CN111791896B - 无人驾驶车辆的安全控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种无人驾驶车辆的安全控制方法及系统，该安全控制方法包括：监测无人驾驶车辆是否存在安全风险，安全风险包括以下至少一项：车载电源失效、无人驾驶域控制器ADCU失效、整车控制器VCU失效以及ADCU的核心功能模块失效；在监测到存在车载电源失效的安全风险的情况下，控制启动备用电源；在监测到存在ADCU失效的安全风险的情况下，VCU自行控制无人驾驶车辆进行制动停车；在监测到存在VCU失效的安全风险的情况下，ADCU越权控制无人驾驶车辆进行驻车制动；以及在监测到核心功能模块失效的情况下，ADCU根据设定的安全停车轨迹控制停车。

Description

无人驾驶车辆的安全控制方法及系统
技术领域
本公开属于无人驾驶技术和采矿技术领域，涉及一种无人驾驶车辆的安全控制方法及系统。
背景技术
无人驾驶矿车在智慧矿山中扮演着重要的角色，而无人驾驶矿车在矿山落地运营的关键则是必须保证其优越的安全性能，所以安全系统的设计关系着无人驾驶矿车最终是否能够真正落地运营。
在实现本公开构思的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：目前对于无人驾驶矿车的安全策略研发正处于发展阶段，更多的集中在车辆电子控制器安全性能的提升，整车系统故障的诊断和软件中对故障的相应处理措施等方面。虽然这些都能够很好的提升无人驾驶矿车的安全性，但是，从系统层面而言，单一的系统控制链路，在某些极端情况下，一旦其中某一关键环节失效，也可能会直接造成系统的失效而导致重大的安全事故和损失。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本公开提供了一种无人驾驶车辆的安全控制方法及系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。
(二)技术方案
根据本公开的一个方面，提供了一种无人驾驶车辆的安全控制方法。该安全控制方法包括：监测无人驾驶车辆是否存在安全风险，安全风险包括以下至少一项：车载电源失效、无人驾驶域控制器ADCU失效、整车控制器VCU失效以及ADCU的核心功能模块失效；在监测到存在车载电源失效的安全风险的情况下，控制启动备用电源；在监测到存在ADCU失效的安全风险的情况下，VCU自行控制无人驾驶车辆进行制动停车；在监测到存在VCU失效的安全风险的情况下，ADCU越权控制无人驾驶车辆进行驻车制动；以及在监测到核心功能模块失效的情况下，ADCU根据设定的安全停车轨迹控制停车。
在本公开的一实施例中，监测无人驾驶车辆是否存在ADCU失效的安全风险，包括：根据VCU在第一设定时间内是否接收到来自ADCU的控制信息确定无人驾驶车辆是否存在ADCU失效的安全风险；如果VCU在设定时间内没有接收到来自ADCU的控制信息，则确定无人驾驶车辆存在ADCU失效的安全风险。
在本公开的一实施例中，VCU自行控制无人驾驶车辆进行制动停车，包括：VCU控制油门踏板开度为0％；VCU控制无人驾驶车辆保持上一时刻的方向盘转角不变；以及VCU控制开启制动控制以实现制动停车，制动控制包括排气制动、缓速器制动以及行车制动。
在本公开的一实施例中，VCU自行控制无人驾驶车辆进行制动停车，还包括：监测无人驾驶车辆的车速在第二设定时间内是否降为零；如果监测到无人驾驶车辆的车速在第二设定时间内没有降为零，则VCU控制启动驻车制动。
在本公开的一实施例中，VCU自行控制无人驾驶车辆进行制动停车，还包括：在无人驾驶车辆停车后，VCU控制无人驾驶车辆打开双闪，并向云平台上报故障。
在本公开的一实施例中，监测无人驾驶车辆是否存在VCU失效的安全风险，包括：根据ADCU在第三设定时间内是否接收到来自VCU的控制信息确定无人驾驶车辆是否存在VCU失效的安全风险；如果ADCU在第三设定时间内没有接收到来自VCU的控制信息，则确定无人驾驶车辆存在VCU失效的安全风险。
