CN114355880A - 无人车控制系统、无人车和无人车控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人车控制系统、无人车和无人车控制方法。无人车控制系统包括：自动驾驶控制单元；第一感知组件，配置为获取无人车的第一环境信息；底盘控制单元，与自动驾驶控制单元电连接；第二感知组件，配置为获取无人车的第二环境信息；其中，自动驾驶控制单元根据第一环境信息生成无人车的第一运行指令，底盘控制单元根据第一运行指令、第二环境信息以及多个执行系统的反馈信息生成第二运行指令，整车控制器以及多个执行系统根据第二运行指令运行。通过本发明的技术方案，通过自动驾驶控制单元和底盘控制单元的双中心控制模式，经过二次确认形成无人车的最终运行方案，安全性、准确性大幅提高，控制过程更加高效。

Description

无人车控制系统、无人车和无人车控制方法

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种无人车控制系统、一种无人车和一种无人车控制方法。

背景技术

随着物流技术的发展和进步，自动驾驶车辆逐渐被应用在物流环节，特别是无人驾驶集装箱卡车(简称无人集卡)，近些年在港口物流环节得到了广泛的应用和推广。现有技术中提供了一些针对无人集卡的控制系统，通过感知模块获取无人集卡的位置信息等，并通过中央控制单元对感知模块所获取的信息进行分析，进而对车辆的运行进行相应的控制，实现无人集卡的自动驾驶功能。然而，由于无人集卡的自动驾驶控制是一个精细化程度较高的过程，现有技术中的控制系统的整体系统结构相对单一，若系统中任何一个环节的数据不够准确或存在较大偏差，则会对最终对无人集卡的自动驾驶产生较大的影响，控制系统存在安全性、准确性不足的问题，可能影响整个港口的物流作业效率。

发明内容

有鉴于此，为解决上述技术问题，本发明提供了一种无人车控制系统、一种无人车和一种无人车控制方法。

本发明提供一种无人车控制系统，包括：自动驾驶控制单元；第一感知组件，与自动驾驶控制单元电连接，第一感知组件配置为获取无人车的第一环境信息，并向自动驾驶控制单元发送第一环境信息；底盘控制单元，与自动驾驶控制单元电连接，且底盘控制单元与无人车的整车控制器以及多个执行系统电连接；第二感知组件，与底盘控制单元电连接，第二感知组件配置为获取无人车的第二环境信息，并向底盘控制单元发送第二环境信息；其中，自动驾驶控制单元根据第一环境信息生成无人车的第一运行指令，底盘控制单元根据第一运行指令、第二环境信息以及多个执行系统的反馈信息生成第二运行指令，并控制整车控制器以及多个执行系统根据第二运行指令运行。需要说明的是，本发明中所描述的电连接，包括但不限于有线连接、无线连接、电力连接、通信连接。

在一种可行的实现方式中，第一感知组件包括：障碍物感知装置，设于无人车上，障碍物感知装置配置为检测无人车周围的障碍物信息；第二感知组件包括：测距装置，设于无人车上，测距装置配置为检测无人车与障碍物之间的距离，并获取距离信息；其中，第一环境信息包括障碍物信息，第二环境信息包括距离信息，自动驾驶控制单元与障碍物感知装置电连接，底盘控制单元与测距装置电连接。

在一种可行的实现方式中，障碍物感知装置包括多个激光雷达和激光雷达转换器，多个激光雷达分别设于无人车的左侧、右侧和顶部，激光雷达转换器与自动驾驶控制单元以及多个激光雷达电连接，以对多个激光雷达转换器所检测到的障碍物信息进行转换并向自动驾驶控制单元传输；测距装置包括至少一个毫米波雷达。

在一种可行的实现方式中，所述第一感知组件还包括视频感知装置，所述视频感知装置设于所述无人车上，所述视频感知装置配置为获取所述无人车周围的视频信息；无人车控制系统还包括远程控制系统，所述远程控制系统与所述自动驾驶控制单元和所述视频感知装置，所述远程控制系统配置为供用户获取所述视频信息，且能够供用户输入远程控制指令。

在一种可行的实现方式中，所述视频感知装置包括：多个视频摄像头，分别设于所述无人车的不同位置，以获取所述无人车前、后、左、右四个方向的视频信息；视频服务器和连接器，所述连接器与多个所述视频摄像头、所述视频服务器以及所述自动驾驶控制单元电连接；远程控制系统包括：远程服务器，与自动驾驶控制单元电连接，以通过自动驾驶控制单元和底盘控制单元获取无人车的第一信息和物理信号；可编程逻辑控制器，与远程服务器电连接，可编程逻辑控制器配置为将物理信号转换为可供控制的第二信息；远程交互系统，与视频服务器、远程服务器和可编程逻辑控制器分别电连接，远程交互系统配置为供用户获取视频信息、第一信息和第二信息，且远程交互系统能够供用户输入远程控制指令；其中，自动驾驶控制单元根据第一环境信息和远程控制指令生成第一运行指令。

在一种可行的实现方式中，无人车控制系统还包括：交换机，设于连接器连接自动驾驶控制单元的线路中，以进行实时数据转换；客户前置设备，与交换机和远程服务器无线通信连接。

在一种可行的实现方式中，无人车控制系统还包括：码头操作系统，与客户前置设备无线通信连接，以向自动驾驶控制单元发送码头作业指令；其中，自动驾驶控制单元根据第一环境信息、远程控制指令和码头作业指令生成第一运行指令。

