CN112289027A - 一种符合汽车功能安全标准自动驾驶架构系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种符合汽车功能安全标准自动驾驶架构系统,包括:数据传输总线模块,所述数据传输总线模块的两侧分别设置环境感知系统、定位导航系统、路径规划系统、车辆控制系统、中央控制系统和辅助驾驶系统。本发明在数据传输总线模块内设置环境感知系统、定位导航系统、路径规划系统、车辆控制系统、中央控制系统和辅助驾驶系统,其中环境感知系统内包括雷达传感器模块、车载诊断模块、V2X模块、车载摄像模块和激光测距模块,通过这些模块获取自动驾驶汽车外部环境因素及车辆自身数据并形成相应格式的数据,通过系统支持的数据通讯方式接入到信息处理系统内,实现传感数据的提取。

Description

一种符合汽车功能安全标准自动驾驶架构系统
技术领域
本发明涉及汽车自动驾驶技术领域,更具体为一种符合汽车功能安全标准自动驾驶架构系统。
背景技术
由于近年来随着人工智能技术的迅速发展,传统汽车行业与信息技术结合在汽车自动驾驶技术方面的研究也受到了国家及业界高度重视,自动驾驶相关法律法规及道德规范也日趋进步和成熟,业界各部对于自动驾驶各方面的技术研究也在稳步深入及突破;自动驾驶正在迈向辉煌的下一阶段;但同时对于自动驾驶技术的研究也应该精益化;自动驾驶包含三个层级的研究:环境感知、任务决策及决策执行。现阶段市面上对于环境感知部分的研究已日趋成熟,应用激光雷达、毫米波雷达、高清摄像头等结合全球定位系统已实现了较完备的环境感知系统;已有不少L2级自动驾驶辅助系统面向市场。
自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作,让电脑可以在没有任何人类主动的操作下,自动安全地操作机动车辆。目前已有基于计算机平台的自动驾驶硬件架构;计算机平台具有不可避免的大体积、高功耗等不足之处;鉴于此现状,现提出一种基于嵌入式系统符合功能安全的自动驾驶硬件架构。因此,需要提供一种新的技术方案给予解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种符合汽车功能安全标准自动驾驶架构系统,解决了现有技术中自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作,让电脑可以在没有任何人类主动的操作下,自动安全地操作机动车辆。目前已有基于计算机平台的自动驾驶硬件架构;计算机平台具有不可避免的大体积、高功耗等不足之处;鉴于此现状,现提出一种基于嵌入式系统符合功能安全的自动驾驶硬件架构的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种符合汽车功能安全标准自动驾驶架构系统,包括:数据传输总线模块,所述数据传输总线模块的两侧分别设置环境感知系统、定位导航系统、路径规划系统、车辆控制系统、中央控制系统和辅助驾驶系统,所述环境感知系统包括雷达传感器模块、车载诊断模块、V2X模块、车载摄像模块和激光测距模块,所述雷达传感器模块用于检测车辆四周的障碍物,并构建高精度地图和多移动、静止目标状态、运动趋势、速度、距离等信息的监测及跟踪,所述车载诊断模块的信号输出端和V2X模块的信号接入端与相连接,所述车载摄像模块用来监测车身四周的周边环境,并可用来做车道线及交通标识牌的识别或其他功能,所述激光测距模块用来对车辆外部障碍物的距离进行测算,所述雷达传感器模块、车载诊断模块、V2X模块、车载摄像模块和激光测距模块之间与信息处理系统相连接,所述中央控制器的内部设置有数据传输模块、决策规划模块,所述决策规划模块的决策算法部分采用多颗AI芯片和图像信号处理模块运行并采用嵌入式方式与中央控制系统进行集成,所述定位导航系统内包括定位模块和数据采集模块,所述数据采集模块用于车辆内部数据的采集,所述路径规划系统内包括电子地图和路径规划,所述车辆控制系统包括速度控制模块、档位控制模块和转向控制模块,所述速度控制模块内包括油门系统和制动系统,所述辅助驾驶系统内包括车道保持辅助系统、自动泊车辅助系统、刹车辅助系统、倒车辅助系统和行车辅助系统。