在本公开的一实施例中，ADCU越权控制无人驾驶车辆进行驻车制动，包括：ADCU取消向VCU发送的所有控制输出，使得控制输出保持在油门踏板开度为0％和上一时刻的方向盘角度；以及ADCU越权控制启动驻车制动，以控制无人驾驶车辆进行驻车制动。
在本公开的一实施例中，核心功能模块包括以下至少一种：感知模块，用于从传感器数据中探测并计算出周边环境的物体的信息；预测模块，用于对探测到的物体基于物体的信息进行计算以生成预测轨迹；地图定位模块，用于获取地图和无人驾驶车辆的位置；路由寻径模块，用于根据地图和目标任务规划出最优路线；决策规划模块，用于根据预测轨迹、地图和无人驾驶车辆的位置以及最优路线对无人驾驶车辆作出行为决策、动作规划和反馈控制。
在本公开的一实施例中，无人驾驶车辆为无人驾驶矿车。
根据本公开的另一个方面，提供了一种无人驾驶车辆的安全控制系统。安全控制系统包括：监测模块、供电保障模块、第一停车保障模块、第二停车保障模块以及第三停车保障模块。监测模块用于监测无人驾驶车辆是否存在安全风险，安全风险包括以下至少一项：车载电源失效、无人驾驶域控制器ADCU失效、整车控制器VCU失效以及ADCU的核心功能模块失效。供电保障模块用于在监测到存在车载电源失效的安全风险的情况下，控制启动备用电源。第一停车保障模块用于在监测到存在ADCU失效的安全风险的情况下，使VCU自行控制无人驾驶车辆进行制动停车。第二停车保障模块，用于在监测到存在VCU失效的安全风险的情况下，使ADCU越权控制无人驾驶车辆进行驻车制动。第三停车保障模块，用于在监测到核心功能模块失效的情况下，使ADCU根据设定的安全停车轨迹控制停车。
根据本公开的又一个方面，提供了一种无人驾驶车辆。该无人驾驶车辆包括：车载电源，备用电源，备用电源与车载电源并联连接于供电电路；ADCU，用于监测无人驾驶车辆是否存在以下至少一种的安全风险：车载电源失效、VCU失效以及ADCU的核心功能模块失效；VCU，用于监测无人驾驶车辆是否存在ADCU失效的安全风险。ADCU还用于在监测到存在VCU失效的安全风险的情况下，越权控制无人驾驶车辆进行驻车制动；以及用于在监测到核心功能模块失效的情况下，根据设定的安全停车轨迹控制停车。VCU还用于在监测到存在ADCU失效的安全风险的情况下，自行控制无人驾驶车辆进行制动停车。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本公开提供的无人驾驶车辆的安全控制方法及系统，具有以下有益效果：
能够在无人驾驶系统出现极端失效的情况下及时启动安全控制，在车载电源失效的情况下启用备用电源；在ADCU失效的情况下，VCU不再根据ADCU的控制指令对车辆油门、转向、制动以及档位等车端执行器进行控制，而是自行控制车端执行器进行停车；在VCU失效的情况下，ADCU不再通过VCU对车端执行器进行间接控制，而是越权控制启动驻车制动；在核心功能模块失效的情况下，ADCU根据设定的安全停车轨迹控制停车；基于上述双电源供电和三重停车保障，能够有效保证车辆发生失效后引发的安全事故问题，有效保证无人驾驶车辆能够按照既定的安全停车机制进行停车，在系统层面大大提升了无人驾驶车辆的安全性能。
附图说明
图1为根据本公开一实施例所示的无人驾驶车辆的安全控制方法的流程图。
图2为根据本公开一实施例所示的操作S11的详细实施示意图。
图3为根据本公开一实施例所示的操作S12的详细实施流程图。
图4为根据本公开一实施例所示的操作S13的详细实施流程图。
图5为根据本公开一实施例所示的操作S14的详细实施流程图。
图6为根据本公开一实施例所示的无人驾驶车辆的安全控制系统的结构框图。
图7为根据本公开一实施例所示的无人驾驶车辆的结构示意图。
具体实施方式
在某些极端情况下，无人驾驶矿车中的某一关键环节失效，可能会直接造成无人驾驶系统的失效，从而导致重大的安全事故和损失，为了解决上述技术问题，本公开提出一种无人驾驶车辆的安全控制方法及系统，还提出了一种无人驾驶车辆，上述无人驾驶车辆可以是无人驾驶矿车。该无人驾驶车辆的安全控制方法基于双电源供电和三重停车保障，能够有效保证车辆发生失效后引发的安全事故问题，有效保证无人驾驶车辆能够按照既定的安全停车机制进行停车，在系统层面大大提升了无人驾驶车辆的安全性能。