在一种可行的实现方式中，第一感知组件还包括组合导航装置，组合导航装置包括：实时动态定位装置，设于无人车的顶部，以获取无人车的实时动态定位信息；惯性导航装置，设于无人车内，以获取无人车的惯性导航定位信息；组合导航单元，与自动驾驶控制单元、实时动态定位装置和惯性导航装置电连接，组合导航单元根据实时动态定位信息和惯性导航信息确定无人车的位置信息，并向自动驾驶控制单元传输位置信息；其中，第一环境信息包括视频信息、障碍物信息和位置信息。

在一种可行的实现方式中，底盘控制单元通过第一控制器局域网总线与自动驾驶控制单元电连接；底盘控制单元通过第二控制器局域网总线与整车控制器电连接。

在一种可行的实现方式中，多个执行系统包括线控制动系统、线控转向系统、线控驻车系统、仪表装置、三合一逆变器置、开关设备、电附件、踏板机构、挡位机构和变速箱；其中，底盘控制单元通过第二控制器局域网总线与仪表装置、踏板机构、挡位机构、变速箱和三合一逆变器置电连接，底盘控制单元通过第三控制器局域网总线与线控制动系统、线控转向系统和线控驻车系统电连接，底盘控制单元通过输入输出接口与开关设备电连接。

在一种可行的实现方式中，无人车控制系统还包括：数据存储单元，设于第一控制器局域网总线中，且位于自动驾驶控制单元连接底盘控制单元的线路中，数据存储单元配置为存储自动驾驶控制单元与底盘控制单元之间所传输的信息数据；和/或车载操作装置，设于无人车上，车载操作装置与自动驾驶控制单元电连接，车载操作装置设有可视化显示界面和人工指令输入界面。

本发明还提供了一种无人车，包括：车辆底盘，车辆底盘设有整车控制器以及多个执行系统；上述任一项中的无人车控制系统，无人车控制系统的底盘控制单元与整车控制器以及多个执行系统电连接。

本发明还提供了一种无人车控制方法，用于上述任一项中的无人车控制系统。无人车控制方法包括：获取无人车的第一参数信息和第二参数信息；根据第一参数信息生成第一运行指令；根据第一运行指令和第二参数信息，生成第二运行指令；控制无人车的整车控制器和多个执行系统根据第二运行指令运行，其中，第一参数信息包括第一环境信息，第二参数信息包括第二环境信息和无人车的多个执行系统的反馈信息。

在一种可行的实现方式中，第一环境信息包括无人车的视频信息、障碍物信息和位置信息；第二环境信息包括无人车与障碍物之间的距离信息。

在一种可行的实现方式中，无人车控制系统还包括远程控制系统和码头操作系统；其中，第一参数信息还包括远程控制系统的远程控制指令和码头操作系统的码头作业指令。

本发明有益效果体现在：

改进了无人车控制系统，形成了自动驾驶控制单元和底盘控制单元的双中心控制模式，且自动驾驶控制单元和底盘控制单元分别基于不同的信息进行分析运算，底盘控制单元能够对自动驾驶控制单元得出的运行方案进行修正，经过二次确认形成无人车的最终运行方案，相对于现有技术而言，具备自我纠错能力，安全性、准确性大幅提高，控制过程更加高效，能够有效降低安全风险，特别适合在港口码头等大型物流场站应用，能够有效提高物流场站的作业效率和降低成本。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的一种无人车控制系统的示意框图。

图2所示为本发明一实施例提供的一种无人车控制系统的示意框图。

图3所示为本发明一实施例提供的一种无人车控制系统的示意框图。

图4所示为为本发明一实施例提供的一种无人车控制系统的障碍物感知装置的示意框图。

图5所示为本发明一实施例提供的一种无人车控制系统的示意框图。

图6所示为本发明一实施例提供的一种无人车控制系统的示意框图。

图7所示为本发明一实施例提供的一种无人车控制系统的视频感知装置的示意框图。

图8所示为本发明一实施例提供的一种无人车控制系统的远程控制系统的示意框图。

图9所示为本发明一实施例提供的一种无人车控制系统的示意框图。

图10所示为本发明一实施例提供的一种无人车控制系统的示意框图。

图11所示为本发明一实施例提供的一种无人车控制系统的示意框图。

图12所示为本发明一实施例提供的一种无人车控制系统的示意框图。

图13所示为本发明一实施例提供的一种无人车控制系统的示意框图。

图14所示为本发明一实施例提供的一种无人车控制系统的示意框图。

图15所示为本发明一实施例提供的一种无人车的示意框图。

图16所示为本发明一实施例提供的一种无人车控制方法的流程示意图。

具体实施方式

本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，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、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

另外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

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，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本发明的一个实施例中提供了一种无人车控制系统1，可以应用于无人车。

如图1所示，无人车控制系统1包括自动驾驶控制单元11、第一感知组件12、底盘控制单元13和第二感知组件14。自动驾驶控制单元11作为上层控制中心，底盘控制单元13作为下层控制中心；底盘控制单元13与自动驾驶控制单元11电连接。第一感知组件12和第二感知组件14作为获取数据信息的部件，第一感知组件12可以获取无人车的第一环境信息并向自动驾驶控制单元11发送第一环境信息，第二感知组件14可以获取无人车的第二环境信息并向底盘控制单元13发送第二环境信息，其中，第一环境信息和第二环境信息为不同的数据信息。第一感知组件12与自动驾驶控制单元11电连接，以将所获取的第一环境信息传输至自动驾驶控制单元11；第二感知组件14与底盘控制单元13电连接，以将所获取的第二环境信息传输至底盘控制单元13；底盘控制单元13还与无人车的整车控制器21(VehicleControl Unit，简称VCU)以及多个执行系统22电连接，以控制无人车的运行。

