接收底层车辆控制器120发送的处理后的扭矩控制信号，并根据处理后的扭矩控制信息，控制车辆的速度。
其中，根据模式选择指令的不同，此处包括三种情况。第一、根据决策结果信息，只生成转向控制信息。第二、根据决策结果信息，只生成扭矩控制信息。第三、根据决策结果信息，生成转向控制信息和扭矩控制信息。在第一种情况下，动力系统为人工控制模式。在第二种情况下，EPS为人工控制模式。因此，本申请仅对全自动驾驶模式进行说明。对于以上第一、第二种情况，本申请不再赘述。
制动系统160，其信号输入端通过CAN总线和底层车辆控制器120相连接，用于接收底层车辆控制器120发送的第一紧急制动信号或第二紧急制动信号，并根据第一紧急制动信号，控制车辆的制动力，以进行紧急制动。
由此，通过设置第三控制按钮，实现了紧急情况的急停处理，并且对第一急停信号处理时，不经过车辆控制单元130，直接由底层车辆控制器120进行处理，提高了对突发状况的应急处理速度。
其中，第二传感模块为视觉模块。视觉模块主要用于碰撞检测。
比如，前方15米有行人闯红灯，车辆控制单元130根据车速、周围环境，进行计算，判断车辆会不会碰到行人，如果会碰到行人，则将第二紧急制动信号发送给底层车辆控制器后，底层车辆控制器通过发送给动力系统150，从而控制车辆紧急停车，避免了意外情况的发生，保证了安全驾驶。
由此，通过单独处理第二传感模块的第二数据，进行碰撞检测，进一步提高了自动驾驶时的应急处理速度。
底层车辆控制器120还用于，接收处理后的转向控制信息和处理后的扭矩控制信息。
由此，通过应用本申请提供的控制管理系统，对车辆的转向角度、转向速度和车辆的速度进行了高精度控制。
进一步的，车辆控制单元130还用于，当第一控制开关被按压时，根据转向控制信息，生成转向控制信号。
底层车辆控制器120还用于，接收车辆控制单元130发送的转向控制信号，并根据转向控制信号，生成第一驱动信号和/或第二驱动信号；其中，第一驱动信号用于驱动灯光系统中的至少一个灯进行闪烁，第二驱动信号用于驱动喇叭产生警示信号。
其中，灯光系统包括左转向灯、右转向灯和左右近光灯。比如，在车辆左转弯时，控制左转向灯闪烁。在夜间行车且左转弯时，控制近光灯启动，并控制左转向灯启动。
进一步的，控制管理系统100还包括第一检测单元(图1中未示出)。
第一检测单元的信号输出端和EPS140相连接，用于检测是否存在手动力，当存在手动力时，切换至人工控制模式。
进一步的，控制管理系统100还包括第二检测单元(图1中未示出)。
第二检测单元和制动系统160中的制动踏板相连接，用于检测制动踏板是否被按压，当制动踏板被按压时，切换至人工控制模式。由此，通过第一检测单元、第二检测单元，可以进行自动驾驶模式和人工控制模式的切换。
进一步的，EPS140还用于，生成第一故障码；和/或
动力系统150还用于，生成第二故障码；和/或，
制动系统160还用于，生成第三故障码。
底层车辆控制器120还用于，接收第一故障码、第二故障码和第三故障码中的至少一个后，生成控制指令，以控制车辆停止运行。由此，通过接收到的故障码，使车辆停止运行。
车辆在运行过程中，EPS140、动力系统150和制动系统160会主动向底层车辆控制器120发送故障时的故障码，底层车辆控制器120接收到故障码后，会根据故障码，生成控制指令，控制车辆停止运行。这一步骤不需要车辆控制单元130的参与，底层车辆控制器120就可实现故障分析处理，进一步提高了车辆应对故障时的处理速度。
车辆控制单元130还用于，接收第三传感模块发送的第一视频数据，并将第一视频数据发送给服务器，服务器将第一视频数据发送给远程调配监控终端，远程车辆操控台架根据远程操控者依据第一视频数据对车辆进行的操控，生成远程控制指令，并将远程控制指令发送给远程调配监控终端，以使远程调配监控终端根据远程控制指令对车辆进行远程控制。由此，实现了车辆的远程驾驶控制，丰富了车辆的控制方式。
其中，第三传感模块包括摄像头，摄像头的数量可以是多个。
第一视频数据通过通用串行总线集线器(Universal Serial Bus Hub，USB HUB)，转发送给车辆控制单元130。
其中，摄像头可以包括第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头和第四摄像头。第一摄像头可以是前广角摄像头，第二摄像头可以是后广角摄像头，第三摄像头可以是左广角摄像头，第四摄像头可以是右广角摄像头。分别设置在车辆的不同位置，为了实现拍摄盲区最小化，可以对四个摄像头的安装位置进行多次测试，以确定最佳安装位置。摄像头通过USB接口和USB HUB相连接，USB HUB将摄像头的视频数据转发到车辆控制单元130，车辆控制单元130对视频数据进行压缩处理，以减小数据量，并将压缩处理后的视频数据传输到后台服务器。由于车辆控制单元对数据进行了压缩，大大提高了数据传输效率。