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
本公开的实施例提供了一种无人驾驶车辆的安全控制方法及系统，该安全控制方法包括：监测无人驾驶车辆是否存在安全风险，该安全风险包括以下至少一项：车载电源失效、无人驾驶域控制器ADCU失效、整车控制器VCU失效以及ADCU的核心功能模块失效。在监测到存在车载电源失效的安全风险的情况下，控制启动备用电源。在监测到存在ADCU失效的安全风险的情况下，VCU自行控制无人驾驶车辆进行制动停车。在监测到存在VCU失效的安全风险的情况下，ADCU越权控制无人驾驶车辆进行驻车制动。在监测到核心功能模块失效的情况下，ADCU根据设定的安全停车轨迹控制停车。
本公开的描述中，ADCU是无人驾驶的超计算平台，也可以称为无人驾驶域控制器。VCU指的是整车控制器。
本公开的第一个示例性实施例提供了一种无人驾驶车辆的安全控制方法。
图1为根据本公开一实施例所示的无人驾驶车辆的安全控制方法的流程图。
参照图1所示，本公开的无人驾驶车辆的安全控制方法，包括以下操作S11～S14：
在操作S11，监测无人驾驶车辆是否存在车载电源失效的安全风险，并根据车载电源是否失效的监测结果控制无人驾驶车辆处于备用电源供电的运行状态或者处于正常运行状态。
在操作S12，监测无人驾驶车辆是否存在ADCU失效的安全风险，并根据ADCU是否失效的监测结果控制无人驾驶车辆处于VCU自行控制制动停车的运行状态或者处于正常运行状态。
在操作S13，监测无人驾驶车辆是否存在VCU失效的安全风险，并根据VCU是否失效的监测结果控制无人驾驶车辆处于ADCU越权控制驻车制动的运行状态或者处于正常运行状态。
在操作S14，监测无人驾驶车辆是否存在核心功能模块失效的安全风险，并根据核心功能模块是否失效的监测结果控制无人驾驶车辆处于基于设定的安全停车轨迹进行停车的运行状态或者处于正常运行状态。
参照图1所示，上述操作S11可以包括以下子操作：S110、S111和S112。
在子操作S110，监测无人驾驶车辆是否存在车载电源失效的安全风险。
在子操作S111，在监测到存在车载电源失效的安全风险的情况下，控制启动备用电源。
在子操作S112，在检测到不存在车载电源失效的安全风险的情况下，正常控制车辆运行。
上述根据车载电源是否失效的监测结果控制无人驾驶车辆处于备用电源供电的运行状态或者处于正常运行状态包括：当车载电源失效时，控制无人驾驶车辆处于备用电源供电的运行状态；当车载电源没有失效时，控制无人驾驶车辆处于正常运行状态。
图2为根据本公开一实施例所示的操作S11的详细实施示意图。
车载电源和备用电源为低压电源，车载电源和备用电源并联在供电电路中。本实施例以24V车载电源和12V备用电源作为示例。本公开的实施例中，在无人驾驶车辆中还在运行的过程中，当24V车载电源匮电或者因为其他致命故障导致车载电源失效而无法正常输出电压的情况下，备用电源会自动被启用。
参照图2所示，24V车载电源(主电源)和12V备用电源(从电源)通过两个继电器K1和K2并联在供电电路中，其中K1为常开触点继电器，K2为常闭触点继电器。当主电源输出正常时，K1继电器闭合，K2继电器断开，此时24V车载电源作为主电源，给无人驾驶系统供电，例如参照图2所示，24V车载电源通过DC/DC转换器给车端传感器供电，以及给ADCU、VCU和车端执行器等进行供电。当主电源失效而无法输出时，K1继电器断电而断开，K2继电器闭合，此时自动切换为从电源供电，12V备用电源通过DC/DC转换器给车端传感器供电，以及给ADCU、VCU和车端执行器等进行供电。
ADCU能够检测到主电源失效，在保证车辆正常运行的情况下，将故障信息上报给云平台，以提示相关监管人员进行维修。
在无人驾驶车辆中，无人驾驶域控制器ADCU作为中央控制单元，承担着整车无人驾驶控制的所有控制指令计算和输出。一旦无人驾驶域控制器ADCU因为某些故障而失效时，VCU将无法正常收到控制指令，车辆将会处于失控的状态，此时必须通过一定的措施保证车辆能够及时停车，避免造成重大安全事故。
参照图1所示，上述操作S12可以包括以下子操作：S120、S121和S122。