在工作状态下，自动驾驶控制单元11接收来自第一感知组件12的第一环境信息，并对第一环境信息进行分析，确定出无人车的初步运行方案，例如确无人车行驶状态及运动位置姿态、规划行驶路径等，并向底盘控制单元13发送相应的第一运行指令，例如对无人车的速度、转向、制动等操作的控制指令。底盘控制单元13能够接收来自第二感知组件14的第二环境信息、来自整车控制器21和多个执行系统22的反馈信息，进而，底盘控制单元13对根据第二环境信息以及反馈信息对第一运行指令对应的初步运行方案进行修正，生成第二运行指令，并控制无人车的整车控制器21和多个执行系统22根据第二运行指令运行，实现无人驾驶。

其中，整车控制器21向底盘控制单元13反馈电机的实际输出转矩、转速信息以及自身的工作状态信息等，并接收底盘控制单元13的控制指令，控制无人车的电机输出相应的转矩，以使无人车正常行驶。

本实施例中的无人车控制系统1，通过自动驾驶控制单元11和底盘控制单元13形成双中心控制模式，对无人车的运行方案进行双重分析和判别，以形成无人车的最终运行方案，具备纠错功能，可以大幅提高无人车自动驾驶过程的安全性和准确性，可有效防止因个别环节出现偏差而影响无人车的正常运行，有利于降低安全风险。同时，对无人车的控制过程更加高效，特别适合在港口码头等大型物流场站应用，能够有效提高物流作业效率，同时降低成本。

需要说明的是，本实施例中的无人车包括但不限于无人集卡。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，第一感知组件12包括障碍物感知装置122，第二感知组件14包括测距装置141。具体地，障碍物感知装置122和测距装置141均设于无人车上；障碍物感知装置122与自动驾驶控制单元11电连接，测距装置141与底盘控制单元13电连接。测距装置141可以检测无人车与障碍物之间的距离，并获取距离信息。自动驾驶控制单元11可以对障碍物信息进行分析，确定无人车的初步运行方案，底盘控制单元13根据距离信息对自动驾驶控制单元11的初步运行方案进行二次判别和修正，进而确定最终的运行方案。

进一步地，如图3所示，障碍物感知装置122包括激光雷达1221和激光雷达转换器1222，激光雷达1221的数量为多个，以检测无人车多个方向的障碍物信息，其中，多个激光雷达1221分别设置在无人车的左侧、右侧和顶部，通过点云切割、融合、聚类等算法完成周围障碍物的识别。激光雷达转换器1222与多个激光雷达1221以及自动驾驶控制单元11电连接，以将激光雷达1221检测到的障碍物信息转换为自动驾驶控制单元11可以处理信息格式，并传输至自动驾驶单元。

测距装置141包括一个或多个毫米波雷达1411，用于检测无人车与障碍物之间的距离，并获取距离信息。其中，毫米波雷达1411的信号穿透能力和抗干扰能力较强，具备全天候探测能力，相对于视频摄像头1211的视频信息和激光雷达1221检测到的障碍物信息而言，毫米波雷达1411的测距信息数据更加精确，作为底盘控制单元13确定无人车最终运行方案的参考信息，可以对初步运行方案进行有效地修正和纠错。

举例而言，如图4所示，障碍物感知装置122的多个激光雷达1221包括左激光雷达1223、右激光雷达1224和顶部激光雷达1225，分别设置在无人车的左侧、右侧和顶部。例如，左激光雷达1223设置在无人车的左前翼板的左前方，右激光雷达1224设置在无人车的右前翼板的右前方，顶部激光雷达1225设置在无人车的顶部，左激光雷达1223、右激光雷达1224和顶部激光雷达1225均可以通过特制的支架进行安装固定，当无人车为无人集卡时，左激光雷达1223、右激光雷达1224和顶部激光雷达1225可以分别设置在无人集卡的牵引车上相应的位置。

在本发明的一些实施例中，如图5所示，第一感知组件12还包括设置在无人车上的视频感知装置121，视频感知装置121可以获取无人车周围的视频信息，障碍物感知装置122可以检测无人车周围的障碍物信息，例如隔离栏、货箱或其他车辆等。无人车控制系统1还包括远程控制系统15，远程控制系统15与自动驾驶控制单元11以及视频感知装置121电连接，以为工作人员远程交互和远程控制提供条件，工作人员可以通过远程控制系统15获取视频感知装置121所获取的视频信息，以作为工作人员进行远程控制的参考和依据；当工作人员认为有必要时，可以通过远程控制系统15输入远程控制指令，此时，自动驾驶控制单元接11收到远程控制指令，并根据第一环境信息和远程控制指令生成第一运行指令。

进一步地，如图6和图7所示，视频感知装置121包括视频摄像头1211、连接器1213和视频服务器1212，其中，视频摄像头1211的数量为多个，可以分别设置在无人车的不同位置，以获取无人车多个方向的视频信息，至少包括无人车前、后、左、右四个方向的视频信息；连接器1213与视频摄像头1211和自动驾驶控制单元11电连接，以通过连接器1213对视频摄像头1211所获取的视频信息进行转换，以便于自动驾驶控制单元11接收或处理；自动驾驶控制单元11能够对接收到的视频信息进行分析，以确定视频信号是否正常，当然，也可以通过视频信息确定无人车周围的环境情况。视频服务器1212与连接器1213电连接，以对转换后的视频信息进行解析，通过视频服务器1212向外输出可显示画面的视频信息，例如，输出可供显示设备输出画面的视频信息。

举例而言，如图7所示，视频感知装置121的多个视频摄像头1211包括左视频摄像头1214、右视频摄像头1215、前视频摄像头1216、后视频摄像头1217，分别设置在无人车的前侧、后侧、左侧和右侧。例如，前视频摄像头1216设置在无人车的驾驶室的前部，且位于主驾驶位与副驾驶位中间的前风窗下方，并朝向无人车的前方；后视频摄像头1217设置在无人车的驾驶室顶部，且朝向无人车的后方；左视频摄像头1214设置在无人车的左侧车门的上方，且朝向无人车的左侧；右视频摄像头1215设置在无人车的右侧车门的上方，且朝向无人车的右侧。

