CN112109735A - 一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自动驾驶技术领域的一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制系统及方法，包括，手控启动单元，用于驾驶人手动启动自动驾驶的状态，并选择相应的驾驶模式；驾驶模式控制模块，包括防晕车模式控制模块；正常模式控制模块；目的地快到模式控制模块；自动驾驶控制单元，用于各种模式的自动驾驶控制；数据处理中心，用于处理并分析在人工驾驶时车载电脑会根据驾驶员的驾驶行为以及车辆信息，帮助在自动驾驶状态下选择合适的驾驶模式；车辆信息监测单元；本发明将舒适性作为智能驾驶控制的优化目标之一，使得智能驾驶更为人性化；可以根据驾驶员习惯或喜好，选择不同的智能驾驶控制策略，优化智能驾驶车辆舒适性。

Description

一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制系统及方法

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，具体为一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制系统及方法。

背景技术

目前全球汽车工业有两大技术趋势：电气化和智能网联化。其中智能网联汽车吸引了大量投资和研发力度。不仅传统汽车厂商将其作为重点的研发方向，大量互联网以及通讯公司也加入了智能网联汽车研发的竞赛。中国汽车工业协会对智能网联汽车定义为，搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与X（人、车、路、后台等）智能信息交换共享，具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执行等功能，可实现安全、舒适、节能、高效行驶，并最终可替代人来操作的新一代汽车。

根据世界各国的交通数据统计，在各类公路交通事故中人为的因素占到90%以上。智能网联汽车的目的之一就是将驾驶员从部分或全部驾驶任务中解放出来，避免驾驶员因为疲劳或者误判造成的交通事故，以提高行车安全性以及驾驶员的乘车体验。高级自动驾驶车辆不需要驾驶员驾驶，因此人们可以在车内工作，创造更大的经济和社会效益，而不是把时间花费在驾驶任务上。另外智能网联汽车在改善交通拥堵，提高汽车行驶效率等方面也具有很大的优势。智能网联汽车的终极目标就是将人类彻底的从枯燥的驾驶任务中解放出来并实现零交通事故率。

当前智能网联汽车的研发主要关注于自动驾驶的功能实现，但是对于乘员舒适性的控制，特别是针对不同驾驶任务的舒适性控制，目前还没有成熟的方法。例如，当乘员需要在车内看书或者使用电脑工作时，自动驾驶车辆如果按照一般的控制方法，往往会造成乘员晕车的情况；但是当乘员有急事需要尽快赶往目的地（譬如机场）的时候，则可以接受自动驾驶车辆因较大的加减速而降低舒适性（譬如当你告诉出租车司机有急事的时候，出租车司机的驾驶行为会有所改变），此时如果按照一般的控制方法往往会给乘员造成耽误时间的心理压力。为此，我们提出一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制系统及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制系统，包括，

手控启动单元，用于驾驶人手动启动自动驾驶的状态，并选择相应的驾驶模式；

驾驶模式控制模块，包括防晕车模式控制模块，用于乘员容易晕车、需要在车内阅读、或者需要使用手机电脑等移动设备时，可以使用这种模式，以防止乘员因晕车造成的不适；正常模式控制模块，一般乘坐方式，没有特殊乘员需求，该模式设置为默认模式；目的地快到模式控制模块，用于乘员需要尽快赶往目的地，路程耗时最短时，使用这种模式；

自动驾驶控制单元，用于各种模式的自动驾驶控制；

数据处理中心，用于处理并分析在人工驾驶时车载电脑会根据驾驶员的驾驶行为以及车辆信息，帮助在自动驾驶状态下选择合适的驾驶模式；

车辆信息监测单元，用于对车辆在驾驶状态的各种车辆信息进行实时监控。

进一步地，所述自动驾驶控制单元包括监测单元，用于在执行横向控制及纵向控制时，分别进行横向控制安全监测和纵向控制安全监测；接收单元，用于接收汽车系统输出的关于横向控制和纵向控制的相关信息；横向控制单元，用于在行驶过程中对车辆进行换道控制；以及纵向控制单元，用于在车辆自动巡航控制和车辆自动紧急制动的控制。