在子操作S120，监测无人驾驶车辆是否存在ADCU失效的安全风险。
在子操作S121，在监测到存在ADCU失效的安全风险的情况下，VCU自行控制无人驾驶车辆进行制动停车。
在子操作S122，在监测到不存在ADCU失效的安全风险的情况下，正常控制车辆运行。
上述根据ADCU是否失效的监测结果控制无人驾驶车辆处于VCU自行控制制动停车的运行状态或者处于正常运行状态包括：当ADCU失效时，无人驾驶车辆处于VCU自行控制制动停车的运行状态；当ADCU没有失效时，无人驾驶车辆处于正常运行状态。
在无人驾驶车辆的系统中，正常情况下，ADCU所有的控制指令均需要通过VCU控制器再分别发送到车端执行器中，而ADCU通过控制器局域网络(CAN)总线和VCU控制器连接。
ADCU控制器的失效原因主要可以归纳为以下几种：
(1)ADCU硬件故障失效；
(2)ADCU与VCU通讯网络断开；
(3)ADCU程序异常，无法正常复位。
当以上故障发生时候，可以预知，ADCU要么无法正常输出，要么输出无法正常传输给VCU，此时VCU将会无法收到ADCU的输出信息。所以，通过在VCU中设定监测策略，在车辆正常进行无人驾驶运行的过程中，当持续设定时间(设定值，按照实际工程情况而定，大于0均可)内VCU没有收到ADCU的信息时候，则可认定ADCU发生失效故障，此时VCU不再响应ADCU的控制指令，进入自我控制模式，不再根据ADCU的控制指令对车端执行器进行控制，无人驾驶车辆处于VCU自行控制制动停车的运行状态。
基于上述，在本公开的一实施例中，监测无人驾驶车辆是否存在ADCU失效的安全风险，包括：根据VCU在第一设定时间内是否接收到来自ADCU的控制信息确定无人驾驶车辆是否存在ADCU失效的安全风险；如果VCU在设定时间内没有接收到来自ADCU的控制信息，则确定无人驾驶车辆存在ADCU失效的安全风险。
图3为根据本公开一实施例所示的操作S12的详细实施流程图。
参照图3所示，在监测到存在ADCU失效的安全风险的情况下，VCU根据设定控制策略自行控制无人驾驶车辆的各个车端执行器进行制动停车，不再根据来自ADCU的控制指令对各个车端执行器进行控制。上述设定控制策略包括：(1)VCU控制油门踏板开度为0％；(2)VCU控制无人驾驶车辆保持上一时刻的方向盘转角不变；(3)VCU控制开启制动控制以实现制动停车，所述制动控制包括排气制动、缓速器制动以及行车制动等。
在本公开的一实施例中，继续参照图3所示，VCU自行控制无人驾驶车辆的各个车端执行器进行制动停车还包括：监测无人驾驶车辆的车速在第二设定时间内是否降为零。如果监测到无人驾驶车辆的车速在第二设定时间内没有降为零，则VCU控制启动驻车制动。
在本公开的一实施例中，VCU自行控制无人驾驶车辆的各个车端执行器进行制动停车还包括：在无人驾驶车辆停车后，VCU控制无人驾驶车辆打开双闪，并向云平台上报故障。
如果检测到无人驾驶车辆的车速在第二设定时间内降为零，则执行以下操作：在无人驾驶车辆停车后，VCU控制无人驾驶车辆打开双闪，并向云平台上报故障。VCU不需要控制启动驻车制动。
参照图1所示，上述操作S13可以包括以下子操作：S130、S131和S132。
在操作S130，监测无人驾驶车辆是否存在VCU失效的安全风险。
在操作S131，在监测到存在VCU失效的安全风险的情况下，ADCU越权控制无人驾驶车辆进行驻车制动。
在子操作S132，在监测到不存在VCU失效的安全风险的情况下，正常控制车辆运行。
上述根据VCU是否失效的监测结果控制无人驾驶车辆处于ADCU越权控制驻车制动的运行状态或者处于正常运行状态包括：当VCU失效时，控制无人驾驶车辆处于ADCU越权控制驻车制动的运行状态；当VCU没有失效时，无人驾驶车辆处于正常运行状态。
图4为根据本公开一实施例所示的操作S13的详细实施流程图。
在无人驾驶系统中，整车控制器VCU承担着车端执行器控制指令的传达的作用，是ADCU控制器实现车辆无人驾驶控制的桥梁。一旦VCU控制器失效，则ADCU所有的控制指令将无法发送到车端执行器，整车将会失去控制。ADCU控制器的失效原因主要可以归纳为以下：
(1)VCU硬件故障失效；
