CN114919599A - 一种在自动驾驶车辆上实现车辆编队的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆编队技术领域，具体为一种在自动驾驶车辆上实现车辆编队的装置，包括具有自动驾驶功能的领航车和至少一辆具有自动驾驶功能的跟随车，领航车上装备有领航车编队装置，跟随车上装备有跟随车编队装置，其中领航车编队装置含领航车定位系统和领航车OBU，跟随车编队装置含跟随车编队感知模块、跟随车定位系统、跟随车OBU、跟随车编队控制器，采用集成设计可直接用线束连接到具有自动驾驶功能的车辆上，实现车辆编队功能，内置的车辆编队CAN网络，最大限度的保留了原自动驾驶车辆的CAN网络，使改制便捷快速，提高车辆运行的稳定性，对原车改动量小，易于实现。

Description

一种在自动驾驶车辆上实现车辆编队的装置
技术领域
本发明涉及车辆编队技术领域，更具体地说是指一种在自动驾驶车辆上实现车辆编队的装置。
背景技术
自动驾驶与车辆编队都是能大幅提高交通的安全性，有效的解决交通拥挤提高交通效率，降低车队能耗，减少司机劳动强度，提高社会生产率的车辆驾驶新技术。车辆编队方法主要有四种，分别为：基于行为法、模型预测法、虚拟结构法和领航跟随法。其中，领航跟随法具有实现形式简易、算法容易实现、运营稳定、车辆新增设备成本低等优点，领航编队发成为车辆编队技术研发的热点，目前尚无专门设计并用于在具备自动驾驶功能的车辆上实现车辆编队的产品。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种在自动驾驶车辆上实现车辆编队的装置。
本发明采用如下技术方案：
一种在自动驾驶车辆上实现车辆编队的装置，包括具有自动驾驶功能的领航车和至少一辆具有自动驾驶功能的跟随车，所述领航车上装备有领航车编队装置，所述跟随车上装备有跟随车编队装置；
所述领航车编队装置包括领航车定位系统和领航车OBU，所述领航车定位系统用于获取领航车的定位信息，所述领航车OBU用于接收领航车定位系统获取的定位信息以及领航车CAN网络的车辆行驶状态信息，并将所接收到的信息广播出去；
所述跟随车编队装置包括跟随车定位系统、跟随车OBU、车辆编队控制器、车辆编队感知系统，所述跟随车定位系统用于获取搭载该系统的车辆的定位信息，所述跟随车OBU用于接收领航车OBU所广播的信息，并获取搭载该系统的跟随车的定位信息以及跟随车CAN网络的车辆行驶状态信息，将获取的信息广播出去，车辆编队感知系统用于检测车辆前方障碍物，并将所检测到的障碍物信息发送给跟随车CAN网络，跟随车编队控制器用于提取领航车与跟随车的定位信息、车辆行驶状态信息、障碍物信息，并进行计算分析控制跟随车进行跟随行驶。
进一步地，上述定位信息包括高精度定位和航向角信息，
进一步地，上述车辆行驶状态信息包括车速、制动踏板开度和方向盘转角。
进一步地，上述领航车内装备有领航车智能驾驶系统、领航车VCU、领航车驱动电机控制器、领航车电池管理系统、领航车多合一控制器、领航车线控转向控制器、领航车线控制动控制器、领航车EPB控制器和领航车仪表，所述领航车CAN网络包括领航车智能CAN网络、领航车CAN1网络和领航车CAN2网络，所述领航车VCU通过领航车智能CAN网络与领航车智能驾驶系统连接，所述领航车VCU通过领航车CAN1网络分别与领航车驱动电机控制器、领航车电池管理系统和领航车多合一控制器连接，所述领航车VCU通过领航车CAN2网络分别与领航车线控转向控制器、领航车线控制动控制器、领航车EPB控制器和领航车仪表连接。
进一步地，上述领航车OBU含有两路CAN线，其中一路传输速率为500kbps，与领航车定位系统连接，用于接收领航车定位系统获取的定位信息；另一路传输速率为250kbps，与领航车CAN2网络连接，用于获取车辆行驶状态信息。
