CN113341824A - 一种开放式自动驾驶避障控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种开放式自动驾驶避障控制系统及控制方法，包括处理中心模块、检测机构、路线机构和控制机构；所述检测机构包括检测模块、雷达模块、图像采集模块和测距模块，所述检测模块一侧连接处理中心模块，所述检测模块另一侧分别连接雷达模块、图像采集模块和测距模块，所述检测模块与显示模块连接，所述显示模块一侧与处理中心模块连接，所述处理中心模块内部设有处理单元，所述处理单元两侧分别连接信号接收单元和信号传输单元。本申请操作简单，通过雷达模块、图像采集模块、测距模块和检测模块可以进行实时监测路线上障碍，而且可以多种监测方式配合可以对障碍检测，可以做出相对的操作，可以提高自动驾驶的安全性。
Description
技术领域
本申请涉及汽车领域，尤其是一种开放式自动驾驶避障控制系统及控制方法。
背景技术
自动驾驶汽车又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车、或轮式移动机器人，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。在20世纪已有数十年的历史，21世纪初呈现出接近实用化的趋势。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、控制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。
一般的汽车在自动驾驶过程中自动避障的能力较差，导致安全性较低，而且对障碍物的判断可能会出现误差导致汽车不能立即作出反应，导致会造成严重的交通事故。因此，针对上述问题提出一种开放式自动驾驶避障控制系统及控制方法。
发明内容
在本实施例中提供了一种开放式自动驾驶避障控制系统及控制方法用于解决现有技术中的对障碍物监测不到位问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种开放式自动驾驶避障控制系统，包括处理中心模块、检测机构、路线机构和控制机构；
所述检测机构包括检测模块、雷达模块、图像采集模块和测距模块，所述检测模块一侧连接处理中心模块，所述检测模块另一侧分别连接雷达模块、图像采集模块和测距模块，所述检测模块与显示模块连接，所述显示模块一侧与处理中心模块连接，所述处理中心模块内部设有处理单元，所述处理单元两侧分别连接信号接收单元和信号传输单元。
进一步地，所述路线机构包括路线控制模块和导航模块，所述导航模块一侧连接路线控制模块，所述路线控制模块分别连接GPS模块和通讯模块，所述导航模块内部设有传输单元和上传单元，所述导航模块一侧连接互联网模块。
进一步地，所述控制机构包括控制模块和操作单元，所述处理中心模块一侧连接控制模块，所述控制模块内部设有驱动单元和操作单元，所述驱动单元与操作单元相连接，所述操作单元分别连接档位信号转换单元、油门信号转换单元、刹车信号转换单元和转向信号转换单元。
进一步地，所述档位信号转换单元与档位模块相连接，所述油门信号转换单元与油门模块相连接，所述刹车信号转换单元与刹车模块相连接，所述转向信号转换单元外接转向模块。
进一步地，所述图像采集模块采用多个摄像头构成，且摄像头位于汽车前端上方。
进一步地，所述雷达模块采用多个激光雷达组合构成，激光雷达位于汽车车头底端。
进一步地，所述显示模块采用显示屏构成，且显示屏安装在汽车内部。
进一步地，所述GPS模块为GPS导航设备构成，所述导航模块与通过网络连接互联网模块。
进一步地，所述驱动单元与信号传输单元连接，所述信号接收单元与检测模块和传输单元连接。
所述控制方法如下：
(1)通过GPS模块可以根据起点和终点规划出合理路线，而且通过路线控制模块可以将路线情况输送到导航模块，导航模块可以将路线情况输送到处理中心模块，便于根据路线进行自动驾驶；
(2)对汽车前方障碍物进行检测，通过图像采集模块可以实时监测行驶路线障碍物，通过图像采集模块可以对障碍物进行形状轮廓高度进行实时监测；
(3)检测模块将图像采集模块和雷达模块监测的信号实时输送到测距模块，根据障碍物大小以及汽车底盘高度进行计算，而且障碍物的图像可以通过显示模块进行显示；
