CN113954862B - 基于智能网联车辆的多模式控制系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于智能网联车辆的多模式控制系统及方法，属于车辆自动驾驶控制技术领域，该系统在原车的人工驾驶输入模块、原车整车控制模块和执行模块，的基础上新增了上位机、自动驾驶控制模块和驾驶模式切换模块。只需修改车辆油门及档位部分的线束即可实现自动驾驶功能，不需要修改原车控制协议，有效解决了现有技术在智能网联车辆的驾驶模式修改过程中工作量巨大，不具备广泛适用性的问题。

Description

基于智能网联车辆的多模式控制系统及其方法

技术领域

本发明涉及车辆自动驾驶控制技术领域，特别是涉及一种基于智能网联车辆的多模式控制系统及其方法。

背景技术

在智能网联车辆的研究过程中，一般是在现有普通车辆的基础上进行结构、功能开发，使其具备一定的自动驾驶功能。对于现有的汽车，若使其具备一定的自动驾驶功能，通常采用的方法是由自动驾驶控制器替换原车整车控制器，实现由自动驾驶控制器控制相应的电机动作从而实现自动驾驶功能。然而，在车辆生产过程中，原车整车控制器与车辆内部的电控协议是相互匹配的，车辆内部通讯协议属于商业秘密不会对外公开。因此，在更换原车整车控制器后需要更换相应的内部协议。由自动驾驶控制器替换原车整车控制器的系统在调整过程中耗费的时间和精力比较多，由于行业内不同的车型所采用的协议也是不尽相同，此种方法在车辆驾驶模式的修改过程中，对不同的车型需要重复修改程序和协议，同时需要考虑不同的情况，整个修改过程工作量巨大。因此，现有的车辆完全替换控制系统不存在广泛的适用性。亟需一种全新的车辆多模式控制系统及其方法来克服上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于智能网联车辆的多模式控制系统及其方法。用以解决现有技术在智能网联车辆的驾驶模式修改过程中工作量巨大，不具备广泛适用性的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于智能网联车辆的多模式控制系统，包括人工驾驶输入模块、原车整车控制模块和执行模还包括上位机、自动驾驶控制模块和驾驶模式切换模块；

其中，上位机的信号输出端连接自动驾驶控制模块的信号输入端；上位机用于发出车辆自动驾驶控制信号；

自动驾驶控制模块的信号输出端连接驾驶模式切换模块；自动驾驶控制模块用于识别并转化所述自动驾驶控制信号；

驾驶模式切换模块连接原车整车控制模块的信号输入端；驾驶模式切换模块用于切换连接自动驾驶控制信号传递线路，传输自动驾驶控制模块转化后的自动驾驶控制信号；

原车整车控制模块的信号输出端连接执行模块；原车整车控制模块用于接收、处理所述转化后的自动驾驶控制信号，得到整车驱动控制信号；执行模块用于根据所述整车驱动控制信号控制车辆运动，实现自动驾驶功能；

所述人工驾驶输入模块的信号输出端连接所述驾驶模式切换模块；所述人工驾驶输入模块用于发出人工驾驶控制信号；

驾驶模式切换模块连接原车整车控制模块的信号输入端；驾驶模式切换模块还用于切换连接人工驾驶控制信号传递线路，传输人工驾驶控制信号；

原车整车控制模块的信号输出端连接执行模块；原车整车控制模块还用于接收、处理所述人工驾驶控制信号，得到整车驱动控制信号；执行模块用于根据所述整车驱动控制信号控制车辆运动，实现人工驾驶功能。

可选的，驾驶模式切换模块包括继电器开关、模式切换按钮和单片机；

其中，模式切换按钮的信号输出端与单片机的信号输入端连接；所述模式切换按钮用于产生驾驶模式切换信号；

其中，单片机的信号输出端与继电器开关的信号输入端连接；所述单片机用于根据所述驾驶模式切换信号控制所述继电器开关分别连通人工驾驶控制信号传递线路或自动驾驶控制信号传递线路。