进一步地，上述跟随车内装备有跟随车智能驾驶系统、跟随车VCU、跟随车驱动电机控制器、跟随车电池管理系统、跟随车多合一控制器、跟随车线控转向控制器、跟随车线控制动控制器、跟随车EPB控制器和跟随车仪表，所述跟随车CAN网络包括跟随车编队CAN网络、跟随车智能CAN网络、跟随车CAN1网络和跟随车CAN2网络，所述跟随车VCU通过跟随车智能CAN网络和跟随车编队CAN网络与跟随车智能驾驶系统连接，所述跟随车VCU通过跟随车CAN1网络分别与跟随车驱动电机控制器、跟随车电池管理系统和跟随车多合一控制器连接，所述跟随车VCU通过跟随车CAN2网络分别与跟随车线控转向控制器、跟随车线控制动控制器、跟随车EPB控制器和跟随车仪表连接，所述跟随车编队CAN网络分别与跟随车定位系统、跟随车OBU、车辆编队控制器、车辆编队感知系统、跟随车智能CAN网络和跟随车智能驾驶系统连接。
进一步地，上述跟随车OBU含有两路CAN线，其中一路传输速率为500kbps，与跟随车编队CAN网络连接，用于接收跟随车定位系统获取的定位信息；另一路传输速率为250kbps，与跟随车CAN2网络连接，用于获取车辆行驶状态信息。
进一步地，上述跟随车VCU通过一切换开关分别与跟随车智能CAN网络和跟随车编队CAN网络连接。
进一步地，上述领航车定位系统和跟随车定位系统的天线均为两个，分别安装于车辆的前后方向的中心线上，所述领航车OBU和跟随车OBU的天线安装于车辆的车顶上。
进一步地，上述领航车编队装置和跟随车编队装置采用12V或24V供电。
由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明装置分为领航车编队装置和跟随车编队装置，其中领航车编队装置含领航车定位系统和领航车OBU，跟随车编队装置含跟随车编队感知模块、跟随车定位系统、跟随车OBU、跟随车编队控制器，其集成度高，可直接用线束连接到具有自动驾驶功能的车辆上，实现车辆编队功能，内置的跟随车车辆编队CAN网络，最大限度的保留了原自动驾驶车辆的CAN网络，使改制便捷快速，提高车辆运行的稳定性，对原车改动量小，易于实现。
附图说明
图1为本发明的结构拓扑示意图；
图2为本发明的跟随车编队装置结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明实施例的具体实施方式。
参照图1和图2，一种在自动驾驶车辆上实现车辆编队的装置，包括具有自动驾驶功能的领航车和至少一辆具有自动驾驶功能的跟随车。
参照图1和图2，领航车上装备有领航车编队装置、领航车智能驾驶系统、领航车VCU、领航车驱动电机控制器、领航车电池管理系统、领航车多合一控制器、领航车线控转向控制器、领航车线控制动控制器、领航车EPB控制器、领航车仪表、领航车TCAN其他部件和领航车CAN 网络。领航车编队装置领航车定位系统和领航车OBU，领航车CAN 网络包括领航车智能CAN网络、领航车CAN1网络和领航车CAN2网络。
参照图1和图2，领航车VCU通过领航车智能CAN网络与领航车智能驾驶系统连接，领航车VCU通过领航车CAN1网络分别与领航车驱动电机控制器、领航车电池管理系统和领航车多合一控制器连接，领航车VCU通过领航车CAN2网络分别与领航车线控转向控制器、领航车线控制动控制器、领航车EPB控制器、领航车仪表和领航车TCAN其他部件连接。
参照图1和图2，领航车OBU含有两路CAN线，其中一路传输速率为500kbps，与领航车定位系统连接，用于接收领航车定位系统获取的定位信息；另一路传输速率为250kbps，与领航车CAN2网络连接，用于获取车辆行驶状态信息。领航车的定位信息包括领航车的高精度定位和航向角等信息。领航车的车辆行驶状态信息包括领航车的车速、制动踏板开度和方向盘转角等信息。
