CN111208816A - 基于磁钉导航的驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种基于磁钉导航的驾驶系统，该驾驶系统包括：信号采集单元，包括磁定位传感器、超声波雷达以及毫米波雷达；中央处理单元，与信号采集单元连接，用于产生控制新能源汽车运行的信号；车辆控制单元，与中央处理单元连接，根据新能源汽车运行的信号控制新能源汽车运行，通过信号采集单元采集信号，进而中央处理单元根据采集信号控制新能源汽车的运行，具体地，中央处理单元通过控制车辆横向控制单元与纵向控制单元，进而控制新能源汽车的运行，解决了现有技术中缺乏将磁钉导航应用于新能源汽车的系统的问题。

Description

基于磁钉导航的驾驶系统

技术领域

本申请涉及自动导航领域，具体而言，涉及一种基于磁钉导航的驾驶系统。

背景技术

现有的自动导航车，一般通过其上安装的视觉传感器获取位置信息，通过获取的位置信息进行导航，有一部分自动导航车配合磁条导航实现了自助运输货物，但是目前缺少一种将磁钉导航应用于新能源汽车的系统。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种基于磁钉导航的驾驶系统，以解决现有技术中缺少一种将磁钉导航应用于新能源汽车的系统的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种基于磁钉导航的驾驶系统，包括：信号采集单元，包括磁定位传感器、超声波雷达以及毫米波雷达；中央处理单元，与所述信号采集单元连接，用于产生控制新能源汽车运行的信号；车辆控制单元，与所述中央处理单元连接，根据所述新能源汽车运行的所述信号控制所述新能源汽车运行。

进一步地，所述信号采集单元还包括惯性导航传感器以及视觉传感器，其中，所述惯性导航传感器用于获取所述新能源汽车的角度信息和加速度信息。

进一步地，所述信号采集单元根据所述磁定位传感器的输出信号、所述超声波雷达的输出信号、所述毫米波雷达的输出信号、所述惯性导航传感器的输出信号和所述视觉传感器的输出信号，获取所述新能源汽车周围的障碍物信息、所述新能源汽车的视距以及所述新能源汽车的转向信息，所述磁定位传感器用于获取所述新能源汽车的具体位置。

进一步地，所述中央处理单元根据所述新能源汽车周围的障碍物信息、所述新能源汽车的视距以及所述新能源汽车的转向信息，进行处理得到所述新能源汽车的横向和/或纵向的控制指令，并将所述控制指令发送至车辆控制单元，所述车辆控制单元根据接收到的所述控制指令控制所述新能源汽车运行。

进一步地，所述车辆控制单元包括电机驱动模块和整车控制模块，所述整车控制模块接收所述中央处理单元处理得到的所述控制指令，且将接收到的所述控制指令发送至所述电机驱动模块，所述电机驱动模块驱动电机以控制所述新能源汽车运行。

进一步地，所述中央处理单元通过CAN网络发送所述控制指令至所述整车控制模块，所述整车控制模块通过CAN网络发送所述控制指令至所述电机驱动模块。

进一步地，所述车辆控制单元还包括转向控制模块，所述转向控制模块接收所述中央处理单元发送的所述控制指令，且根据所述控制指令控制所述新能源汽车转向。

进一步地，所述控制指令包括至少一下之一：驱动扭矩的大小、车速的大小、车辆转弯半径的大小。

进一步地，所述磁定位传感器为磁钉。

进一步地，所述中央处理单元包括至少以下之一：C51处理器、ARM处理器、FPGA处理器。

应用本申请的技术方案，车辆控制单元包括车辆横向控制单元与纵向控制单元，通过信号采集单元采集信号，进而中央处理单元根据采集信号控制新能源汽车的运行，具体地，中央处理单元通过控制车辆横向控制单元与纵向控制单元，进而控制新能源汽车的运行，解决了现有技术中缺乏将磁钉导航应用于新能源汽车的系统的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请实施例的一种基于磁钉导航的车道示意图；以及

图2示出了根据本申请实施例的一种基于磁钉导航的驾驶系统示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、磁钉；20、车道线；30、人行横道。

具体实施方式

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。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

为了便于描述，以下对本申请实施例涉及的部分名词或术语进行说明：

磁定位传感器：基于磁感应原理进行定位的传感器。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中缺乏一种将磁钉导航应用于新能源汽车的系统，为解决这一技术问题，本申请的实施例提供了一种基于磁钉导航的驾驶系统。