可选的，模式切换按钮包括压力传感器；驾驶模式切换信号包括压力持续时间信号、压力大小信号或压力次数信号。

可选的，上位机包括环境感知模块和分析决策模块；

其中，环境感知模块连接所述分析决策模块；所述环境感知模块用于感知环境数据；所述分析决策模块用于根据所述环境数据获取车辆自动驾驶控制信号。

可选的，人工驾驶输入模块包括机械结构的档位杆以及油门踏板；执行模块包括电子节气门系统模式的档位控制执行单元以及电子节气门系统模式的油门控制执行单元。

可选的，自动驾驶控制模块与驾驶模式切换模块共用同一单片机。

可选的，自动驾驶控制模块包括PM-VCU自动驾驶控制器，驾驶模式切换模块包括两路继电器；自动驾驶控制模块的信号输出端连接所述驾驶模式切换模块，包括：

所述PM-VCU自动驾驶控制器的GND接口连接所述两路继电器的GND接口；

所述PM-VCU自动驾驶控制器的DAC0接口连接所述两路继电器的NO1接口；

所述PM-VCU自动驾驶控制器的DAC1接口连接所述两路继电器的NO2接口；

所述PM-VCU自动驾驶控制器的AI0接口连接所述两路继电器的NC1接口；

所述PM-VCU自动驾驶控制器的AI1接口连接所述两路继电器的NC2接口。

可选的，自动驾驶控制模块包括PM-VCU自动驾驶控制器，驾驶模式切换模块包括四路宏发继电器；自动驾驶控制模块的信号输出端连接所述驾驶模式切换模块，包括：

所述PM-VCU自动驾驶控制器的GND接口连接所述四路宏发继电器的GND接口；

所述PM-VCU自动驾驶控制器的DI0接口连接所述四路宏发继电器的NC1接口；

所述PM-VCU自动驾驶控制器的DI1接口连接所述四路宏发继电器的NC2接口；

所述PM-VCU自动驾驶控制器的DI2接口连接所述四路宏发继电器的NC3接口；

所述PM-VCU自动驾驶控制器的DI3接口连接所述四路宏发继电器的NC4接口。

可选的，人工驾驶输入模块包括油门踏板，驾驶模式切换模块包括两路继电器；人工驾驶输入模块的信号输出端连接所述驾驶模式切换模块，包括：

所述油门踏板的插头端的三线分别连接两路继电器的GND接口、NC1接口以及NC2接口。

本发明还提供一种基于智能网联车辆的多模式控制方法，包括：

获取智能网联车辆的驾驶模式启动信号，并判断所述驾驶模式启动信号是否为自动驾驶模式或人工驾驶模式；

当所述驾驶模式启动信号为自动驾驶模式时：

根据环境数据获取自动驾驶控制信号；

对所述自动驾驶控制信号进行转化；

根据转化后的自动驾驶控制信号得到整车驱动控制信号；

根据整车驱动控制信号驱动智能网联车辆运动；

当所述驾驶模式启动信号为人工驾驶模式时：

获取人工驾驶控制信号；

根据所述人工驾驶控制信号得到所述整车驱动控制信号；

根据所述整车驱动控制信号驱动智能网联车辆运动。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明公开的基于智能网联车辆的多模式控制系统及其方法不再直接用自动驾驶控制器替换原车整车控制器，而是在原车整车控制器的基础上增设自动驾驶控制器。相较于传统方法而言，本发明公开的方法可以在现有人工驾驶车辆的基础上进行简单调整即可将车辆改装为具备自动驾驶模式的车辆。同现有技术相比，本发明所调整的车辆线路极少，只需要改装油门及档位杆部分的线束即可，不需要修改车辆自身的内部协议，极大的减少了工作量，使得本发明的基于智能网联车辆多模式控制系统的方法具备普适性。

且由于本发明不需要更换原车整车控制器，能够采用原车控制协议进行车辆控制，时行车安全更有保障。在原车模式下完全由原车的机械结构及控制策略控制车辆，提高了自动驾驶日常测试的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于智能网联车辆的多模式控制系统结构关系示意图；

图2为本发明基于智能网联车辆的多模式控制系统驾驶模式切换模块电路接线示意图；

图3为本发明基于智能网联车辆的多模式控制系统油门信号电路接线示意图；

图4为本发明基于智能网联车辆的多模式控制系统档位信号电路接线示意图。

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的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。