(4)当处理中心模块内部的信号接收单元接收计算结果信号时，可以通过驱动单元将信号输送到操作单元，操作单元可以同时向档位信号转换单元、油门信号转换单元、刹车信号转换单元、转向信号转换单元发出相应信号，并且通过档位信号转换单元、油门信号转换单元、刹车信号转换单元和转向信号转换单元转换信号后进行控制档位模块、油门模块、刹车模块和转向模块进行操作控制汽车进行自动避障；
(5)当障碍物较小且高度远低于汽车底盘时，通过控制模块内部的操作单元进行操作，只需要细调方向使汽车穿过障碍物，而且通过上传单元可以将当前路线上障碍物实时上传到互联网；
(6)当路线前面出现突发情况封堵时，通过GPS模块和通讯模块可以及时进行更换正确路线，而且通过导航模块可以及时将其他车辆上传的障碍物信息进行下载，便于进行提前调整到正确行驶路线，避免进行临时避障。
通过本申请上述实施例，采用了检测机构，解决了对障碍物监测不到位问题，取得了可以对不同尺寸的障碍物进行检测效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请一种实施例的整体示意图；
图2为本申请一种实施例的控制机构示意图；
图3为本申请一种实施例的处理中心模块示意图。
图中：1、图像采集模块，2、雷达模块，3、GPS模块，4、通讯模块，5、路线控制模块，6、传输单元，7、导航模块，8、上传单元，9、互联网模块，10、档位模块，11、油门模块，12、刹车模块，13、转向模块，14、控制模块，15、处理中心模块，16、显示模块，17、检测模块，18、测距模块，19、驱动单元，20、操作单元，21、档位信号转换单元，22、油门信号转换单元，23、刹车信号转换单元，24、转向信号转换单元，25、信号传输单元，26、信号接收单元，27、处理单元。
具体实施方式
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。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
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。
本实施例中的自动驾驶避障控制系统可以适用于各种自动驾驶汽车，例如，在本实施例提供了如下一种自动驾驶汽车，本实施例中的自动驾驶避障控制系统可以用来进行控制如下自动驾驶汽车。
一种自动驾驶汽车，包括：车体、电机、传感器、控制器、安全设备；其中，所述电机、所述传感器、所述控制器以及所述安全设备固定在所述车体上；
所述电机连接所述控制器；所述控制器连接所述传感器。
所述电机具体包括：三相交流电机。
所述三相交流电机具体包括：三相交流同步牵引电机。
所述三相交流电机具体包括：三相交流异步牵引电机。
所述传感器具有包括：车距传感器。
所述车距传感器具体包括：红外线距离传感器和/或超声波距离传感器。
所述控制器具体包括：MCU单片机。
所述安全设备，具体包括：撞击缓冲器，其中，所述撞击缓冲器固定在所述车体的头部下端和/或所述车体的尾部下端。
该自动驾驶汽车还包括：报警器；所述报警器连接所述控制器。
该自动驾驶汽车还包括：控向轮；所述控向轮的一端连接所述电机的负极；所述控向轮的另一端连接所在道路上设置的零线铁轨槽。
当然本实施例也可以用于控制其他结构的自动驾驶汽车。在此不再一一赘述，下面对本申请实施例的自动驾驶避障控制系统进行介绍。
请参阅图1-3所示，一种开放式自动驾驶避障控制系统，包括处理中心模块15、检测机构、路线机构和控制机构；
所述检测机构包括检测模块17、雷达模块2、图像采集模块1和测距模块18，所述检测模块17一侧连接处理中心模块15，所述检测模块17另一侧分别连接雷达模块2、图像采集模块1和测距模块18，所述检测模块17与显示模块16连接，所述显示模块16一侧与处理中心模块15连接，所述处理中心模块15内部设有处理单元27，所述处理单元27两侧分别连接信号接收单元26和信号传输单元25。
所述路线机构包括路线控制模块5和导航模块7，所述导航模块7一侧连接路线控制模块5，所述路线控制模块5分别连接GPS模块3和通讯模块4，所述导航模块7内部设有传输单元6和上传单元8，所述导航模块7一侧连接互联网模块9。