更进一步地，如图7和图8所示，远程控制系统15包括远程服务器151、远程交互系统153和可编程逻辑控制器152(Programmable Logic Controller，简称PLC)。远程服务器151与自动驾驶控制单元11和远程交互系统153电连接，远程交互系统153还与视频服务器1212和可编程逻辑控制器152电连接。远程交互系统153能够通过视频服务器1212获取视频感知装置121的视频信息；远程交互系统153能够通过远程服务器151、自动驾驶控制单元11以及底盘控制单元13获取无人车的第一信息和物理信号。其中，第一信息包括无人车的转角信息、电机转速转矩信息、车辆高压状态信息、挡位信息、车速信息、电附件信息、线控转向系统信号、线控制动系统信号、线控驻车系统信号、自动驾驶控制单元心跳信号、无人驾驶模式信息；物理信号包括无人车的方向盘信号、油门踏板信号、制动踏板信号、急停开关2261信号、暂停开关信号。

可编程逻辑控制器可以将无人车的物理信号转换为可供控制和处理的第二信息。远程交互系统153将接收到的视频信息、第一信息和第二信息进行处理和展示(例如实时显示无人车的视频画面)，以供操作人员实时获取无人车的状态，另外，远程交互系统153还可以供操作人员输入远程控制指令，以对无人车进行远程控制操作。此时，自动驾驶控制单元11根据第一环境信息和远程控制指令，确定无人车的初步运行方案，并生成相应的第一控制指令。其中，远程控制指令包括但不限于期望转角信息、加速控制信息、挡位控制信息、制动控制信息、驱车控制信息、自动驾驶请求信息、雨刮控制信息、灯光控制信息、急停控制信息、暂停控制信息。

需要说明的是，远程交互系统153可以是存储有交互程序的计算机设备，例如手机终端、PC(Personal Computer，个人计算机)，PC包括但不限于台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、手机终端包括但不限于手机、PDA(Personal Digital Assistant，掌上电脑)。

在本发明的一些实施例中，如图9所示，无人车控制系统1中还包括交换机161和客户前置设备162(Customer Premise Equipment，简称CPE)。具体地，交换机161设置在连接器1213与自动驾驶控制单元11之间的连接线路中，用于进行实时数据转换；客户前置设备162通过交换机161与自动驾驶控制单元11实现电连接，且客户前置设备162与远程服务器151无线通信连接。客户前置装置能够接收4G/5G移动通信信号，并转换为WIFI信号，以便于远程控制系统15与自动驾驶控制单元11之间的信息传输，提高传输效率。交换机161负责将客户前置装置接收到的远程控制指令、连接器1213接收到的视频信息转换为符合自动驾驶控制单元11要求的数据信息。

进一步地，如图9所示，无人车控制系统1中还包括码头操作系统17(TerminalOperation System，简称TOS)，码头操作系统17与客户前置设备162无线通信连接，以通过客户前置设备162向自动驾驶控制单元11发送码头操作系统17下发的码头作业指令。此时，自动驾驶控制单元11根据第一环境信息、远程控制指令和码头作业指令确定无人车的初步运行方案，进而生成相应的第一运行指令，使得无人车的控制兼顾到码头的整体作业要求，在统一的作业指挥下运行，防止无人车的运行与码头的其他参与方(例如起重设备、箱体、其他车辆等)发生干涉。需要说明的是，码头操作系统17可以包括存储有操作程序的计算机设备，例如手机终端、PC(Personal Computer，个人计算机)，PC包括但不限于台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant，掌上电脑)。

在本发明的一些实施例中，如图10所示，第一感知组件12还包括组合导航装置123。组合导航装置123具体包括实时动态定位装置1231、惯性导航装置1232和组合导航单元1233。其中，实时动态定位装置1231采用实时动态测量技术(Real Time Kinematic，简称RTK)进行定位测量，并形成实时动态定位信息。惯性导航装置1232采用惯性导航技术对无人车进行定位，并形成惯性导航信息。具体地，实时动态定位装置1231设置在无人车的顶部，例如驾驶舱的顶部；惯性导航装置1232设置在无人车内，例如驾驶舱内，进一步地，例如主驾驶位与副驾驶位中间后部的平整位置。通过组合导航单元1233接收实时动态定位装置1231的实时动态定位信息和惯性导航装置1232的惯性导航信息，经过分析对比后，确定无人车的位置信息，并向自动驾驶控制单元11传输该位置信息，此时，第一环境信息包括视频信息、障碍物信息和无人车的位置信息；自动驾驶控制单元11根据视频信息、障碍物信息和无人车的位置信息确定无人车的初步运行方案，并生成第一运行指令。通过设置组合导航装置123，综合利用不同的定位技术获取无人车的定位信息，进而分析出无人车的精确位置信息，以便于对无人车的路径规划、自动行驶等进行有效控制，能够进一步提高对无人车的运行控制的准确性和安全性。

在本发明的一些实施例中，如图11所示，底盘控制单元13与自动驾驶控制单元11之间通过控制器局域网总线(Controller Area Network,简称CAN)连接，具体地，通过第一控制器局域网总线181连接，底盘控制单元13与无人车的整车控制器21之间通过第二控制器局域网总线182连接，以提高信息输出效率。其中，可以利用无人车自带的控制器局域网总线进行连接，有利于简化系统连接关系，降低折本成本。