进一步地，所述数据处理中心包括与车辆信息监测单元输出端电性连接的信息采集模块，所述信息采集模块的输出端与数据记录及分析模块电性连接，所述数据记录及分析模块的输出端与驾驶模式控制模块电性连接，且所述数据记录及分析模块与模式切换单元电性连接，所述模式切换单元与驾驶模式控制模块电性连接，所述数据记录及分析模块与数据存储单元电性双向连接。

进一步地，所述车辆信息监测单元括加速踏板监测模块、制动踏板监测模块、方向盘转角及扭矩监测模块、车辆速度及加速度监测模块以及车辆横摆角速度监测模块，上述所述检测模块用于监测并记录人工状态下驾驶员的驾驶行为以及车辆信息。

进一步地，所述驾驶模式控制模块与道路监测单元电性连接，用于监测驾驶状态下车辆前方的路况，所述道路监测单元包括道路信息采集模块，所述道路信息采集模块的输出端与路况信息判断模块电性连接，用于对监测的路况信息进行分析，并反馈选择合适的驾驶模式。

进一步地，所述路况信息判断模块与数据分析模块电性连接，所述数据分析模块分别与第一自检模块和第二自检模块电性连接；所述第一自检模块，用于在检测的路况健康状态情况为正常状态的情况下，实时采集当前位置信息和当前路况信息，将当前位置信息对应的当前路段的当前路况信息作为实际路况信息；所述第二自检模块用于在所检测的路况健康状态情况为异常状态的情况下，实时采集当前位置信息和当前路况信息，将当前位置信息对应的当前路段的当前路况信息作为实际路况信息。

进一步地，所述第一自检模块和第二自检模块均与正常驾驶模式控制模块状态下的设备电性连接，所述正常驾驶模式控制模块还包括与第一自检模块对应电性连接的正常路况驾驶模式控制模块以及与第二自检模块对应电性连接的异常路况驾驶模式控制模块。

一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制方法，具体包括以下步骤，

S1：车辆处于人工驾驶状态下，通过车辆信息监测单元对人工状态下驾驶员的驾驶行为以及车辆信息进行监测，并将数据信息通过信息采集模块传输至数据记录及分析模块，自动判断驾驶员的驾驶习惯，车辆在进入自动驾驶模式时，系统会自动选择与驾驶员驾驶习惯最接近的自动驾驶模式；

S2：车辆处于自动驾驶状态下，可选择防晕车模式、正常模式或目的地快到模式，当乘员容易晕车、需要在车内阅读、或者需要使用手机电脑等移动设备时，可以使用防晕车模式，以防止乘员因晕车造成的不适；一般乘坐方式，没有特殊乘员需求，该模式可以设置为默认模式；当乘员需要尽快赶往目的地，路程耗时最短时，可以使用目的地快到模式；

S3：车辆在进行自动驾驶时，通过自动驾驶控制单元辅助车辆在安全的状态下保持车辆行驶过程中的姿态和数据的控制，并通过道路监测单元对行驶的道路进行监测，监测的路况信息进行分析，并反馈选择合适的驾驶模式，通过两个自检模块对采集的道路信息进行判断，并根据数据分析和判断的结果，选择正常模式下不同的驾驶模式。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将舒适性作为智能驾驶控制的优化目标之一，使得智能驾驶更为人性化；可以根据驾驶员习惯或喜好，选择不同的智能驾驶控制策略，优化智能驾驶车辆舒适性。

附图说明

图1为本发明控制系统组成框图；

图2为本发明控制方法流程示意图；

图3为本发明驾驶模式控制模块组成框图。

图中：100、手控启动单元；200、驾驶模式控制模块；201、防晕车模式控制模块；202、正常模式控制模块；2021、正常路况驾驶模式控制模块；2022、异常路况驾驶模式控制模块；203、目的地快到模式控制模块；300、自动驾驶控制单元；301、监测单元；302、横向控制单元；303、纵向控制单元；304、接收单元；400、数据处理中心；401、模式切换单元；402、数据记录及分析模块；403、信息采集模块；404、数据存储单元；500、车辆信息监测单元；501、加速踏板监测模块；502、制动踏板监测模块；503、方向盘转角及扭矩监测模块；504、车辆速度及加速度监测模块；505、车辆横摆角速度监测模块；600、道路监测单元；601、道路信息采集模块；602、路况信息判断模块；603、数据分析模块；604、第一自检模块；605、第二自检模块。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