所述控制机构包括控制模块14和操作单元20，所述处理中心模块15一侧连接控制模块14，所述控制模块14内部设有驱动单元19和操作单元20，所述驱动单元19与操作单元20相连接，所述操作单元20分别连接档位信号转换单元21、油门信号转换单元22、刹车信号转换单元23和转向信号转换单元24。
所述档位信号转换单元21与档位模块10相连接，所述油门信号转换单元22与油门模块11相连接，所述刹车信号转换单元23与刹车模块12相连接，所述转向信号转换单元24外接转向模块13。
所述图像采集模块1采用多个摄像头构成，且摄像头位于汽车前端上方。
所述雷达模块2采用多个激光雷达组合构成，激光雷达位于汽车车头底端。
所述显示模块16采用显示屏构成，且显示屏安装在汽车内部。
所述GPS模块3为GPS导航设备构成，所述导航模块7与通过网络连接互联网模块9。
所述驱动单元19与信号传输单元25连接，所述信号接收单元26与检测模块17和传输单元6连接。
所述控制方法如下：
(1)通过GPS模块3可以根据起点和终点规划出合理路线，而且通过路线控制模块5可以将路线情况输送到导航模块7，导航模块7可以将路线情况输送到处理中心模块15，便于根据路线进行自动驾驶；
(2)对汽车前方障碍物进行检测，通过图像采集模块1可以实时监测行驶路线障碍物，通过图像采集模块1可以对障碍物进行形状轮廓高度进行实时监测；
(3)检测模块17将图像采集模块1和雷达模块2监测的信号实时输送到测距模块18，根据障碍物大小以及汽车底盘高度进行计算，而且障碍物的图像可以通过显示模块16进行显示；
(4)当处理中心模块15内部的信号接收单元26接收计算结果信号时，可以通过驱动单元19将信号输送到操作单元20，操作单元20可以同时向档位信号转换单元21、油门信号转换单元22、刹车信号转换单元23、转向信号转换单元24发出相应信号，并且通过档位信号转换单元21、油门信号转换单元22、刹车信号转换单元23和转向信号转换单元24转换信号后进行控制档位模块10、油门模块11、刹车模块12和转向模块13进行操作控制汽车进行自动避障；
(5)当障碍物较小且高度远低于汽车底盘时，通过控制模块14内部的操作单元20进行操作，只需要细调方向使汽车穿过障碍物，而且通过上传单元8可以将当前路线上障碍物实时上传到互联网；
(6)当路线前面出现突发情况封堵时，通过GPS模块3和通讯模块4可以及时进行更换正确路线，而且通过导航模块7可以及时将其他车辆上传的障碍物信息进行下载，便于进行提前调整到正确行驶路线，避免进行临时避障。
本申请的有益之处在于：
1.本申请操作简单，通过雷达模块、图像采集模块、测距模块和检测模块可以进行实时监测路线上障碍，而且可以多种监测方式配合可以对障碍检测，可以做出相对的操作，可以提高自动驾驶的安全性；
2.本申请通过GPS模块、通讯模块、路线控制模块、传输单元、导航模块、上传单元和互联网模块可以进行自动驾驶汽车，便于在根据导航以及道路实施情况规划出正确的路线，而且可以将路线实时上传到互联网；
3、本申请通过控制模块、驱动单元、操作单元、档位信号转换单元、油门信号转换单元、刹车信号转换单元、转向信号转换单元可以进行实时控制档位模块、油门模块、刹车模块和转向模块进行自动驾驶避障，而且处理中心模块、信号接收单元、处理单元和信号传输单元可以及时控制汽车进行避障。
涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本申请保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。
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)
1.一种开放式自动驾驶避障控制系统，其特征在于：包括处理中心模块(15)、检测机构、路线机构和控制机构；
所述检测机构包括检测模块(17)、雷达模块(2)、图像采集模块(1)和测距模块(18)，所述检测模块(17)一侧连接处理中心模块(15)，所述检测模块(17)另一侧分别连接雷达模块(2)、图像采集模块(1)和测距模块(18)，所述检测模块(17)与显示模块(16)连接，所述显示模块(16)一侧与处理中心模块(15)连接，所述处理中心模块(15)内部设有处理单元(27)，所述处理单元(27)两侧分别连接信号接收单元(26)和信号传输单元(25)。