进一步地，如图11和图12所示，无人车的多个执行系统22包括线控制动系统221、线控转向系统222、线控驻车系统223、仪表装置224、三合一逆变器225、开关设备226、电附件227、踏板机构228、挡位机构229和变速箱230，其中，仪表装置224、电附件227、踏板机构228、挡位机构229、变速箱230和三合一逆变器225通过第二控制器局域网总线182与底盘控制单元13电连接，以通过第二控制器局域网总线182接收底盘控制单元13的第二运行指令，并根据第二运行指令运行；线控制动系统221、线控转向系统222、线控驻车系统223通过第三控制器局域网总线183与底盘控制单元13电连接，以通过第三控制器局域网总线183接收底盘控制单元13下发的第二运行指令，进而根据第二运行指令运行。此外，底盘控制单元13还设有输入输出接口184(I/O接口)，开关设备226通过输入输出接口184与底盘控制单元13电连接，输入输出接口184可以实现即插即用，便于操作。其中，开关设备226包括但不限于急停开关2261、模式开关2263、车灯开关2264、雨刮开关2265和喇叭开关2266。

具体地，线控驻车系统223向底盘控制单元13反馈工作状态和运行状态等信息，并接收来自底盘控制单元13的控制指令，以控制无人车的驻车状态；线控驻车系统223包括电子驻车制动系统(Electrical Park Brake，简称EPB)。线控转向系统222向底盘控制单元13反馈自身的工作状态以及无人车的转角信息等，并接收底盘控制单元13的控制指令，以控制无人车的转向角度；线控转向系统222包括电动助力转向系统(Electric PowerSteering，简称EPS)。线控制动系统221向底盘控制单元13反馈无人车的制动状态信息以及自身的工作状态信息，并接收底盘控制单元13的控制指令，以控制无人车按照一定减速度制动停车；线控制动系统221包括电子制动系统(Electronic Brake Systems，简称EBS)。电附件227向底盘控制单元13反馈无人车的油泵、气泵以及DC/AC转换器的运行状态信息和工作状态信息，并接收底盘控制单元13的控制指令，控制无人车的油泵、气泵和DC/AC转换器整车运行。

更进一步地，如图12所示，在第一控制器局域网总线181中还设有数据存储单元185，用于对自动驾驶控制单元11下方给底盘控制单元13的第一运行指令以及底盘控制单元13反馈给自动驾驶控制单元11的执行状态信息以及无人车的工作状态信息数据进行记录和存储。

更进一步地，如图12所示，无人车控制系统1还包括车载操作装置186。具体地，车载操作装置186设置在无人车上，车载操作装置186设有可视化显示界面和人工指令输入界面，以供操作人员进行人工操作，在发生特殊情况无人车无法实现自动驾驶的情况下，可以通过人工操作控制无人车运行，以减小对整个码头作业的影响。其中，车载操作装置186包括但不限于手动操作台、触摸屏、平板电脑。

以下为本发明的无人车控制系统1的一个具体实施例：

如图13和图14所示，无人车控制系统1包括自动驾驶控制单元11、第一感知组件12、底盘控制单元13、第二感知组件14、远程控制系统15、码头操作系统17。

自动驾驶控制单元11作为上层控制中心，底盘控制单元13作为下层控制中心；底盘控制单元13与自动驾驶控制单元11之间通过第一控制器局域网总线181电连接，且在第一控制器局域网总线181中设置有数据存储单元185，用于记录和存储自动驾驶控制单元11与底盘控制单元13之间的信息数据。如图12和图13所示，底盘控制单元13通过第二控制器局域网总线182与无人车的整车控制器21以及多个执行系统22电连接。

如图12和图14所示，第一感知组件12包括视频感知装置121、障碍物感知装置122和组合导航装置123，第二感知组件14包括测距装置141。视频感知装置121、障碍物感知装置122、组合导航装置123和测距装置141均设于无人车上；视频感知装置121、障碍物感知装置122和组合导航装置123与自动驾驶控制单元11电连接，测距装置141与底盘控制单元13电连接。

如图14所示，视频感知装置121包括视频摄像头1211、连接器1213和视频服务器1212，其中，视频摄像头1211的数量为四个，包括左视频摄像头1214、右视频摄像头1215、前视频摄像头1216、后视频摄像头1217，前视频摄像头1216设置在无人车的驾驶室的前部，且位于主驾驶位与副驾驶位中间的前风窗下方，并朝向无人车的前方；后视频摄像头1217设置在无人车的驾驶室顶部，且朝向无人车的后方；左视频摄像头1214设置在无人车的左侧车门的上方，且朝向无人车的左侧；右视频摄像头1215设置在无人车的右侧车门的上方，且朝向无人车的右侧。视频摄像头1211用于获取无人车前、后、左、右四个方向的视频信息；连接器1213与视频摄像头1211电连接，并通过交换机161与自动驾驶控制单元11电连接；自动驾驶控制单元11能够对接收到的视频信息进行分析，以确定视频信号是否正常，也可以通过视频信息确定无人车周围的环境情况。视频服务器1212与连接器1213电连接，以对转换后的视频信息进行解析，通过视频服务器1212向外输出可显示画面的视频信息。

如图14所示，障碍物感知装置122包括激光雷达1221和激光雷达转换器1222，激光雷达1221的数量为三个，包括左激光雷达1223、右激光雷达1224和顶部激光雷达1225，左激光雷达1223设置在无人车的左前翼板的左前方，右激光雷达1224设置在无人车的右前翼板的右前方，顶部激光雷达1225设置在无人车的顶部，左激光雷达1223、右激光雷达1224和顶部激光雷达1225均通过特制的支架进行安装固定。多个激光雷达1221检测无人车多个方向的障碍物信息，通过点云切割、融合、聚类等算法完成周围障碍物的识别。激光雷达转换器1222与多个激光雷达1221以及自动驾驶控制单元11电连接，以将激光雷达1221检测到的障碍物信息转换为自动驾驶控制单元11可以处理信息格式，并传输至自动驾驶单元。