参照图1和图2，领航车定位系统用于获取领航车的定位信息，领航车OBU用于接收领航车定位系统获取的定位信息以及领航车CAN网络的车辆行驶状态信息，并将所接收到的信息广播出去。
参照图1和图2，跟随车上装备有跟随车编队装置、跟随车智能驾驶系统、跟随车VCU、跟随车驱动电机控制器、跟随车电池管理系统、跟随车多合一控制器、跟随车线控转向控制器、跟随车线控制动控制器、跟随车EPB控制器、跟随车仪表、跟随车TCAN其他部件和跟随车CAN网络。
参照图1和图2，跟随车编队装置包括跟随车定位系统、跟随车OBU、车辆编队控制器、车辆编队感知系统。跟随车CAN网络包括跟随车编队CAN网络、跟随车智能CAN网络、跟随车CAN1网络和跟随车CAN2网络。
参照图1和图2，跟随车VCU通过跟随车智能CAN网络和跟随车编队CAN网络与跟随车智能驾驶系统连接。为了切换方便，随车VCU通过切换开关分别与随车智能CAN网络和跟随车编队CAN网络连接，从而增加接入原车自动驾驶系统或车辆编队系统的切换功能。
参照图1和图2，跟随车VCU通过跟随车CAN1网络分别与跟随车驱动电机控制器、跟随车电池管理系统和跟随车多合一控制器连接，跟随车VCU通过跟随车CAN2网络分别与跟随车线控转向控制器、跟随车线控制动控制器、跟随车EPB控制器、跟随车仪表和跟随车TCAN其他部件连接。跟随车编队CAN网络分别与跟随车定位系统、跟随车OBU、车辆编队控制器、车辆编队感知系统、跟随车智能CAN网络和跟随车智能驾驶系统连接。
参照图1和图2，跟随车OBU含有两路CAN线，其中一路传输速率为500kbps，与跟随车编队CAN网络连接，用于接收跟随车定位系统获取的定位信息；另一路传输速率为250kbps，与跟随车CAN2网络连接，用于获取车辆行驶状态信息。跟随车的定位信息包括跟随车的高精度定位和航向角等信息。跟随车的车辆行驶状态信息包括跟随车的车速、制动踏板开度和方向盘转角等信息。
跟随车定位系统用于获取搭载该系统的车辆的定位信息。
跟随车OBU用于接收领航车OBU所广播的信息，并获取搭载该系统的跟随车的定位信息以及跟随车CAN网络的车辆行驶状态信息，将获取的信息广播出去。
车辆编队感知系统用于检测跟随车车辆前方障碍物，并将所检测到的障碍物信息以报文的形式发送给跟随车CAN网络。
参照图1和图2，跟随车编队控制器用于提取领航车与跟随车的定位信息、领航车的车辆行驶状态信息、跟随车的车辆行驶状态、障碍物信息，并在跟随车编队控制内进行计算分析，结合车辆编队感知系统并控制本车（跟随车）按所设计的车辆编队方式进行跟随行驶。
为了方便领航车和跟随车定位系统的标定，定位系统的主机机壳上标记的x方向需与车辆前进方向一致，领航车定位系统和跟随车定位系统的天线均为两个，分别安装于车辆前后方向的中心线上，领航车OBU和跟随车OBU的天线安装于车辆的车顶上。
领航车编队装置和跟随车编队装置采用12V或24V供电，电源由所搭载的汽车提供，可适配车辆自身的12V和24V供电系统。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种在自动驾驶车辆上实现车辆编队的装置，其特征在于：包括具有自动驾驶功能的领航车和至少一辆具有自动驾驶功能的跟随车，所述领航车上装备有领航车编队装置，所述跟随车上装备有跟随车编队装置；
所述领航车编队装置包括领航车定位系统和领航车OBU，所述领航车定位系统用于获取领航车的定位信息，所述领航车OBU用于接收领航车定位系统获取的定位信息以及领航车CAN网络的车辆行驶状态信息，并将所接收到的信息广播出去；