(2)VCU与ADCU通讯网络断开；
(3)VCU程序异常跑飞，无法正常复位。
ADCU在发送控制指令后，会实时接收VCU反馈的车辆状态参数，当VCU失效时候，ADCU将无法接收到VCU发出的信号，同时所有的车端执行器也无法接收到VCU发出的信号。所以，当ADCU检测到超过设定时间(设定值，按照实际工程情况而定，大于0均可)没有收到VCU的信息时，则可认定VCU发生失效故障。
基于上述，在本公开的一实施例中，监测无人驾驶车辆是否存在VCU失效的安全风险，包括：根据ADCU在第三没定时间内是否接收到来自VCU的控制信息确定无人驾驶车辆是否存在VCU失效的安全风险；如果ADCU在第三设定时间内没有接收到来自所述VCU的控制信息，则确定无人驾驶车辆存在VCU失效的安全风险。在监测到存在VCU失效的安全风险的情况下，ADCU越权控制无人驾驶车辆进行驻车制动。
在本公开的一实施例中，在监测到存在VCU失效的安全风险的情况下，ADCU根据设定控制策略取消所有控制输出并且越权控制无人驾驶车辆进行驻车制动。设定控制策略包括：ADCU取消向VCU发送的所有控制输出，使得控制输出保持在油门踏板开度为0％和上一时刻的方向盘角度，并且ADCU越权控制启动驻车制动，以控制无人驾驶车辆进行驻车制动。
图5为根据本公开一实施例所示的操作S14的详细实施流程图。
参照图1和图5所示，上述操作S14可以包括子操作S140、S141和S142。
在操作S140，监测无人驾驶车辆是否存在核心功能模块失效的安全风险。
在操作S141，在监测到存在核心功能模块失效的安全风险的情况下，ADCU根据设定的安全停车轨迹控制停车。
在子操作S142，在监测到不存在核心功能模块失效的安全风险的情况下，正常控制车辆运行。
上述根据核心功能模块是否失效的监测结果控制无人驾驶车辆处于基于设定的安全停车轨迹进行停车的运行状态或者处于正常运行状态包括：当核心功能模块失效时，控制无人驾驶车辆处于基于设定的安全停车轨迹进行停车的运行状态；当核心功能模块没有失效时，控制无人驾驶车辆处于正常运行状态。
在本公开的一实施例中，核心功能模块包括以下至少一种：感知模块、预测模块、地图定位模块、路由寻径模块和决策规划模块。感知模块用于从传感器数据中探测并计算出周边环境的物体的信息。预测模块用于对探测到的所述物体基于所述物体的信息进行计算以生成预测轨迹。地图定位模块用于获取地图和所述无人驾驶车辆的位置。路由寻径模块用于根据所述地图和目标任务规划出最优路线。决策规划模块用于根据预测轨迹、地图、无人驾驶车辆的位置以及最优路线对无人驾驶车辆作出行为决策、动作规划和反馈控制。
在本公开的一实施例中，上述无人驾驶车辆为无人驾驶矿车。
上述安全控制方法能够在无人驾驶系统出现极端失效的情况下及时启动安全控制。在车载电源失效的情况下启用备用电源。在ADCU失效的情况下，VCU不再根据ADCU的控制指令对车辆油门、转向、制动以及档位等车端执行器进行控制，而是自行控制车端执行器进行停车。在VCU失效的情况下，ADCU不再通过VCU对车端执行器进行间接控制，而是越权控制启动驻车制动。在核心功能模块失效的情况下，ADCU根据设定的安全停车轨迹控制停车；基于上述双电源供电和三重停车保障，能够有效保证车辆发生失效后引发的安全事故问题，有效保证无人驾驶车辆能够按照既定的安全停车机制进行停车，在系统层面大大提升了无人驾驶车辆的安全性能。
本公开的第二个示例性实施例提供了一种无人驾驶车辆的安全控制系统。
图6为根据本公开一实施例所示的无人驾驶车辆的安全控制系统的结构框图。
参照图6所示，本实施例的安全控制系统2包括：监测模块21、供电保障模块22、第一停车保障模块23、第二停车保障模块24以及第三停车保障模块25。
监测模块21用于监测无人驾驶车辆是否存在安全风险，上述安全风险包括以下至少一项：车载电源失效、无人驾驶域控制器ADCU失效、整车控制器VCU失效以及ADCU的核心功能模块失效。
供电保障模块22用于在监测到存在车载电源失效的安全风险的情况下，控制启动备用电源。
第一停车保障模块23用于在监测到存在ADCU失效的安全风险的情况下，使VCU自行控制无人驾驶车辆进行制动停车。