测距装置141包括一个或多个毫米波雷达1411，用于检测无人车与障碍物之间的距离信息。

如图8和图14所示，远程控制系统15包括远程服务器151、远程交互系统153和可编程逻辑控制器152(Programmable Logic Controller，简称PLC)。远程服务器151与远程交互系统153电连接，并通过客户前置设备162(Customer Premise Equipment，简称CPE)和交换机161与自动驾驶控制单元11无线通信连接，客户前置装置能够接收4G/5G移动通信信号，并转换为WIFI信号，以便于远程控制系统15与自动驾驶控制单元11之间的信息传输，远程交互系统153还与视频服务器1212和可编程逻辑控制器152电连接。远程交互系统153能够通过视频服务器1212获取视频感知装置121的视频信息；远程交互系统153能够通过远程服务器151、自动驾驶控制单元11以及底盘控制单元13获取无人车的第一信息和物理信号。其中，第一信息包括无人车的转角信息、电机转速转矩信息、车辆高压状态信息、挡位信息、车速信息、电附件信息、线控转向系统信号、线控制动系统信号、线控驻车系统信号、自动驾驶控制单元心跳信号、无人驾驶模式信息；物理信号包括无人车的方向盘信号、油门踏板信号、制动踏板信号、急停开关2261信号、暂停开关信号。

可编程逻辑控制器可以将无人车的物理信号转换为可供控制和处理的第二信息。远程交互系统153将接收到的视频信息、第一信息和第二信息进行处理和展示(例如实时显示无人车的视频画面)，以供操作人员实时获取无人车的状态，另外，远程交互系统153还可以供操作人员输入远程控制指令，以对无人车进行远程控制操作。此时，自动驾驶控制单元11根据第一环境信息和远程控制指令，确定无人车的初步运行方案，并生成相应的第一控制指令。其中，远程控制指令包括但不限于期望转角信息、加速控制信息、挡位控制信息、制动控制信息、驱车控制信息、自动驾驶请求信息、雨刮控制信息、灯光控制信息、急停控制信息、暂停控制信息。

如图14所示，码头操作系统17(Terminal Operation System，简称TOS)与客户前置设备162无线通信连接，以通过客户前置设备162向自动驾驶控制单元11发送码头操作系统17下发的码头作业指令。

如图14所示，组合导航装置123具体包括实时动态定位装置1231、惯性导航装置1232和组合导航单元1233。其中，实时动态定位装置1231采用实时动态测量技术(RealTime Kinematic，简称RTK)进行定位测量，并形成实时动态定位信息。惯性导航装置1232采用惯性导航技术对无人车进行定位，并形成惯性导航信息。具体地，实时动态定位装置1231设置在无人车的驾驶舱的顶部；惯性导航装置1232设置在无人车的驾驶舱内，并位于主驾驶位与副驾驶位中间后部的平整位置。组合导航单元1233接收实时动态定位装置1231的实时动态定位信息和惯性导航装置1232的惯性导航信息，经过分析对比后，确定无人车的位置信息，并向自动驾驶控制单元11传输该位置信息。

如图14所示，车载操作装置186设置在无人车上，车载操作装置186设有可视化显示界面和人工指令输入界面，以供操作人员进行人工操作。其中，车载操作装置186包括但不限于手动操作台、触摸屏、平板电脑。

如图12所示，无人车的多个执行系统22包括线控制动系统221、线控转向系统222、线控驻车系统223、仪表装置224、三合一逆变器225、开关设备226、电附件227、踏板机构228、挡位机构229和变速箱230，其中，仪表装置224、电附件227、踏板机构228、挡位机构229、变速箱230和三合一逆变器225通过第二控制器局域网总线182与底盘控制单元13电连接；线控制动系统221、线控转向系统222、线控驻车系统223通过第三控制器局域网总线183与底盘控制单元13电连接。底盘控制单元13还设有输入输出接口184(I/O接口)，开关设备226通过输入输出接口184与底盘控制单元13电连接。其中，开关设备226包括但不限于急停开关2261、模式开关2263、车灯开关2264、雨刮开关2265和喇叭开关2266。

在工作状态下，自动驾驶控制单元11接收来自第一感知组件12的第一环境信息，并对第一环境信息进行分析，并根据第一环境信息和远程控制系统15的远程控制指令，确定出无人车的初步运行方案，例如确无人车行驶状态及运动位置姿态、规划行驶路径等，并向底盘控制单元13发送相应的第一运行指令，例如对无人车的速度、转向、制动等操作的控制指令。底盘控制单元13接收来自第二感知组件14的第二环境信息、来自整车控制器21和多个执行系统22的反馈信息，进而，底盘控制单元13对根据第二环境信息以及反馈信息对第一运行指令对应的初步运行方案进行修正，生成第二运行指令，并控制无人车的整车控制器21和多个执行系统22根据第二运行指令运行，实现无人驾驶。

其中，本实施例中的无人车可以是无人集卡。

本实施例中的无人车控制系统1，通过无人车控制系统1的自动驾驶控制单元11和底盘控制单元13形成双中心控制模式，对无人车的运行方案进行双重分析和判别，同时能够兼顾远程控制系统15的远程控制指令和码头操作系统17的码头作业指令，从而进行综合分析，可以大幅提高无人车自动驾驶过程的安全性和准确性，能够实现无人车的高效控制，有利于降低安全风险。