具体实施方式

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。

请参阅图1-2，本发明提供一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制系统，包括，手控启动单元100，用于驾驶人手动启动自动驾驶的状态，并选择相应的驾驶模式；驾驶模式控制模块200，通过车内人机交互设备，例如HMI、按键、语音输入等，用户可以选择不同的自动驾驶模式，包括防晕车模式控制模块201，用于乘员容易晕车、需要在车内阅读、或者需要使用手机电脑等移动设备时，可以使用这种模式，以防止乘员因晕车造成的不适；在该模式下，舒适性的权重会最大。这里舒适性主要针对横向和纵向的车辆运动。医学研究表明车辆纵向或横向运动的频率在0.1-0.5Hz时，最容易使人产生晕车的不适感；当频率低于0.1Hz时，晕车的感觉会大大降低。在防晕车模式下，车辆的加减速和方向盘的控制会非常平缓（非危险工况下），尽量使得在纵向和横向的车辆运动频率低于0.1Hz。 行程耗时和舒适性有一定的对立性，在防晕车模式下行程耗时的权重会最小，因此行程耗时会较长。

正常模式控制模块202，一般乘坐方式，没有特殊乘员需求，该模式设置为默认模式；在该模式下，各个指标的权重基本相当。车辆控制会兼顾舒适性、经济型和路程耗时。车辆的驾驶感受类似于普通人工驾驶车辆。

目的地快到模式控制模块203，用于乘员需要尽快赶往目的地，路程耗时最短时，使用这种模式；在该模式下，行程耗时的权重会最大。为降低行程时间，车辆控制会采用较大的加减速度，因此会影响乘员的舒适性。研究表明当人体振动在2Hz以上时会产生不适甚至受伤，尽管此时不会造成晕车感。因此在该模式下，车辆的加减速控制以及转向控制会施加限值，避免造成人体伤害。舒适性和行程耗时有一定的对立性，在此模式下舒适性的权重会较小，因此会造成某些乘员的舒适感降低。

自动驾驶控制单元300，用于各种模式的自动驾驶控制；数据处理中心400，用于处理并分析在人工驾驶时车载电脑会根据驾驶员的驾驶行为以及车辆信息，帮助在自动驾驶状态下选择合适的驾驶模式；车辆信息监测单元500，用于对车辆在驾驶状态的各种车辆信息进行实时监控。

自动驾驶控制单元300包括监测单元301，用于在执行横向控制及纵向控制时，分别进行横向控制安全监测和纵向控制安全监测；接收单元304，用于接收汽车系统输出的关于横向控制和纵向控制的相关信息；横向控制单元302，用于在行驶过程中对车辆进行换道控制；以及纵向控制单元303，用于在车辆自动巡航控制和车辆自动紧急制动的控制。

数据处理中心400包括与车辆信息监测单元500输出端电性连接的信息采集模块403，信息采集模块403的输出端与数据记录及分析模块402电性连接，数据记录及分析模块402的输出端与驾驶模式控制模块200电性连接，且数据记录及分析模块402与模式切换单元401电性连接，模式切换单元401与驾驶模式控制模块200电性连接，数据记录及分析模块402与数据存储单元404电性双向连接。

车辆信息监测单元500括加速踏板监测模块501、制动踏板监测模块502、方向盘转角及扭矩监测模块503、车辆速度及加速度监测模块504以及车辆横摆角速度监测模块505，分别对车辆的踏板、方向盘转角及扭矩、车辆速度和加速度以及车辆横摆角速度的数据进行实时的监测，实现机器学习，自动判断驾驶员的驾驶习惯，车辆在进入自动驾驶模式时，系统会自动选择与驾驶员驾驶习惯最接近的自动驾驶模式，上述检测模块用于监测并记录人工状态下驾驶员的驾驶行为以及车辆信息。