第二停车保障模块24用于在监测到存在VCU失效的安全风险的情况下，使ADCU越权控制无人驾驶车辆进行驻车制动。
第三停车保障模块25用于在监测到核心功能模块失效的情况下，使ADCU根据设定的安全停车轨迹控制停车。
上述监测模块21可以包括：车载电源失效监测子模块211、ADCU失效监测子模块212、VCU失效监测子模块213和核心功能模块失效监测子模块214。
车载电源失效监测子模块211用于监测车载电源是否失效。
ADCU失效监测子模块212用于监测ADCU是否失效。
VCU失效监测子模块213用于监测VCU是否失效。
核心功能模块失效监测子模块214用于监测ADCU的核心功能模块是否失效。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的系统中的模块和子模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个系统中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。
本公开的第三个实施例提供了一种无人驾驶车辆。
图7为根据本公开一实施例所示的无人驾驶车辆的结构示意图。
参照图7所示，本实施例的无人驾驶车辆中，以实线示意正常的连接状态，实线上的“×”表示该通信链路或者电学链路失效的情况，以虚线示意在该无人驾驶车辆存在安全风险的情况下的信号传输路径。
该无人驾驶车辆包括：车载电源、备用电源、ADCU和VCU，备用电源与车载电源并联连接于供电电路。
ADCU用于监测无人驾驶车辆是否存在以下至少一种的安全风险：车载电源失效、VCU失效以及ADCU的核心功能模块失效。ADCU还用于在监测到存在VCU失效的安全风险的情况下，越权控制所述无人驾驶车辆进行驻车制动；以及用于在监测到核心功能模块失效的情况下，根据设定的安全停车轨迹控制停车。
VCU用于监测无人驾驶车辆是否存在ADCU失效的安全风险。VCU还用于在监测到存在ADCU失效的安全风险的情况下，自行控制无人驾驶车辆进行制动停车。
如图7所示，实线部分为正常的车辆无人驾驶控制系统，虚线则为本公开中的安全控制系统，图7中的标号①、②和③分别示意了在车载电源失效的情况下、在ADCU失效的情况下和在VCU失效的情况下的安全控制路径。在正常的无人驾驶运行过程中，ADCU根据感知信息通过决策规划发计算实时的目标轨迹序列，再根据目标轨迹序列同时结合当前车辆的状态信息计算获取车辆的控制指令发送给VCU，VCU分别控制车辆的各个执行器执行相应的控制指令，从而实现车辆的智能控制。一旦正常控制环节中ADCU或者VCU发生致命的故障而失效时，此时整个无人驾驶控制链路将会被阻断，车辆将会丧失自动驾驶运行的能。针对这种极端的情况，本公开中设计了一个安全控制系统，能够保证车辆及时停住，从而确保安全性，避免事故的发生。在一实施例中，可以从系统的角度出发，通过对系统中电源、控制器、执行器、通讯、软件算法以及停车机制等进行允余设置，能够在无人驾驶系统出现极端失效的情况下及时启动安全控制，保证车辆能够按照既定的安全停车机制进行停车，尽可能的避免了系统失效后安全事故的发生，从系统层面大大提升无人驾驶矿车的安全性能。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、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，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人驾驶车辆的安全控制方法，其特征在于，在无人驾驶车辆的系统核心控制器或者核心功能模块因故障导致功能丧失的情况下，基于所述安全控制方法能够保证所述无人驾驶车辆及时安全停车，所述安全控制方法包括：
监测所述无人驾驶车辆是否存在安全风险，所述安全风险包括以下至少一项：车载电源失效、无人驾驶域控制器ADCU失效、整车控制器VCU失效以及ADCU的核心功能模块失效；
在监测到存在车载电源失效的安全风险的情况下，控制启动备用电源；
在监测到存在ADCU失效的安全风险的情况下，VCU自行控制所述无人驾驶车辆进行制动停车；