本发明的目的是提供一种基于智能网联车辆的多模式控制系统及其方法。传统智能网联车辆要添加自动驾驶功能，一般都是用自动驾驶控制器替换原车整车控制器。这一方法存在的弊端在于原车整车控制器的内部协议是商业机密，不对外公开。因此，每替换一个原车整车控制器就需要修改相应的程序和协议，工作量巨大，不存在广泛的适用性。为此，本发明提供一种基于智能网联车辆的多模式控制系统，该系统不再是用自动驾驶控制器替换原车整车控制器，而是在原车整车控制器的基础上新增自动驾驶控制，以便智能网联车辆能够实现一定的自动驾驶功能。同时用以解决现有技术在智能网联车辆的驾驶模式修改过程中工作量巨大，不具备广泛适用性的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种基于智能网联车辆的多模式控制系统，包括人工驾驶输入模块、原车整车控制模块和执行模块，还包括上位机、自动驾驶控制模块和驾驶模式切换模块。

其中，上位机的信号输出端连接自动驾驶控制模块的信号输入端；所述上位机用于发出车辆自动驾驶控制信号。

自动驾驶控制模块的信号输出端连接驾驶模式切换模块；所述自动驾驶控制模块用于识别并转化所述自动驾驶控制信号；

驾驶模式切换模块连接原车整车控制模块的信号输入端；所述驾驶模式切换模块用于切换连接自动驾驶控制信号传递线路，传输自动驾驶控制模块转化后的自动驾驶控制信号；

原车整车控制模块的信号输出端连接执行模块；所述原车整车控制模块用于接收、处理所述转化后的自动驾驶控制信号，得到整车驱动控制信号；所述执行模块用于根据所述整车驱动控制信号控制车辆运动，实现自动驾驶功能；

人工驾驶输入模块的信号输出端连接驾驶模式切换模块；所述人工驾驶输入模块用于发出人工驾驶控制信号；

驾驶模式切换模块连接原车整车控制模块的信号输入端；所述驾驶模式切换模块还用于切换连接人工驾驶控制信号传递线路，传输人工驾驶控制信号；

原车整车控制模块的信号输出端连接执行模块；所述原车整车控制模块还用于接收、处理所述人工驾驶控制信号，得到整车驱动控制信号；所述执行模块用于根据所述整车驱动控制信号控制车辆运动，实现人工驾驶功能。

具体的，上位机包括环境感知模块和分析决策模块；其中环境感知模块连接分析决策模块；环境感知模块用于感知环境数据，在具体实施时，上位机可通过车载雷达、摄像头等设备感知环境数据；分析决策模块用于根据所述环境数据获取车辆自动驾驶控制信号。具体实施时，可通过训练好的网络模型处理环境数据，得到油门开度控制数据。油门开度直接控制节气门开度，节气门开度越大，发动机进气量也就越大，动力越强，行驶速度越快。

具体的，驾驶模式切换模块包括继电器开关、模式切换按钮和单片机；

模式切换按钮的信号输出端与所述单片机的信号输入端连接；模式切换按钮用于产生驾驶模式切换信号；单片机的信号输出端与继电器开关的信号输入端连接；单片机用于根据所述驾驶模式切换信号控制所述继电器开关分别连通人工驾驶控制信号传递线路或自动驾驶控制信号传递线路。如图2所示，可利用压力传感器作为模式切换按钮，此时，驾驶模式切换信号包括压力持续时间信号、压力大小信号或压力次数信号。例如，当驾驶模式切换信号为压力持续时间信号时，可以设置第一压力持续时间阈值为1s，第二压力持续时间阈值为3s，当单片机检测到1s～3s时间段的压力信号时，控制继电器开关连通人工驾驶控制信号传递线路，当单片机检测到大于3s时间段的压力信号时，控制继电器开关连通自动驾驶控制信号传递线路。需要特别说明的是，压力传感器只是本发明一种优选的实施方式，本领域技术人员还可以利用声控或光控的方式替换压力传感器，本实施例对此不做具体限定。此外，PM-VCU为自动驾驶控制器，自动驾驶控制模块与驾驶模式切换模块共用同一单片机。其中PM-VCU为自动驾驶控制器的DI6接口与POLS3接口分别连接模式切换按钮的NO接口以及NC接口。

具体的，人工驾驶输入模块包括机械结构的档位杆以及油门踏板；执行模块包括电子节气门系统模式的档位控制执行单元以及电子节气门系统模式的油门控制执行单元。图3为本发明基于智能网联车辆的多模式控制系统油门信号电路接线示意图，由图3可以看出，自动驾驶控制模块为PM-VCU自动驾驶控制器，驾驶模式切换模块包括两路继电器，其中自动驾驶控制模块的信号输出端连接所述驾驶模式切换模块的具体线路连接关系为：PM-VCU自动驾驶控制器的GND接口连接两路继电器的GND接口；PM-VCU自动驾驶控制器的DAC0接口连接两路继电器的NO1接口；PM-VCU自动驾驶控制器的DAC1接口连接两路继电器的NO2接口；PM-VCU自动驾驶控制器的AI0接口连接两路继电器的NC1接口；PM-VCU自动驾驶控制器的AI1接口连接两路继电器的NC2接口。