作为本发明的一种优选实施方式,所述信息处理系统内包括信息筛选模块、信息比对模块、信息计算模块和结果反馈模块,所述结果反馈模块通过数据传输纵向模块与中央控制系统之间相连接。
作为本发明的一种优选实施方式,所述定位模块内设置GPS且数据采集模块对车辆内部的电流、电压、温度和胎压等数据进行采集。
作为本发明的一种优选实施方式,所述中央控制系统内还包括存储模块且存储模块下部设置数据,所述存储模块包括硬件存储和软件存储。
作为本发明的一种优选实施方式,所述油门系统和制动系统分别与车辆的油门机构和制动机构相连接,所述档位控制模块与和转向控制模块分别与换挡机构和转向机构相连接。
作为本发明的一种优选实施方式,所述车道保持辅助系统、自动泊车辅助系统、倒车辅助系统和行车辅助系统与雷达传感器模块、V2X模块、车载摄像模块和激光测距模块之间相连接。
作为本发明的一种优选实施方式,所述路径规划和电子地图与定位模块、车载摄像模块和雷达传感器模块之间相连接,对驾驶者进行路径优化选择,规划更加合理的行驶路线。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明在数据传输总线模块内设置环境感知系统、定位导航系统、路径规划系统、车辆控制系统、中央控制系统和辅助驾驶系统,其中环境感知系统内包括雷达传感器模块、车载诊断模块、V2X模块、车载摄像模块和激光测距模块,通过这些模块获取自动驾驶汽车外部环境因素及车辆自身数据并形成相应格式的数据,通过系统支持的数据通讯方式接入到信息处理系统内,实现传感数据的提取,同时信息处理系统内包括信息筛选模块、信息比对模块和信息计算模块,可以对传输的数据进行有效的筛选过滤,保证数据的准确性,同时通过比对模块和计算模块对数据进行整合,以保证数据的时效性,同时通过结果反馈模块经数据传输总线模块传递至中央控制系统内,中央控制系统内包括存储模块,用于数据传输后的存储,并上传至数据库保持,同时通过内部设置的决策规划系统进行决策,中央控制系统的两侧分别设置车辆控制系统和辅助驾驶系统,车辆控制系统包括速度控制模块、档位控制模块和转向控制模块,档位控制模块与换挡机构相连接,转向控制模块与转向机构相连接,速度控制系统内包括油门系统和制动系统,且分别与油门机构和制动机构相连接,保证了车辆控制的稳定性,在辅助驾驶系统内设置车道保持辅助系统、自动泊车辅助系统、刹车辅助系统、倒车辅助系统和行车辅助系统,其中车道保持辅助系统对行驶时保持车道提供支持,借助车载摄像模块识别行驶车道的标志线,刹车辅助系统通过传感器分辨驾驶员踩踏板的情况,识别并判断是否引入紧急刹车程序。由此该系统能立刻建立起最大的刹车压力,以达到可能的最高的刹车效果,达到理想的制动效果,倒车辅助系统以车载摄像模块和激光测距为基础,形成以图象、声音的直观形式告知驾驶者车与障碍物的相对位置,解除因后视镜存在盲区带来的困扰,从而为驾驶者倒车泊车提供方便,消除安全隐患。
附图说明
图1为本发明整体流程示意图;
图2为本发明环境感知系统的流程示意图;
图3为本发明定位导航系统流程示意图;
图4为本发明路径规划系统流程示意图;
图5为本发明车辆控制系统流程示意图;
图6为本发明中央控制系统流程示意图;
图7为本发明辅助驾驶系统流程示意图。
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1-7,本发明提供一种技术方案:一种符合汽车功能安全标准自动驾驶架构系统,包括:数据传输总线模块,所述数据传输总线模块的两侧分别设置环境感知系统、定位导航系统、路径规划系统、车辆控制系统、中央控制系统和辅助驾驶系统,所述环境感知系统包括雷达传感器模块、车载诊断模块、V2X模块、车载摄像模块和激光测距模块,所述雷达传感器模块用于检测车辆四周的障碍物,并构建高精度地图和多移动、静止目标状态、运动趋势、速度、距离等信息的监测及跟踪,所述车载诊断模块的信号输出端和V2X模块的信号接入端与相连接,所述车载摄像模块用来监测车身四周的周边环境,并可用来做车道线及交通标识牌的识别或其他功能,所述激光测距模块用来对车辆外部障碍物的距离进行测算,其中环境感知系统内包括雷达传感器模块、车载诊断模块、V2X模块、车载摄像模块和激光测距模块,通过这些模块获取自动驾驶汽车外部环境因素及车辆自身数据并形成相应格式的数据,通过系统