在监测到存在VCU失效的安全风险的情况下，ADCU越权控制所述无人驾驶车辆进行驻车制动，包括所述ADCU取消向VCU发送的所有控制输出，使得控制输出保持在油门踏板开度为0％和上一时刻的方向盘角度，以及所述ADCU越权控制启动驻车制动；
在监测到核心功能模块失效的情况下，ADCU根据设定的安全停车轨迹控制停车。
2.根据权利要求1所述的安全控制方法，其特征在于，监测所述无人驾驶车辆是否存在ADCU失效的安全风险，包括：
根据所述VCU在第一设定时间内是否接收到来自所述ADCU的控制信息确定所述无人驾驶车辆是否存在ADCU失效的安全风险；
如果所述VCU在设定时间内没有接收到来自所述ADCU的控制信息，则确定所述无人驾驶车辆存在ADCU失效的安全风险。
3.根据权利要求1所述的安全控制方法，其特征在于，所述VCU自行控制所述无人驾驶车辆进行制动停车，包括：
所述VCU控制油门踏板开度为0％；
所述VCU控制所述无人驾驶车辆保持上一时刻的方向盘转角不变；以及
所述VCU控制开启制动控制以实现制动停车，所述制动控制包括排气制动、缓速器制动以及行车制动。
4.根据权利要求3所述的安全控制方法，其特征在于，所述VCU自行控制所述无人驾驶车辆进行制动停车，还包括：
监测所述无人驾驶车辆的车速在第二设定时间内是否降为零；
如果监测到所述无人驾驶车辆的车速在第二设定时间内没有降为零，则所述VCU控制启动驻车制动。
5.根据权利要求1所述的安全控制方法，其特征在于，监测所述无人驾驶车辆是否存在VCU失效的安全风险，包括：
根据所述ADCU在第三设定时间内是否接收到来自所述VCU的控制信息确定所述无人驾驶车辆是否存在VCU失效的安全风险；
如果所述ADCU在第三设定时间内没有接收到来自所述VCU的控制信息，则确定所述无人驾驶车辆存在VCU失效的安全风险。
6.根据权利要求1所述的安全控制方法，其特征在于，所述ADCU越权控制所述无人驾驶车辆进行驻车制动，包括：
在所述无人驾驶车辆停车后，所述VCU控制所述无人驾驶车辆打开双闪，并向云平台上报故障。
7.根据权利要求1所述的安全控制方法，其特征在于，所述核心功能模块包括以下至少一种：
感知模块，用于从传感器数据中探测并计算出周边环境的物体的信息；
预测模块，用于对探测到的所述物体基于所述物体的信息进行计算以生成预测轨迹；
地图定位模块，用于获取地图和所述无人驾驶车辆的位置；
路由寻径模块，用于根据所述地图和目标任务规划出最优路线；以及
决策规划模块，用于根据所述预测轨迹、所述地图和无人驾驶车辆的位置以及所述最优路线对所述无人驾驶车辆作出行为决策、动作规划和反馈控制。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的安全控制方法，其特征在于，所述无人驾驶车辆为无人驾驶矿车。
9.一种无人驾驶车辆的安全控制系统，其特征在于，所述安全控制系统包括：
监测模块，用于监测所述无人驾驶车辆是否存在安全风险，所述安全风险包括以下至少一项：车载电源失效、无人驾驶域控制器ADCU失效、整车控制器VCU失效以及ADCU的核心功能模块失效；
供电保障模块，用于在监测到存在车载电源失效的安全风险的情况下，控制启动备用电源；
第一停车保障模块，用于在监测到存在ADCU失效的安全风险的情况下，使VCU自行控制所述无人驾驶车辆进行制动停车；
第二停车保障模块，用于在监测到存在VCU失效的安全风险的情况下，使ADCU越权控制所述无人驾驶车辆进行驻车制动，包括所述ADCU取消向VCU发送的所有控制输出，使得控制输出保持在油门踏板开度为0％和上一时刻的方向盘角度，以及所述ADCU越权控制启动驻车制动；
第三停车保障模块，用于在监测到核心功能模块失效的情况下，使ADCU根据设定的安全停车轨迹控制停车。
10.一种无人驾驶车辆，其特征在于，包括：
车载电源，
备用电源，所述备用电源与所述车载电源并联连接于供电电路；
ADCU，用于监测所述无人驾驶车辆是否存在以下至少一种的安全风险：车载电源失效、VCU失效以及ADCU的核心功能模块失效；
VCU，用于监测所述无人驾驶车辆是否存在ADCU失效的安全风险；