其他的线路连接还包括油门踏板的插头端的三线分别连接两路继电器的GND接口、NC1接口以及NC2接口。本实施方式为通过控制两路继电器各个接口的通断来分别实现智能网联车辆的自动驾驶功能以及人工驾驶功能。

如图4所示，在本实施方式中，自动驾驶控制模块为PM-VCU自动驾驶控制器，驾驶模式切换模块包括四路宏发继电器；其中自动驾驶控制模块的信号输出端连接驾驶模式切换模块的具体线路连接关系为：PM-VCU自动驾驶控制器的GND接口连接四路宏发继电器的GND接口；PM-VCU自动驾驶控制器的DI0接口连接四路宏发继电器的NC1接口；PM-VCU自动驾驶控制器的DI1接口连接四路宏发继电器的NC2接口；PM-VCU自动驾驶控制器的DI2接口连接四路宏发继电器的NC3接口；PM-VCU自动驾驶控制器的DI3接口连接四路宏发继电器的NC4接口。旋转档位插头与四路宏发继电器的线路连接关系如图4所示，此处不再详细表述。在本实施方式中，单片机通过控制四路宏发继电器分别实现人工驾驶功能以及自动驾驶功能。需要特别指明，通过两路继电器以及四路宏发继电器人工驾驶控制信号传递线路或自动驾驶控制信号传递线路，只是本发明提供的两种优选的实施方式，本领域技术人员可根据实际需要选择其他型号的继电器。

由图3和图4可以看出，本发明提供的基于智能网联车辆的多模式控制系统与现有技术相比，所调整的车辆线路极少，只需要改动油门及档位部分的线束即可，不需要修改车辆自身的内部协议，极大的减少了减少了工作量，使得本发明的提供的基于智能网联车辆多模式控制系统具备普适性。同时由于该系统可以采用原车控制协议进行车辆控制，使得行车安全更有保障。

实施例2

本实施例提供一种应用于实施例1公开的基于智能网联车辆的多模式控制系统的方法，该方法包括：

获取智能网联车辆的驾驶模式启动信号，并判断所述驾驶模式启动信号是否为自动驾驶模式或人工驾驶模式；

当所述驾驶模式启动信号为自动驾驶模式时：

根据环境数据获取自动驾驶控制信号；

对所述自动驾驶控制信号进行转化；

根据转化后的自动驾驶控制信号得到整车驱动控制信号；

根据整车驱动控制信号驱动智能网联车辆运动；

当所述驾驶模式启动信号为人工驾驶模式时：

获取人工驾驶控制信号；

根据所述人工驾驶控制信号得到所述整车驱动控制信号；

根据所述整车驱动控制信号驱动智能网联车辆运动。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种基于智能网联车辆的多模式控制系统，包括人工驾驶输入模块、原车整车控制模块和执行模块，其特征在于：还包括上位机、自动驾驶控制模块和驾驶模式切换模块；

所述上位机的信号输出端连接所述自动驾驶控制模块的信号输入端；所述上位机用于发出车辆自动驾驶控制信号；

所述自动驾驶控制模块的信号输出端连接所述驾驶模式切换模块；所述自动驾驶控制模块用于识别并转化所述自动驾驶控制信号；

所述驾驶模式切换模块连接所述原车整车控制模块的信号输入端；所述驾驶模式切换模块用于切换连接自动驾驶控制信号传递线路，传输自动驾驶控制模块转化后的自动驾驶控制信号；

所述原车整车控制模块的信号输出端连接所述执行模块；所述原车整车控制模块用于接收、处理所述转化后的自动驾驶控制信号，得到整车驱动控制信号；所述执行模块用于根据所述整车驱动控制信号控制车辆运动，实现自动驾驶功能；

所述人工驾驶输入模块的信号输出端连接所述驾驶模式切换模块；所述人工驾驶输入模块用于发出人工驾驶控制信号；

所述驾驶模式切换模块连接所述原车整车控制模块的信号输入端；所述驾驶模式切换模块还用于切换连接人工驾驶控制信号传递线路，传输人工驾驶控制信号；

所述原车整车控制模块的信号输出端连接所述执行模块；所述原车整车控制模块还用于接收、处理所述人工驾驶控制信号，得到整车驱动控制信号；所述执行模块用于根据所述整车驱动控制信号控制车辆运动，实现人工驾驶功能；