支持的数据通讯方式接入到信息处理系统内,实现传感数据的提取,同时信息处理系统内包括信息筛选模块、信息比对模块和信息计算模块,可以对传输的数据进行有效的筛选过滤,保证数据的准确性,同时通过比对模块和计算模块对数据进行整合,以保证数据的时效性,车载诊断系统将从发动机的运行状况随时监控汽车是否尾气超标,一旦超标,会马上发出警示,所述雷达传感器模块、车载诊断模块、V2X模块、车载摄像模块和激光测距模块之间与信息处理系统相连接,所述中央控制器的内部设置有数据传输模块、决策规划模块,所述决策规划模块的决策算法部分采用多颗AI芯片和图像信号处理模块运行并采用嵌入式方式与中央控制系统进行集成,中央控制系统内包括存储模块,用于数据传输后的存储,并上传至数据库保持,同时通过内部设置的决策规划系统进行决策,中央控制系统的两侧分别设置车辆控制系统和辅助驾驶系统,车辆控制系统包括速度控制模块、档位控制模块和转向控制模块,档位控制模块与换挡机构相连接,转向控制模块与转向机构相连接,速度控制系统内包括油门系统和制动系统,且分别与油门机构和制动机构相连接,保证了车辆控制的稳定性,所述定位导航系统内包括定位模块和数据采集模块,所述数据采集模块用于车辆内部数据的采集,所述路径规划系统内包括电子地图和路径规划,所述车辆控制系统包括速度控制模块、档位控制模块和转向控制模块,所述速度控制模块内包括油门系统和制动系统,所述辅助驾驶系统内包括车道保持辅助系统、自动泊车辅助系统、刹车辅助系统、倒车辅助系统和行车辅助系统,在辅助驾驶系统内设置车道保持辅助系统、自动泊车辅助系统、刹车辅助系统、倒车辅助系统和行车辅助系统,其中车道保持辅助系统对行驶时保持车道提供支持,借助车载摄像模块识别行驶车道的标志线,刹车辅助系统通过传感器分辨驾驶员踩踏板的情况,识别并判断是否引入紧急刹车程序。由此该系统能立刻建立起最大的刹车压力,以达到可能的最高的刹车效果,达到理想的制动效果,倒车辅助系统以车载摄像模块和激光测距为基础,形成以图象、声音的直观形式告知驾驶者车与障碍物的相对位置,解除因后视镜存在盲区带来的困扰,从而为驾驶者倒车泊车提供方便,消除安全隐患。
进一步改进地,如图2所示:所述信息处理系统内包括信息筛选模块、信息比对模块、信息计算模块和结果反馈模块,所述结果反馈模块通过数据传输纵向模块与中央控制系统之间相连接,可以对传输的数据进行有效的筛选过滤,保证数据的准确性,同时通过比对模块和计算模块对数据进行整合,以保证数据的时效性。
进一步改进地,如图3所示:所述定位模块内设置GPS且数据采集模块对车辆内部的电流、电压、温度和胎压等数据进行采集,数据采集模块采集的电流、电压、温度和胎压数据,可以保证车辆行驶时的正常。
进一步改进地,如图5所示:所述中央控制系统内还包括存储模块且存储模块下部设置数据,所述存储模块包括硬件存储和软件存储,两组存储方式大大提高了数据的安全性。
进一步改进地,如图6所示:所述油门系统和制动系统分别与车辆的油门机构和制动机构相连接,所述档位控制模块与和转向控制模块分别与换挡机构和转向机构相连接,保证了车辆行驶的安全性。
进一步改进地,如图7所示:所述车道保持辅助系统、自动泊车辅助系统、倒车辅助系统和行车辅助系统与雷达传感器模块、V2X模块、车载摄像模块和激光测距模块之间相连接,车道保持辅助系统、自动泊车辅助系统、倒车辅助系统和行车辅助系统都是以雷达传感器模块、V2X模块、车载摄像模块和激光测距模块为基础,形成以图象、声音的直观形式告知驾驶者车与障碍物的相对位置,解除因后视镜存在盲区带来的困扰。
进一步改进地,如图4所示:所述路径规划和电子地图与定位模块、车载摄像模块和雷达传感器模块之间相连接,对驾驶者进行路径优化选择,规划更加合理的行驶路线。