本申请的一种实施例，提供了一种基于磁钉导航的驾驶系统，如图2所示，该驾驶系统，包括：

信号采集单元，包括磁定位传感器、超声波雷达以及毫米波雷达；

中央处理单元，与上述信号采集单元连接，用于产生控制新能源汽车运行的信号；

车辆控制单元，与上述中央处理单元连接，根据上述新能源汽车运行的上述信号控制上述新能源汽车运行。

上述方案中，车辆控制单元包括车辆横向控制单元与纵向控制单元，通过信号采集单元采集信号，进而中央处理单元根据采集信号控制新能源汽车的运行，具体地，中央处理单元通过控制车辆横向控制单元与纵向控制单元，进而控制新能源汽车的运行，解决了现有技术中缺乏将磁钉导航应用于新能源汽车的系统的问题。

本申请的一种实施例，如图2所示，车辆控制单元与信号采集单元的各自程序在中央处理单元的协调与统筹下独立运行，依托于CAN、以太网、串口(RS485)以及JI939等通讯方式与中央处理单元实时通讯，达到信息的实时交互，提高控制精确和响应速度。

本申请的一种实施例，如图2所示，上述信号采集单元还包括惯性导航传感器以及视觉传感器，其中，上述惯性导航传感器用于获取上述新能源汽车的角度信息和加速度信息，视觉传感器用于捕捉新能源汽车周围环境的图像信息，进而通过角度信息、加速度信息和图像信息控制新能源汽车的运行。

本申请的一种实施例，如图2所示，上述信号采集单元根据上述磁定位传感器的输出信号、上述超声波雷达的输出信号、上述毫米波雷达的输出信号、上述惯性导航传感器的输出信号和上述视觉传感器的输出信号，获取上述新能源汽车周围的障碍物信息、上述新能源汽车的视距以及上述新能源汽车的转向信息，上述磁定位传感器用于获取上述新能源汽车的具体位置，即通过磁定位传感器、超声波雷达、毫米波雷达、惯性导航传感器以及视觉传感器的共同作用，实现新能源汽车信息及其周围信息的采集，进一步地根据所采集的信息控制新能源汽车的运行。

本申请的一种实施例，如图2所示，上述中央处理单元根据上述新能源汽车周围的障碍物信息、上述新能源汽车的视距以及上述新能源汽车的转向信息，进行处理得到上述新能源汽车的横向和/或纵向的控制指令，并将上述控制指令发送至车辆控制单元，上述车辆控制单元根据接收到的上述控制指令控制上述新能源汽车运行，即中央处理单元根据传感器采集的信息，并进行分析处理得到控制指令，进而将控制指令发送至车辆控制单元，进而车辆控制单元根据接收到的上述控制指令控制新能源汽车运行。

本申请的一种实施例，如图2所示，上述车辆控制单元包括电机驱动模块和整车控制模块，上述整车控制模块接收上述中央处理单元处理得到的上述控制指令，且将接收到的上述控制指令发送至上述电机驱动模块，上述电机驱动模块驱动电机以控制上述新能源汽车运行，即最终通过电机驱动模块实现控制新能源汽车运行的目的。

本申请的一种实施例，如图2所示，上述中央处理单元通过CAN网络发送上述控制指令至上述整车控制模块，上述整车控制模块通过CAN网络发送上述控制指令至上述电机驱动模块，即控制指令通过无线传输。当然，本领域技术人员可以选择其他任何合适的无线或者有线传输方式，需要说明的是，整车控制模块作为中间级的控制模块，必须做到响应中央处理单元的速度要快，控制电机控制器的精度要高，能够实时迅速的调整车辆的前进运行状态。

本申请的一种实施例，如图2所示，上述车辆控制单元还包括转向控制模块，上述转向控制模块接收上述中央处理单元发送的上述控制指令，且根据上述控制指令控制上述新能源汽车转向，即具体通过转向控制模块控制新能源汽车转向。需要说明的是，车辆控制单元中的转向控制模块接收到中央处理单元的控制指令后，发送控制指令给转向控制模块实现车辆的转向控制，转向控制必须精准，转向控制模块实时性要求较高。

本申请的一种实施例，如图2所示，上述车辆控制单元还包括电子制动模块，电子制动模块即电子制动系统，简称EBS，在制动防抱死系统(ABS系统)的基础上增加一套电子控制系统去替代原来的机械系统控制刹车，可简单概括为“电控气”，EBS不只是一个功能单一的系统，它作为工作平台，可以衍生出多种辅助功能，包括车身稳定控制ESC、防侧翻系统RSC、驱动防滑ASR、坡道辅助HAS等，即EBS系统可以缩短大型汽车的制动反应时间，缩短刹车距离，还可增加汽车制动的安全性。