所述ADCU还用于在监测到存在VCU失效的安全风险的情况下，越权控制所述无人驾驶车辆进行驻车制动，包括所述ADCU取消向VCU发送的所有控制输出，使得控制输出保持在油门踏板开度为0％和上一时刻的方向盘角度，以及所述ADCU越权控制启动驻车制动；用于在监测到核心功能模块失效的情况下，根据设定的安全停车轨迹控制停车；
所述VCU还用于在监测到存在ADCU失效的安全风险的情况下，自行控制所述无人驾驶车辆进行制动停车。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112977467B (zh) * 2021-02-25 2022-09-23 沃行科技(南京)有限公司 一种车端无人化的远程故障复位方法
CN113428165A (zh) * 2021-06-28 2021-09-24 安徽海博智能科技有限责任公司 一种基于mdc300的矿车自动驾驶安全系统及方法
CN113581171B (zh) * 2021-07-15 2023-06-06 江铃汽车股份有限公司 一种自动驾驶方法、系统、可读存储介质及车辆
CN113787996B (zh) * 2021-09-06 2022-09-30 中兴智能汽车有限公司 自动驾驶车辆应急处理装置及其控制方法
CN114044000B (zh) * 2021-11-05 2023-06-23 东风汽车集团股份有限公司 一种自动驾驶车辆hmi人机交互的安全冗余系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103402839A (zh) * 2011-10-13 2013-11-20 奥迪股份公司 车辆以及用于控制车辆的方法
CN110626337A (zh) * 2019-10-17 2019-12-31 北京易控智驾科技有限公司 一种无人驾驶商用车转向安全允余系统及控制方法
CN110733513A (zh) * 2018-07-20 2020-01-31 北汽福田汽车股份有限公司 自动驾驶的控制方法、装置、存储介质及车辆
EP3620338A2 (en) * 2018-09-07 2020-03-11 Baidu Online Network Technology (Beijing) Co., Ltd. Automatic driving system, vehicle control method and device
CN110962774A (zh) * 2018-09-28 2020-04-07 株式会社电装天 电源监测装置、电源控制系统以及电源监测方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6652103B2 (ja) * 2017-04-19 2020-02-19 株式会社デンソー 車両の自動運転制御システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103402839A (zh) * 2011-10-13 2013-11-20 奥迪股份公司 车辆以及用于控制车辆的方法
CN110733513A (zh) * 2018-07-20 2020-01-31 北汽福田汽车股份有限公司 自动驾驶的控制方法、装置、存储介质及车辆
EP3620338A2 (en) * 2018-09-07 2020-03-11 Baidu Online Network Technology (Beijing) Co., Ltd. Automatic driving system, vehicle control method and device
CN110962774A (zh) * 2018-09-28 2020-04-07 株式会社电装天 电源监测装置、电源控制系统以及电源监测方法
CN110626337A (zh) * 2019-10-17 2019-12-31 北京易控智驾科技有限公司 一种无人驾驶商用车转向安全允余系统及控制方法

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