驾驶模式控制模块200与道路监测单元600电性连接，用于监测驾驶状态下车辆前方的路况，道路监测单元600包括道路信息采集模块601，道路信息采集模块601的输出端与路况信息判断模块602电性连接，用于对监测的路况信息进行分析，并反馈选择合适的驾驶模式。

路况信息判断模块602与数据分析模块603电性连接，数据分析模块603分别与第一自检模块604和第二自检模块605电性连接；第一自检模块604，用于在检测的路况健康状态情况为正常状态的情况下，实时采集当前位置信息和当前路况信息，将当前位置信息对应的当前路段的当前路况信息作为实际路况信息；第二自检模块605用于在所检测的路况健康状态情况为异常状态的情况下，实时采集当前位置信息和当前路况信息，将当前位置信息对应的当前路段的当前路况信息作为实际路况信息。

第一自检模块604和第二自检模块605均与正常驾驶模式控制模块200状态下的设备电性连接，正常驾驶模式控制模块200还包括与第一自检模块604对应电性连接的正常路况驾驶模式控制模块2021以及与第二自检模块605对应电性连接的异常路况驾驶模式控制模块2022，通过两个自检模块对采集的道路信息进行判断，并根据数据分析和判断的结果，选择正常模式下不同的驾驶模式。

请参阅图2，一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制方法，具体包括以下步骤，

S1：车辆处于人工驾驶状态下，通过车辆信息监测单元500对人工状态下驾驶员的驾驶行为以及车辆信息进行监测，并将数据信息通过信息采集模块403传输至数据记录及分析模块402，自动判断驾驶员的驾驶习惯，车辆在进入自动驾驶模式时，系统会自动选择与驾驶员驾驶习惯最接近的自动驾驶模式；

S2：车辆处于自动驾驶状态下，可选择防晕车模式、正常模式或目的地快到模式，当乘员容易晕车、需要在车内阅读、或者需要使用手机电脑等移动设备时，可以使用防晕车模式，以防止乘员因晕车造成的不适；一般乘坐方式，没有特殊乘员需求，该模式可以设置为默认模式；当乘员需要尽快赶往目的地，路程耗时最短时，可以使用目的地快到模式；

S3：车辆在进行自动驾驶时，通过自动驾驶控制单元300辅助车辆在安全的状态下保持车辆行驶过程中的姿态和数据的控制，并通过道路监测单元600对行驶的道路进行监测，监测的路况信息进行分析，并反馈选择合适的驾驶模式，通过两个自检模块对采集的道路信息进行判断，并根据数据分析和判断的结果，选择正常模式下不同的驾驶模式。

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

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。

Claims (8)

1.一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制系统，其特征在于：包括，

手控启动单元（100），用于驾驶人手动启动自动驾驶的状态，并选择相应的驾驶模式；

驾驶模式控制模块（200），包括防晕车模式控制模块（201），用于乘员容易晕车、需要在车内阅读、或者需要使用手机电脑等移动设备时，可以使用这种模式，以防止乘员因晕车造成的不适；正常模式控制模块（202），一般乘坐方式，没有特殊乘员需求，该模式设置为默认模式；目的地快到模式控制模块（203），用于乘员需要尽快赶往目的地，路程耗时最短时，使用这种模式；

自动驾驶控制单元（300），用于各种模式的自动驾驶控制；

数据处理中心（400），用于处理并分析在人工驾驶时车载电脑会根据驾驶员的驾驶行为以及车辆信息，帮助在自动驾驶状态下选择合适的驾驶模式；

车辆信息监测单元（500），用于对车辆在驾驶状态的各种车辆信息进行实时监控。

2.根据权利要求1所述的一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制系统，其特征在于：所述自动驾驶控制单元（300）包括监测单元（301），用于在执行横向控制及纵向控制时，分别进行横向控制安全监测和纵向控制安全监测；接收单元（304），用于接收汽车系统输出的关于横向控制和纵向控制的相关信息；横向控制单元（302），用于在行驶过程中对车辆进行换道控制；以及纵向控制单元（303），用于在车辆自动巡航控制和车辆自动紧急制动的控制。