本发明在数据传输总线模块内设置环境感知系统、定位导航系统、路径规划系统、车辆控制系统、中央控制系统和辅助驾驶系统,其中环境感知系统内包括雷达传感器模块、车载诊断模块、V2X模块、车载摄像模块和激光测距模块,通过这些模块获取自动驾驶汽车外部环境因素及车辆自身数据并形成相应格式的数据,通过系统支持的数据通讯方式接入到信息处理系统内,实现传感数据的提取,同时信息处理系统内包括信息筛选模块、信息比对模块和信息计算模块,可以对传输的数据进行有效的筛选过滤,保证数据的准确性,同时通过比对模块和计算模块对数据进行整合,以保证数据的时效性,同时通过结果反馈模块经数据传输总线模块传递至中央控制系统内,中央控制系统内包括存储模块,用于数据传输后的存储,并上传至数据库保持,同时通过内部设置的决策规划系统进行决策,中央控制系统的两侧分别设置车辆控制系统和辅助驾驶系统,车辆控制系统包括速度控制模块、档位控制模块和转向控制模块,档位控制模块与换挡机构相连接,转向控制模块与转向机构相连接,速度控制系统内包括油门系统和制动系统,且分别与油门机构和制动机构相连接,保证了车辆控制的稳定性,在辅助驾驶系统内设置车道保持辅助系统、自动泊车辅助系统、刹车辅助系统、倒车辅助系统和行车辅助系统,其中车道保持辅助系统对行驶时保持车道提供支持,借助车载摄像模块识别行驶车道的标志线,刹车辅助系统通过传感器分辨驾驶员踩踏板的情况,识别并判断是否引入紧急刹车程序。由此该系统能立刻建立起最大的刹车压力,以达到可能的最高的刹车效果,达到理想的制动效果,倒车辅助系统以车载摄像模块和激光测距为基础,形成以图象、声音的直观形式告知驾驶者车与障碍物的相对位置,解除因后视镜存在盲区带来的困扰,从而为驾驶者倒车泊车提供方便,消除安全隐患。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种符合汽车功能安全标准自动驾驶架构系统,其特征在于:包括:数据传输总线模块,所述数据传输总线模块的两侧分别设置环境感知系统、定位导航系统、路径规划系统、车辆控制系统、中央控制系统和辅助驾驶系统,所述环境感知系统包括雷达传感器模块、车载诊断模块、V2X模块、车载摄像模块和激光测距模块,所述雷达传感器模块用于检测车辆四周的障碍物,并构建高精度地图和多移动、静止目标状态、运动趋势、速度、距离等信息的监测及跟踪,所述车载诊断模块的信号输出端和V2X模块的信号接入端与相连接,所述车载摄像模块用来监测车身四周的周边环境,并可用来做车道线及交通标识牌的识别或其他功能,所述激光测距模块用来对车辆外部障碍物的距离进行测算,所述雷达传感器模块、车载诊断模块、V2X模块、车载摄像模块和激光测距模块之间与信息处理系统相连接,所述中央控制器的内部设置有数据传输模块、决策规划模块,所述决策规划模块的决策算法部分采用多颗AI芯片和图像信号处理模块运行并采用嵌入式方式与中央控制系统进行集成,所述定位导航系统内包括定位模块和数据采集模块,所述数据采集模块用于车辆内部数据的采集,所述路径规划系统内包括电子地图和路径规划,所述车辆控制系统包括速度控制模块、档位控制模块和转向控制模块,所述速度控制模块内包括油门系统和制动系统,所述辅助驾驶系统内包括车道保持辅助系统、自动泊车辅助系统、刹车辅助系统、倒车辅助系统和行车辅助系统。
2.根据权利要求1所述的一种符合汽车功能安全标准自动驾驶架构系统,其特征在于:所述信息处理系统内包括信息筛选模块、信息比对模块、信息计算模块和结果反馈模块,所述结果反馈模块通过数据传输纵向模块与中央控制系统之间相连接。
3.根据权利要求1所述的一种符合汽车功能安全标准自动驾驶架构系统,其特征在于:所述定位模块内设置GPS且数据采集模块对车辆内部的电流、电压、温度和胎压等数据进行采集。
4.根据权利要求1所述的一种符合汽车功能安全标准自动驾驶架构系统,其特征在于:所述中央控制系统内还包括存储模块且存储模块下部设置数据,所述存储模块包括硬件存储和软件存储。
5.根据权利要求1所述的一种符合汽车功能安全标准自动驾驶架构系统,其特征在于:所述油门系统和制动系统分别与车辆的油门机构和制动机构相连接,所述档位控制模块与和转向控制模块分别与换挡机构和转向机构相连接。
6.根据权利要求1所述的一种符合汽车功能安全标准自动驾驶架构系统,其特征在于:所述车道保持辅助系统、自动泊车辅助系统、倒车辅助系统和行车辅助系统与雷达传感器模块、V2X模块、车载摄像模块和激光测距模块之间相连接。
7.根据权利要求1所述的一种符合汽车功能安全标准自动驾驶架构系统,其特征在于:所述路径规划和电子地图与定位模块、车载摄像模块和雷达传感器模块之间相连接,对驾驶者进行路径优化选择,规划更加合理的行驶路线。
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