所述跟随车编队装置包括跟随车定位系统、跟随车OBU、车辆编队控制器、车辆编队感知系统，所述跟随车定位系统用于获取搭载该系统的车辆的定位信息，所述跟随车OBU用于接收领航车OBU所广播的信息，并获取搭载该系统的跟随车的定位信息以及跟随车CAN网络的车辆行驶状态信息，将获取的信息广播出去，车辆编队感知系统用于检测车辆前方障碍物，并将所检测到的障碍物信息发送给跟随车CAN网络，跟随车编队控制器用于提取领航车与跟随车的定位信息、车辆行驶状态信息、障碍物信息，并进行计算分析控制跟随车进行跟随行驶。
2.根据权利要求 1 所述的一种在自动驾驶车辆上实现车辆编队的装置，其特征在于：所述定位信息包括高精度定位和航向角信息。
3.根据权利要求 1 所述的一种在自动驾驶车辆上实现车辆编队的装置，其特征在于：所述车辆行驶状态信息包括车速、制动踏板开度和方向盘转角。
4.根据权利要求 1 所述的一种在自动驾驶车辆上实现车辆编队的装置，其特征在于：所述领航车内装备有领航车智能驾驶系统、领航车VCU、领航车驱动电机控制器、领航车电池管理系统、领航车多合一控制器、领航车线控转向控制器、领航车线控制动控制器、领航车EPB控制器和领航车仪表，所述领航车CAN网络包括领航车智能CAN网络、领航车CAN1网络和领航车CAN2网络，所述领航车VCU通过领航车智能CAN网络与领航车智能驾驶系统连接，所述领航车VCU通过领航车CAN1网络分别与领航车驱动电机控制器、领航车电池管理系统和领航车多合一控制器连接，所述领航车VCU通过领航车CAN2网络分别与领航车线控转向控制器、领航车线控制动控制器、领航车EPB控制器和领航车仪表连接。
5.根据权利要求 4 所述的一种在自动驾驶车辆上实现车辆编队的装置，其特征在于：所述领航车OBU含有两路CAN线，其中一路传输速率为500kbps，与领航车定位系统连接，用于接收领航车定位系统获取的定位信息；另一路传输速率为250kbps，与领航车CAN2网络连接，用于获取车辆行驶状态信息。
6.根据权利要求 1 所述的一种在自动驾驶车辆上实现车辆编队的装置，其特征在于：所述跟随车内装备有跟随车智能驾驶系统、跟随车VCU、跟随车驱动电机控制器、跟随车电池管理系统、跟随车多合一控制器、跟随车线控转向控制器、跟随车线控制动控制器、跟随车EPB控制器和跟随车仪表，所述跟随车CAN网络包括跟随车编队CAN网络、跟随车智能CAN网络、跟随车CAN1网络和跟随车CAN2网络，所述跟随车VCU通过跟随车智能CAN网络和跟随车编队CAN网络与跟随车智能驾驶系统连接，所述跟随车VCU通过跟随车CAN1网络分别与跟随车驱动电机控制器、跟随车电池管理系统和跟随车多合一控制器连接，所述跟随车VCU通过跟随车CAN2网络分别与跟随车线控转向控制器、跟随车线控制动控制器、跟随车EPB控制器和跟随车仪表连接，所述跟随车编队CAN网络分别与跟随车定位系统、跟随车OBU、车辆编队控制器、车辆编队感知系统、跟随车智能CAN网络和跟随车智能驾驶系统连接。
7.根据权利要求 6所述的一种在自动驾驶车辆上实现车辆编队的装置，其特征在于：所述跟随车OBU含有两路CAN线，其中一路传输速率为500kbps，与跟随车编队CAN网络连接，用于接收跟随车定位系统获取的定位信息；另一路传输速率为250kbps，与跟随车CAN2网络连接，用于获取车辆行驶状态信息。
8.根据权利要求 6 所述的一种在自动驾驶车辆上实现车辆编队的装置，其特征在于：所述跟随车VCU通过一切换开关分别与跟随车智能CAN网络和跟随车编队CAN网络连接。
9.根据权利要求 1 所述的一种在自动驾驶车辆上实现车辆编队的装置，其特征在于：所述领航车定位系统和跟随车定位系统的天线为均两个，分别安装于车辆的前后方向的中心线上，所述领航车OBU和跟随车OBU的天线安装于车辆的车顶上。
10.根据权利要求 1 所述的一种在自动驾驶车辆上实现车辆编队的装置，其特征在于：所述领航车编队装置和跟随车编队装置采用12V或24V供电。
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