车辆控制单元130还用于，接收第四传感模块发送的第二视频数据，并将第二视频数据发送给服务器，以使服务器根据第二视频数据，对车辆进行监控。
其中，第四传感模块为联合视觉技术(Allied Vision Technologies，AVT)相机。AVT相机获取的第二视频数据先传输到路由器，再由路由器转发给车辆控制单元130。
由此，通过应用本发明实施例提供的控制管理系统，提高了控制精度以及碰撞处理速度。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种控制管理系统，其特征在于，所述控制管理系统包括：
控制面板，包括第一控制按钮、第二控制按钮和第三控制按钮，在所述第一控制按钮和所述第二控制按钮中的至少一个被按压时，生成车辆模式选择指令；在所述第三控制按钮被按压时，生成第一紧急制动信号；
底层车辆控制器，其信号输入端和所述控制面板相连接，用于接收所述控制面板发送的所述车辆模式选择指令；
车辆控制单元，其通过控制器局域网络CAN总线和所述底层车辆控制器相连接，用于接收底层车辆控制器发送的所述车辆模式选择指令；其通过无线接口和服务器相连接，用于接收所述服务器发送的出行任务信息；其通过网络接口与第一传感模块相连接，用于接收所述第一传感模块发送的第一数据；然后对所述车辆模式选择指令、所述出行任务信息和所述第一数据进行处理，生成决策结果信息，并对所述决策结果信息进行处理，生成扭矩控制信息和转向控制信息，最后对所述扭矩控制信息和所述转向控制信息进行处理；以及，接收第二传感模块发送的第二数据，对所述第二数据进行分析，当分析结果为存在碰撞时，生成第二紧急制动信号；
所述底层车辆控制器还用于，接收处理后的所述转向控制信息和处理后的所述扭矩控制信息；以及，接收控制面板发送的第一紧急制动信号；以及，接收所述车辆控制单元发送的所述第二紧急制动信号；
自动助力转向系统EPS，其信号输入端通过CAN总线和所述底层车辆控制器相连接，用于接收所述底层车辆控制器发送的处理后的所述转向控制信息，并根据处理后的所述转向控制信息，控制车辆的转向角度和转向速度；
动力系统，其信号输入端通过CAN总线和所述底层车辆控制器相连接，用于接收所述底层车辆控制器发送的处理后的所述扭矩控制信号，并根据处理后的所述扭矩控制信息，控制车辆的速度；
制动系统，其信号输入端通过CAN总线和所述底层车辆控制器相连接，用于接收所述底层车辆控制器发送的所述第一紧急制动信号或第二紧急制动信号，并根据所述第一紧急制动信号，控制车辆的制动力，以进行紧急制动。
2.根据权利要求1所述的控制管理系统，其特征在于，所述车辆控制单元还用于，当所述第一控制开关被按压时，根据转向控制信息，生成转向控制信号；
所述底层车辆控制器还用于，接收所述车辆控制单元发送的所述转向控制信号，并根据所述转向控制信号，生成第一驱动信号和/或第二驱动信号；其中，所述第一驱动信号用于驱动灯光系统中的至少一个灯进行闪烁，所述第二驱动信号用于驱动喇叭产生警示信号。
3.根据权利要求1所述的控制管理系统，其特征在于，所述控制管理系统还包括第一检测单元和第二检测单元；
所述第一检测单元的信号输出端和所述EPS相连接，用于检测是否存在手动力，当存在手动力时，切换至人工控制模式；
所述第二检测单元和制动系统中的制动踏板相连接，用于检测制动踏板是否被按压，当所述制动踏板被按压时，切换至人工控制模式。
4.根据权利要求1所述的控制管理系统，其特征在于，所述EPS还用于，生成第一故障码；和/或
所述动力系统还用于，生成第二故障码；和/或，
所述制动系统还用于，生成第三故障码。
5.根据权利要求4所述的控制管理系统，其特征在于，所述底层车辆控制器还用于，接收所述第一故障码、所述第二故障码和所述第三故障码中的至少一个后，生成控制指令，并通过所述控制指令控制车辆停止运行。
6.根据权利要求1所述的控制管理系统，其特征在于，所述车辆控制单元还用于，接收第三传感模块发送的第一视频数据，并将所述第一视频数据发送给服务器，服务器将第一视频数据发送给远程调配监控终端，远程车辆操控台架根据远程操控者依据第一视频数据对车辆进行的操控，生成远程控制指令，并将远程控制指令发送给远程调配监控终端，以使远程调配监控终端根据远程控制指令对车辆进行远程控制。
7.根据权利要求1所述的控制管理系统，其特征在于，所述车辆控制单元还用于，接收第四传感模块发送的第二视频数据，并将第二视频数据发送给服务器，以使服务器根据第二视频数据，对车辆进行监控。
8.根据权利要求1、6-7中任一项所述的控制管理系统，其特征在于，所述第一传感模块包括组合导航系统、激光雷达、超声波雷达和毫米波雷达；所述第二传感模块包括视觉模块；所述第三传感模块为摄像头，所述第四传感模块为联合视觉技术AVT相机。
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