在本发明的一个实施例中提供了一种无人车2，如图15所示，无人车2包括车辆底盘20和上述任一实施例中的无人车控制系统1。

车辆底盘20设有整车控制器21和多个执行系统22，无人车控制系统1的底盘控制单元13与整车控制器21以及多个执行系统22电连接。在工作状态下，无人车控制系统1的自动驾驶控制单元11接收来自第一感知组件12的第一环境信息，并对第一环境信息进行分析，确定出无人车2的初步运行方案，并向底盘控制单元13发送相应的第一运行指令；底盘控制单元13能够接收来自第二感知组件14的第二环境信息、以及来自整车控制器21和多个执行系统22的反馈信息，底盘控制单元13对根据第二环境信息以及反馈信息对第一运行指令对应的初步运行方案进行修正，生成第二运行指令，并控制无人车2的整车控制器21和多个执行系统22根据第二运行指令运行，驱动无人车2根据第二运行指令行驶，从而实现无人驾驶。

具体地，本实施例中的无人车2为无人集卡。

本实施例中的无人车2，能够通过无人车控制系统1的自动驾驶控制单元11和底盘控制单元13形成双中心控制模式，对无人车2的运行方案进行双重分析和判别，可以大幅提高无人车2自动驾驶过程的安全性和准确性，能够实现无人车2的高效控制，有利于降低安全风险。

此外，本实施例中的无人车2还具有上述任一实施例中的无人车控制系统1的全部有益效果，在此不再赘述。

需要说明的是，本发明的上述实施例中所描述的电连接，包括但不限于有线连接、无线连接、电力连接、通信连接。

本发明的一个实施例中提供了一种无人车控制方法，用于上述任一实施例中的无人车控制系统。如图16所示，无人车控制方法包括：

步骤S110：获取无人车的第一参数信息和第二参数信息；

步骤S120：根据第一参数信息生成第一运行指令；

步骤S130：根据第一运行指令和第二参数信息，生成第二运行指令；

步骤S140：控制无人车的整车控制器和多个执行系统根据第二运行指令运行；

其中，第一参数信息包括第一环境信息，第二参数信息包括第二环境信息。

本实施例中的无人车控制方法，能够根据第一环境信息确定无人车的初步运行方案，并生成第一运行指令，之后能够根据第二环境信息以及多个执行系统的反馈信息对第一运行指令对应的初步运行方案进行修正，生成第二运行指令，进而根据第二运行指令对无人车的整车控制器和多个执行系统进行控制，使无人车实现无人驾驶。上述步骤中能够通过二次判别提高最终的运行方案的准确性和安全性，有利于实现对无人车的高效控制，同时能够有效降低安全风险。

此外，本实施例中的无人车控制方法还具有上述任一实施例中的无人车控制系统的全部有益效果，在此不再赘述。

进一步地，第一环境信息包括无人车的视频信息、障碍物信息和位置信息，第二环境信息包括无人车与障碍物之间的距离信息。自动驾驶控制单元可以根据无人车的视频信息、障碍物信息和位置信息作为参考，综合分析多个方面的信息后确定无人车的初步运行方案，并生成相应的第一运行指令，有利于提高控制操作的准确性和安全性。底盘控制单元进一步参照无人车与障碍物之间的距离信息，对第一运行指令对应的初步运行方案进行二次确认和修正，从而形成最终的运行方案以及相应的第二运行指令，以实现自我纠错功能，进一步提高控制操作的准确性和安全性。

进一步地，无人车控制系统还包括远程控制系统和码头操作系统，远程控制系统能够向自动驾驶控制单元发送远程控制指令，码头操作垔能够向自动驾驶控制单元发送码头作业指令。此时，第一参数信息包括第一环境信息、远程控制指令和码头作业指令。自动驾驶控制单元综合分析第一环境信息、远程控制指令和码头作业指令，并生成无人车的第一运行指令，能够将无人车与码头的整体作业相结合，形成有机统一，同时，能够接收操作人员的远程控制操作，进一步提供了差异化的控制操作形式，有利于进一步提高无人车运行过程的安全性和准确性。以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，在本发明中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本发明的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本发明为必须采用上述具体的细节来实现。

本发明中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本发明的装置和设备中，各部件是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此发明的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种无人车控制系统，其特征在于，包括：

自动驾驶控制单元；

第一感知组件，与所述自动驾驶控制单元电连接，所述第一感知组件配置为获取无人车的第一环境信息，并向所述自动驾驶控制单元发送所述第一环境信息；

底盘控制单元，与所述自动驾驶控制单元电连接，且所述底盘控制单元与所述无人车的整车控制器以及多个执行系统电连接；

第二感知组件，与所述底盘控制单元电连接，所述第二感知组件配置为获取所述无人车的第二环境信息，并向所述底盘控制单元发送所述第二环境信息；

其中，所述自动驾驶控制单元根据所述第一环境信息生成所述无人车的第一运行指令，所述底盘控制单元根据所述第一运行指令、所述第二环境信息以及多个所述执行系统的反馈信息生成第二运行指令，并控制所述整车控制器以及多个所述执行系统根据所述第二运行指令运行。

2.根据权利要求1所述的无人车控制系统，其特征在于，

所述第一感知组件包括：

障碍物感知装置，设于所述无人车上，所述障碍物感知装置配置为检测所述无人车周围的障碍物信息；

所述第二感知组件包括：

测距装置，设于所述无人车上，所述测距装置配置为检测所述无人车与障碍物之间的距离，并获取距离信息；

其中，所述第一环境信息包括所述障碍物信息，所述第二环境信息包括所述距离信息，所述自动驾驶控制单元与所述障碍物感知装置电连接，所述底盘控制单元与所述测距装置电连接。

3.根据权利要求2所述的无人车控制系统，其特征在于，

所述障碍物感知装置包括多个激光雷达和激光雷达转换器，多个所述激光雷达分别设于所述无人车的左侧、右侧和顶部，所述激光雷达转换器与所述自动驾驶控制单元以及多个所述激光雷达电连接，以对多个所述激光雷达转换器所检测到的所述障碍物信息进行转换并向所述自动驾驶控制单元传输；