本申请的一种实施例，上述控制指令包括至少一下之一：驱动扭矩的大小、车速的大小、车辆转弯半径的大小，根据上述各控制指令实现新能源汽车运行的精准控制，当然，实际应用中包括但不限于上述的控制指令。

本申请的一种实施例，上述磁定位传感器为磁钉，具体地，如图1所示为一种基于磁钉导航的车道示意图，车道由公交专用车道和普通车道组成，磁钉10铺设在公交专用车道上，相邻的磁钉10之间具有一定的距离，可以为0.5m、1m、以及1.5m等，优选为1m，磁钉轨道由一系列埋设于车道中心的、相距一定间隔的磁钉10组成，图1还示出了车道线20和人行横道30，如图2所示，每一磁钉通过磁场向磁定位感知处理器提供传感器相对磁钉的位置信息，该位置信息进一步经过传感器处理系统转换计算成车辆本体中心与道路中心线的相对距离。其中，磁钉的南北极构成二进制码元0或1，每一个道路磁钉可存储一个比特(bit)的信息，一组磁钉可通过极性的不同排列传递特定的信息码，典型的信息包括道路标界、道路的设计参数(如道路曲率半径)，以及与运行相关的信息(如前方道路分岔或并道以及车站位置等)。道路信息也可在磁定位感知处理器激励下，由无源电子装置以频率或多位数字编码方式传输。车辆在经过包含编码的磁钉道路路段时，通过安装于车辆底部的磁传感器组感知电子磁钉轨道的磁场信息和编码，进而实现车辆状态解算和道路信息解码，即可获得车辆位置信息。

本申请的一种实施例，上述中央处理单元包括至少以下之一：C51处理器、ARM处理器、FPGA处理器，当然，实际应用中包括但不限于上述的处理器。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

本申请的基于磁钉导航的驾驶系统，车辆控制单元包括车辆横向控制单元与纵向控制单元，通过信号采集单元采集信号，进而中央处理单元根据采集信号控制新能源汽车的运行，具体地，中央处理单元通过控制车辆横向控制单元与纵向控制单元，进而控制新能源汽车的运行，解决了现有技术中缺乏将磁钉导航应用于新能源汽车的系统的问题。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于磁钉导航的驾驶系统，其特征在于，包括：

信号采集单元，包括磁定位传感器、超声波雷达以及毫米波雷达；

中央处理单元，与所述信号采集单元连接，用于产生控制新能源汽车运行的信号；

车辆控制单元，与所述中央处理单元连接，根据所述新能源汽车运行的所述信号控制所述新能源汽车运行。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号采集单元还包括惯性导航传感器以及视觉传感器，其中，所述惯性导航传感器用于获取所述新能源汽车的角度信息和加速度信息。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述信号采集单元根据所述磁定位传感器的输出信号、所述超声波雷达的输出信号、所述毫米波雷达的输出信号、所述惯性导航传感器的输出信号和所述视觉传感器的输出信号，获取所述新能源汽车周围的障碍物信息、所述新能源汽车的视距以及所述新能源汽车的转向信息，所述磁定位传感器用于获取所述新能源汽车的具体位置。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述中央处理单元根据所述新能源汽车周围的障碍物信息、所述新能源汽车的视距以及所述新能源汽车的转向信息，进行处理得到所述新能源汽车的横向和/或纵向的控制指令，并将所述控制指令发送至车辆控制单元，所述车辆控制单元根据接收到的所述控制指令控制所述新能源汽车运行。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述车辆控制单元包括电机驱动模块和整车控制模块，所述整车控制模块接收所述中央处理单元处理得到的所述控制指令，且将接收到的所述控制指令发送至所述电机驱动模块，所述电机驱动模块驱动电机以控制所述新能源汽车运行。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述中央处理单元通过CAN网络发送所述控制指令至所述整车控制模块，所述整车控制模块通过CAN网络发送所述控制指令至所述电机驱动模块。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述车辆控制单元还包括转向控制模块，所述转向控制模块接收所述中央处理单元发送的所述控制指令，且根据所述控制指令控制所述新能源汽车转向。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制指令包括至少一下之一：

驱动扭矩的大小、车速的大小、车辆转弯半径的大小。

9.根据权利要求1至7任一项所述的系统，其特征在于，所述磁定位传感器为磁钉。

10.根据权利要求1至7任一项所述的系统，其特征在于，所述中央处理单元包括至少以下之一：

C51处理器、ARM处理器、FPGA处理器。

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