2.根据权利要求1所述的一种开放式自动驾驶避障控制系统，其特征在于：所述路线机构包括路线控制模块(5)和导航模块(7)，所述导航模块(7)一侧连接路线控制模块(5)，所述路线控制模块(5)分别连接GPS模块(3)和通讯模块(4)，所述导航模块(7)内部设有传输单元(6)和上传单元(8)，所述导航模块(7)一侧连接互联网模块(9)。
3.根据权利要求1所述的一种开放式自动驾驶避障控制系统，其特征在于：所述控制机构包括控制模块(14)和操作单元(20)，所述处理中心模块(15)一侧连接控制模块(14)，所述控制模块(14)内部设有驱动单元(19)和操作单元(20)，所述驱动单元(19)与操作单元(20)相连接，所述操作单元(20)分别连接档位信号转换单元(21)、油门信号转换单元(22)、刹车信号转换单元(23)和转向信号转换单元(24)。
4.根据权利要求3所述的一种开放式自动驾驶避障控制系统，其特征在于：所述档位信号转换单元(21)与档位模块(10)相连接，所述油门信号转换单元(22)与油门模块(11)相连接，所述刹车信号转换单元(23)与刹车模块(12)相连接，所述转向信号转换单元(24)外接转向模块(13)。
5.根据权利要求1所述的一种开放式自动驾驶避障控制系统，其特征在于：所述图像采集模块(1)采用多个摄像头构成，且摄像头位于汽车前端上方。
6.根据权利要求1所述的一种开放式自动驾驶避障控制系统，其特征在于：所述雷达模块(2)采用多个激光雷达组合构成，激光雷达位于汽车车头底端。
7.根据权利要求1所述的一种开放式自动驾驶避障控制系统，其特征在于：所述显示模块(16)采用显示屏构成，且显示屏安装在汽车内部。
8.根据权利要求2所述的一种开放式自动驾驶避障控制系统，其特征在于：所述GPS模块(3)为GPS导航设备构成，所述导航模块(7)与通过网络连接互联网模块(9)。
9.根据权利要求3所述的一种开放式自动驾驶避障控制系统，其特征在于：所述驱动单元(19)与信号传输单元(25)连接，所述信号接收单元(26)与检测模块(17)和传输单元(6)连接。
10.根据权利要求1-9所述的一种开放式自动驾驶避障控制系统得出一种开放式自动驾驶避障控制系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法如下：
(1)通过GPS模块(3)可以根据起点和终点规划出合理路线，而且通过路线控制模块(5)可以将路线情况输送到导航模块(7)，导航模块(7)可以将路线情况输送到处理中心模块(15)，便于根据路线进行自动驾驶；
(4)对汽车前方障碍物进行检测，通过图像采集模块(1)可以实时监测行驶路线障碍物，通过图像采集模块(1)可以对障碍物进行形状轮廓高度进行实时监测；
(5)检测模块(17)将图像采集模块(1)和雷达模块(2)监测的信号实时输送到测距模块(18)，根据障碍物大小以及汽车底盘高度进行计算，而且障碍物的图像可以通过显示模块(16)进行显示；
(4)当处理中心模块(15)内部的信号接收单元(26)接收计算结果信号时，可以通过驱动单元(19)将信号输送到操作单元(20)，操作单元(20)可以同时向档位信号转换单元(21)、油门信号转换单元(22)、刹车信号转换单元(23)、转向信号转换单元(24)发出相应信号，并且通过档位信号转换单元(21)、油门信号转换单元(22)、刹车信号转换单元(23)和转向信号转换单元(24)转换信号后进行控制档位模块(10)、油门模块(11)、刹车模块(12)和转向模块(13)进行操作控制汽车进行自动避障；
(5)当障碍物较小且高度远低于汽车底盘时，通过控制模块(14)内部的操作单元(20)进行操作，只需要细调方向使汽车穿过障碍物，而且通过上传单元(8)可以将当前路线上障碍物实时上传到互联网；
(6)当路线前面出现突发情况封堵时，通过GPS模块(3)和通讯模块(4)可以及时进行更换正确路线，而且通过导航模块(7)可以及时将其他车辆上传的障碍物信息进行下载，便于进行提前调整到正确行驶路线，避免进行临时避障。
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