所述测距装置包括至少一个毫米波雷达。

4.根据权利要求3所述的无人车控制系统，其特征在于，

所述第一感知组件还包括视频感知装置，所述视频感知装置设于所述无人车上，所述视频感知装置配置为获取所述无人车周围的视频信息；

所述无人车控制系统还包括远程控制系统，所述远程控制系统与所述自动驾驶控制单元和所述视频感知装置，所述远程控制系统配置为供用户获取所述视频信息，且能够供用户输入远程控制指令。

5.根据权利要求4所述的无人车控制系统，其特征在于，

所述视频感知装置包括：

多个视频摄像头，分别设于所述无人车的不同位置，以获取所述无人车前、后、左、右四个方向的视频信息；

视频服务器和连接器，所述连接器与多个所述视频摄像头、所述视频服务器以及所述自动驾驶控制单元电连接；

所述远程控制系统包括：

远程服务器，与所述自动驾驶控制单元电连接，以通过所述自动驾驶控制单元和所述底盘控制单元获取所述无人车的第一信息和物理信号；

可编程逻辑控制器，与所述远程服务器电连接，所述可编程逻辑控制器配置为将所述物理信号转换为可供控制的第二信息；

远程交互系统，与所述视频服务器、所述远程服务器和所述可编程逻辑控制器分别电连接，所述远程交互系统配置为供用户获取所述视频信息、所述第一信息和所述第二信息，且所述远程交互系统能够供用户输入所述远程控制指令；

其中，所述自动驾驶控制单元根据所述第一环境信息和所述远程控制指令生成所述第一运行指令。

6.根据权利要求5所述的无人车控制系统，其特征在于，还包括：

交换机，设于所述连接器连接所述自动驾驶控制单元的线路中，以进行实时数据转换；

客户前置设备，与所述交换机和所述远程服务器无线通信连接。

7.根据权利要求6所述的无人车控制系统，其特征在于，还包括：

码头操作系统，与所述客户前置设备无线通信连接，以向所述自动驾驶控制单元发送码头作业指令；

其中，所述自动驾驶控制单元根据所述第一环境信息、所述远程控制指令和所述码头作业指令生成所述第一运行指令。

8.根据权利要求2所述的无人车控制系统，其特征在于，所述第一感知组件还包括组合导航装置，所述组合导航装置包括：

实时动态定位装置，设于所述无人车的顶部，以获取所述无人车的实时动态定位信息；

惯性导航装置，设于所述无人车内，以获取所述无人车的惯性导航定位信息；

组合导航单元，与所述自动驾驶控制单元、所述实时动态定位装置和所述惯性导航装置电连接，所述组合导航单元根据所述实时动态定位信息和所述惯性导航信息确定所述无人车的位置信息，并向所述自动驾驶控制单元传输所述位置信息；

其中，所述第一环境信息包括所述障碍物信息和所述位置信息。

9.根据权利要求1所述的无人车控制系统，其特征在于，

所述底盘控制单元通过第一控制器局域网总线与所述自动驾驶控制单元电连接；

所述底盘控制单元通过第二控制器局域网总线与所述整车控制器电连接。

10.根据权利要求9所述的无人车控制系统，其特征在于，

多个所述执行系统包括线控制动系统、线控转向系统、线控驻车系统、仪表装置、三合一逆变器置、开关设备、电附件、踏板机构、挡位机构和变速箱；

其中，所述底盘控制单元通过所述第二控制器局域网总线与所述仪表装置、所述踏板机构、所述挡位机构、所述变速箱和所述三合一逆变器置电连接，所述底盘控制单元通过第三控制器局域网总线与所述线控制动系统、所述线控转向系统和所述线控驻车系统电连接，所述底盘控制单元通过输入输出接口与所述开关设备电连接。

11.根据权利要求9所述的无人车控制系统，其特征在于，还包括：

数据存储单元，设于所述第一控制器局域网总线中，且位于所述自动驾驶控制单元连接底盘控制单元的线路中，所述数据存储单元配置为存储所述自动驾驶控制单元与所述底盘控制单元之间所传输的信息数据；和/或

车载操作装置，设于所述无人车上，所述车载操作装置与所述自动驾驶控制单元电连接，所述车载操作装置设有可视化显示界面和人工指令输入界面。

12.一种无人车，其特征在于，包括：

车辆底盘，所述车辆底盘设有整车控制器以及多个执行系统；

如权利要求1至11中任一项所述的无人车控制系统，所述无人车控制系统的底盘控制单元与所述整车控制器以及多个所述执行系统电连接。

13.一种无人车控制方法，用于如权利要求1至11中任一项的无人车控制系统，其特征在于，包括：

获取无人车的第一参数信息和第二参数信息；

根据所述第一参数信息生成第一运行指令；

根据所述第一运行指令和所述第二参数信息，生成第二运行指令；

控制所述无人车的整车控制器和多个所述执行系统根据所述第二运行指令运行；

其中，所述第一参数信息包括第一环境信息，所述第二参数信息包括第二环境信息和所述无人车的多个执行系统的反馈信息。

14.根据权利要求13所述的无人车控制方法，其特征在于，

所述第一环境信息包括所述无人车的视频信息、障碍物信息和位置信息；

所述第二环境信息包括所述无人车与障碍物之间的距离信息。

15.根据权利要求13所述的无人车控制方法，其特征在于，

所述无人车控制系统还包括远程控制系统和码头操作系统；

其中，所述第一参数信息还包括所述远程控制系统的远程控制指令和所述码头操作系统的码头作业指令。

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