3.根据权利要求2所述的一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制系统，其特征在于：所述数据处理中心（400）包括与车辆信息监测单元（500）输出端电性连接的信息采集模块（403），所述信息采集模块（403）的输出端与数据记录及分析模块（402）电性连接，所述数据记录及分析模块（402）的输出端与驾驶模式控制模块（200）电性连接，且所述数据记录及分析模块（402）与模式切换单元（401）电性连接，所述模式切换单元（401）与驾驶模式控制模块（200）电性连接，所述数据记录及分析模块（402）与数据存储单元（404）电性双向连接。

4.根据权利要求3所述的一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制系统，其特征在于：所述车辆信息监测单元（500）括加速踏板监测模块（501）、制动踏板监测模块（502）、方向盘转角及扭矩监测模块（503）、车辆速度及加速度监测模块（504）以及车辆横摆角速度监测模块（505），上述所述检测模块用于监测并记录人工状态下驾驶员的驾驶行为以及车辆信息。

5.根据权利要求4所述的一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制系统，其特征在于：所述驾驶模式控制模块（200）与道路监测单元（600）电性连接，用于监测驾驶状态下车辆前方的路况，所述道路监测单元（600）包括道路信息采集模块（601），所述道路信息采集模块（601）的输出端与路况信息判断模块（602）电性连接，用于对监测的路况信息进行分析，并反馈选择合适的驾驶模式。

6.根据权利要求5所述的一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制系统，其特征在于：所述路况信息判断模块（602）与数据分析模块（603）电性连接，所述数据分析模块（603）分别与第一自检模块（604）和第二自检模块（605）电性连接；所述第一自检模块（604），用于在检测的路况健康状态情况为正常状态的情况下，实时采集当前位置信息和当前路况信息，将当前位置信息对应的当前路段的当前路况信息作为实际路况信息；所述第二自检模块（605）用于在所检测的路况健康状态情况为异常状态的情况下，实时采集当前位置信息和当前路况信息，将当前位置信息对应的当前路段的当前路况信息作为实际路况信息。

7.根据权利要求6所述的一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制系统，其特征在于：所述第一自检模块（604）和第二自检模块（605）均与正常驾驶模式控制模块（200）状态下的设备电性连接，所述正常驾驶模式控制模块（200）还包括与第一自检模块（604）对应电性连接的正常路况驾驶模式控制模块（2021）以及与第二自检模块（605）对应电性连接的异常路况驾驶模式控制模块（2022）。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种考虑车辆舒适性的智能驾驶控制方法，其特征在于：具体包括以下步骤，

S1：车辆处于人工驾驶状态下，通过车辆信息监测单元（500）对人工状态下驾驶员的驾驶行为以及车辆信息进行监测，并将数据信息通过信息采集模块（403）传输至数据记录及分析模块（402），自动判断驾驶员的驾驶习惯，车辆在进入自动驾驶模式时，系统会自动选择与驾驶员驾驶习惯最接近的自动驾驶模式；

S2：车辆处于自动驾驶状态下，可选择防晕车模式、正常模式或目的地快到模式，当乘员容易晕车、需要在车内阅读、或者需要使用手机电脑等移动设备时，可以使用防晕车模式，以防止乘员因晕车造成的不适；一般乘坐方式，没有特殊乘员需求，该模式可以设置为默认模式；当乘员需要尽快赶往目的地，路程耗时最短时，可以使用目的地快到模式；

S3：车辆在进行自动驾驶时，通过自动驾驶控制单元（300）辅助车辆在安全的状态下保持车辆行驶过程中的姿态和数据的控制，并通过道路监测单元（600）对行驶的道路进行监测，监测的路况信息进行分析，并反馈选择合适的驾驶模式，通过两个自检模块对采集的道路信息进行判断，并根据数据分析和判断的结果，选择正常模式下不同的驾驶模式。

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