CN113830106A - 一种基于高精度六轴自动驾驶的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于高精度六轴自动驾驶的实现方法，包括前视模块、自动驾驶控制模块、高精度六轴模块和电源模块。通过设置的前视模块采集摄像头数据并通过前视模块中的CAN收发器接入系统CAN总线，通过CAN总线网络传给自动驾驶控制模块，高精度六轴模块通过内部的高精度六轴输出车辆当前三轴倾斜数据以及三轴加速度数据给到自动驾驶控制模块，自动驾驶控制模块通过模块内部的CAN收发器计入系统CAN总线，获取到前视模块的摄像头数据以及通过IIC获取到车辆当前的三轴倾斜数据以及三轴加速度数据等计算得出控制结果，将控制指令通过系统CAN总线发送给汽车各个控车执行模块，从而实现自动驾驶控制，不需要司机进行接管操作，降低危险事件的发生。
Description
技术领域
本发明属于自动驾驶技术领域，具体涉及一种基于高精度六轴自动驾驶的实现方法。
背景技术
CAN总线是ISO国际标准化的串行通信协议。在汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低功耗、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN通信协议。此后，CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化，在欧洲已是汽车网络的标准协议，CAN的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持，随着用户对车辆的要求越来越高，自动驾驶车辆应运而生。目前自动驾驶车辆为实现无人驾驶一般配置摄像头等器件，以实现对车道线和标识符的感知，以达到实现自动驾驶的目的。
现有的方案对于无车道线路段的处理方法，一般采用跟车等方法进行自动驾驶，但如果作为第一辆车，就会导致需要司机进行接管操作，有很大可能会导致危险事件的发生，采用无车道线跟车的方法进行自动驾驶，在某些情况下(如自动驾驶车辆作为首辆车时)会需要司机接管，既危险，又会给司机带来不好的体验。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于高精度六轴自动驾驶的实现方法，解决了现有的方案对于无车道线路段的处理方法，一般采用跟车等方法进行自动驾驶，但如果作为第一辆车，就会导致需要司机进行接管操作，有很大可能会导致危险事件的发生，采用无车道线跟车的方法进行自动驾驶，在某些情况下(如自动驾驶车辆作为首辆车时)会需要司机接管，既危险，又会给司机带来不好的体验的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于高精度六轴自动驾驶的实现方法，包括以下步骤：
S1：开启电源模块向前视模块、自动驾驶控制模块和高精度六轴模块进行供电。
S2：通过前视模块采集摄像头数据并通过前视模块中的CAN收发器接入系统CAN总线，通过CAN总线网络传给自动驾驶控制模块。
S3：高精度六轴模块通过内部的高精度六轴输出车辆当前三轴倾斜数据以及三轴加速度数据给到自动驾驶控制模块。
S4：自动驾驶控制模块通过模块内部的CAN收发器计入系统CAN总线，获取到前视模块的摄像头数据以及通过高精度六轴模块获取到车辆当前的三轴倾斜数据以及三轴加速度数据等计算得出控制结果，将控制指令通过系统CAN总线发送给汽车各个控车执行模块，从而实现自动驾驶控制。
优选的，所述前视模块通过CAN总线与自动驾驶模块双向连接。
优选的，所述CAN总线与外界控车模块双向连接。
优选的，所述电源模块分别与前视模块、自动驾驶控制模块和高精度六轴模块电性连接。
优选的，所述自动驾驶控制模块与高精度六轴模块之间双向连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过设置的前视模块采集摄像头数据并通过前视模块中的CAN收发器接入系统CAN总线，通过CAN总线网络传给自动驾驶控制模块，高精度六轴模块通过内部的高精度六轴输出车辆当前三轴倾斜数据以及三轴加速度数据给到自动驾驶控制模块，自动驾驶控制模块通过模块内部的CAN收发器计入系统CAN总线，获取到前视模块的摄像头数据以及通过IIC获取到车辆当前的三轴倾斜数据以及三轴加速度数据等计算得出控制结果，将控制指令通过系统CAN总线发送给汽车各个控车执行模块，从而实现自动驾驶控制，相较于车载以太网作为数据通信的方案，使用CAN总线进行数据通信，成本更低，对于车辆而言变动更小，可直接接入到车身CAN进行控制通信，不需要司机进行接管操作，降低危险事件的发生，不会给司机带来不好的体验。
附图说明
图1为本发明的流程框图示意图；
图2为本发明的实例演示示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方案中的附图，对本发明实施方案中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方案仅仅是本发明一部分实施方案，而不是全部的实施方案。基于本发明中的实施方案，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方案，都属于本发明保护的范围。
如图1-图2所示，一种基于高精度六轴自动驾驶的实现方法，包括以下步骤：
S1：开启电源模块向前视模块、自动驾驶控制模块和高精度六轴模块进行供电，电源模块分别与前视模块、自动驾驶控制模块和高精度六轴模块电性连接。