所述驾驶模式切换模块包括继电器开关、模式切换按钮和单片机；

所述模式切换按钮的信号输出端与所述单片机的信号输入端连接；所述模式切换按钮用于产生驾驶模式切换信号；

所述单片机的信号输出端与所述继电器开关的信号输入端连接；所述单片机用于根据所述驾驶模式切换信号控制所述继电器开关分别连通人工驾驶控制信号传递线路或自动驾驶控制信号传递线路；

所述驾驶模式切换模块包括：模式切换按钮；

所述模式切换按钮包括压力传感器；

所述驾驶模式切换信号包括压力持续时间信号、压力大小信号或压力次数信号；

所述自动驾驶控制模块包括PM-VCU自动驾驶控制器，所述驾驶模式切换模块包括两路继电器；所述自动驾驶控制模块的信号输出端连接所述驾驶模式切换模块，包括：

所述PM-VCU自动驾驶控制器的GND接口连接所述两路继电器的GND接口；所述PM-VCU自动驾驶控制器的DAC0接口连接所述两路继电器的NO1接口；所述PM-VCU自动驾驶控制器的DAC1接口连接所述两路继电器的NO2接口；所述PM-VCU自动驾驶控制器的AI0接口连接所述两路继电器的NC1接口；所述PM-VCU自动驾驶控制器的AI1接口连接所述两路继电器的NC2接口；通过控制两路继电器各个接口的通断来分别实现智能网联车辆的自动驾驶功能以及人工驾驶功能；

所述驾驶模式切换模块包括四路宏发继电器；所述自动驾驶控制模块的信号输出端连接所述驾驶模式切换模块，包括：

所述PM-VCU自动驾驶控制器的GND接口连接所述四路宏发继电器的GND接口；所述PM-VCU自动驾驶控制器的DI0接口连接所述四路宏发继电器的NC1接口；所述PM-VCU自动驾驶控制器的DI1接口连接所述四路宏发继电器的NC2接口；所述PM-VCU自动驾驶控制器的DI2接口连接所述四路宏发继电器的NC3接口；所述PM-VCU自动驾驶控制器的DI3接口连接所述四路宏发继电器的NC4接口；通过控制四路宏发继电器分别实现人工驾驶功能以及自动驾驶功能；

所述人工驾驶输入模块包括油门踏板，所述驾驶模式切换模块包括两路继电器；所述人工驾驶输入模块的信号输出端连接所述驾驶模式切换模块，包括：

所述油门踏板的插头端的三线分别连接两路继电器的GND接口、NC1接口以及NC2接口。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能网联车辆的多模式控制系统，其特征在于：所述上位机包括环境感知模块和分析决策模块；

所述环境感知模块连接所述分析决策模块；所述环境感知模块用于感知环境数据；所述分析决策模块用于根据所述环境数据获取车辆自动驾驶控制信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于智能网联车辆的多模式控制系统，其特征在于：

所述人工驾驶输入模块包括机械结构的档位杆以及油门踏板；

所述执行模块包括电子节气门系统模式的档位控制执行单元以及电子节气门系统模式的油门控制执行单元。

4.根据权利要求1所述的一种基于智能网联车辆的多模式控制系统，其特征在于：所述自动驾驶控制模块与所述驾驶模式切换模块共用同一单片机。

5.根据权利要求1所述的基于智能网联车辆的多模式控制系统的一种基于智能网联车辆的多模式控制方法，其特征在于：

获取智能网联车辆的驾驶模式启动信号，并判断所述驾驶模式启动信号是否为自动驾驶模式或人工驾驶模式；

当所述驾驶模式启动信号为自动驾驶模式时：

根据环境数据获取自动驾驶控制信号；

对所述自动驾驶控制信号进行转化；

根据转化后的自动驾驶控制信号得到整车驱动控制信号；

根据整车驱动控制信号驱动智能网联车辆运动；

当所述驾驶模式启动信号为人工驾驶模式时：

获取人工驾驶控制信号；

根据所述人工驾驶控制信号得到所述整车驱动控制信号；

根据所述整车驱动控制信号驱动智能网联车辆运动。