S2：通过前视模块采集摄像头数据并通过前视模块中的CAN收发器接入系统CAN总线，通过CAN总线网络传给自动驾驶控制模块，前视模块通过CAN总线与自动驾驶模块双向连接，使用CAN总线进行数据通信，成本更低，对于车辆而言变动更小，可直接接入到车身CAN进行控制通信。
S3：高精度六轴模块通过内部的高精度六轴输出车辆当前三轴倾斜数据以及三轴加速度数据给到自动驾驶控制模块，高精度六轴模块的加速度传感器相当于一个重锤在中间的弹簧系统，四面八方有弹簧撑着它当加速度产生变化时，不同的弹簧受到不同的压缩，从而侦测出不同方向的力以及加速度，从而获取到车辆当前的三轴加速度数据，倾斜数据主要是基于角动量守恒，陀螺仪具有定轴性，当陀螺开始旋转，那么转子轴的指向不发生变化，如果安装陀螺仪物体的轴向发生了变化，会与陀螺指向产生夹角，从而获取到车辆当前的三轴倾斜数据，自动驾驶控制模块与高精度六轴模块之间双向连接。
S4：自动驾驶控制模块通过模块内部的CAN收发器计入系统CAN总线，获取到前视模块的摄像头数据以及通过高精度六轴模块获取到车辆当前的三轴倾斜数据以及三轴加速度数据等计算得出控制结果，CAN总线与外界控车模块双向连接，将控制指令通过系统CAN总线发送给汽车各个控车执行模块，自动驾驶控制模块即DCU，通过获取摄像头的数据，得到汽车当前道路数据，通过车身CAN总线获取到汽车当前的行驶状态数据(车速等信息)，以及通过IIC接到高精度六轴模块获取到汽车当前的倾斜数据及加速度数据。融合这些数据并依据无车道线行驶模型即可计算出当前需要控制的方向盘转角和速度等数据，再通过车载以太网传输给到车身控制单元，完成无车道线行驶控制，从而实现自动驾驶控制。
本发明的工作原理及使用流程：首先开启电源模块向前视模块、自动驾驶控制模块和高精度六轴模块进行供电，然后通过前视模块采集摄像头数据并通过前视模块中的CAN收发器接入系统CAN总线，通过CAN总线网络传给自动驾驶控制模块，之后高精度六轴模块通过内部的高精度六轴输出车辆当前三轴倾斜数据以及三轴加速度数据给到自动驾驶控制模块，最终自动驾驶控制模块通过模块内部的CAN收发器计入系统CAN总线，获取到前视模块的摄像头数据以及通过高精度六轴模块获取到车辆当前的三轴倾斜数据以及三轴加速度数据等计算得出控制结果，将控制指令通过系统CAN总线发送给汽车各个控车执行模块，从而实现自动驾驶控制，使用CAN总线进行数据通信，成本更低，对于车辆而言变动更小，可直接接入到车身CAN进行控制通信，不需要司机进行接管操作，降低危险事件的发生，不会给司机带来不好的体验，具体实际操作如图2所示，当车辆处于CAR1位置时，通过前视摄像头检测到左转标标识，前视摄像头将即将左转的信息通过车载CAN总线传输给到自动驾驶域控制器，且通过前视摄像头检测到目标位置的距离，并传输给到自动驾驶域控制器，直行线和目标线之间的夹角我们定义为α，当到达CAR2位置时，α的初始值接近45°，根据初始位置规划一条以变道前后车道线延长线交点为圆心的一段弧线为目标轨迹，高精度六轴传感器的车辆运动高精度六轴信息给到自动驾驶域控制器，并由自动驾驶域控制器对车辆行进方向按照目标轨迹进行调整，使α在行进过程中，逐渐趋近于0°，从而实现无车道线下的自动驾驶。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方案，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方案进行多种变化、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 (5)
1.一种基于高精度六轴自动驾驶的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：开启电源模块向前视模块、自动驾驶控制模块和高精度六轴模块进行供电；
S2：通过前视模块采集摄像头数据并通过前视模块中的CAN收发器接入系统CAN总线，通过CAN总线网络传给自动驾驶控制模块；
S3：高精度六轴模块通过内部的高精度六轴输出车辆当前三轴倾斜数据以及三轴加速度数据给到自动驾驶控制模块；
S4：自动驾驶控制模块通过模块内部的CAN收发器计入系统CAN总线，获取到前视模块的摄像头数据以及通过高精度六轴模块获取到车辆当前的三轴倾斜数据以及三轴加速度数据等计算得出控制结果，将控制指令通过系统CAN总线发送给汽车各个控车执行模块，从而实现自动驾驶控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于高精度六轴自动驾驶的实现方法，其特征在于：所述前视模块通过CAN总线与自动驾驶模块双向连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于高精度六轴自动驾驶的实现方法，其特征在于：所述CAN总线与外界控车模块双向连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于高精度六轴自动驾驶的实现方法，其特征在于：所述电源模块分别与前视模块、自动驾驶控制模块和高精度六轴模块电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于高精度六轴自动驾驶的实现方法，其特征在于：所述自动驾驶控制模块与高精度六轴模块之间双向连接。
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