CN117622226A - 一种无人驾驶车辆风险应急停车装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无人驾驶车辆风险应急停车装置，车辆自动驾驶异常状态监测模块用于监测车内自动驾驶系统的运行状态，并收集自动驾驶系统的故障报警信息，并根据故障报警信息判断车辆自动驾驶系统是否脱离风险，若是，则向应急制动触发装置发出异常报警信息；应急制动触发装置用于根据异常报警信息和使用者的人工操作产生应急制动控制触发输入信号；应急制动决策控制模块用于根据应急制动控制触发输入信号和车内的车辆ECU的车辆控制信号进行最高优先级的判断，得到优先级信息；制动执行机构用于根据优先级信息进行应急制动控制的优先响应，以使车辆进行紧急制动。本发明可自感知自动驾驶系统故障和自动驾驶行为异常，辅助人员进行紧急情况判断。
Description
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，特别是涉及一种无人驾驶车辆风险应急停车装置。
背景技术
受车辆智能科技变革的冲击，未来的生产模式、车辆交通出行方式以及与车辆有关的产品消费结构以及社会行为模式都会出现巨大改变。不仅如此，新技术应用为道路交通安全带来新的挑战。近几年交通事故中，一个新出现的特点是由智能电动汽车失控所导致的人员伤亡事故数量增加，事故主要表现为车辆行驶过程中突然加速、无法制动导致车辆失控。
车辆失控是导致交通事故的重要因素，是深层次解决道路交通安全的关键问题。智能车辆事故暴露出车辆失控状态下应急处置手段的缺失，严重影响车辆本质安全水平。自动驾驶车辆引起自动化程度高、自动控制复杂，更需要有效、可靠的应急处置手段，避免风险，在系统故障发生时可靠保障车辆和人身安全。
现阶段已存在通过简单控制开关控制车辆紧急制动的应急风险处置技术，但技术过于简单，不适用于自动驾驶车辆。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种无人驾驶车辆风险应急停车装置。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种无人驾驶车辆风险应急停车装置，包括：车辆自动驾驶异常状态监测模块、应急制动触发装置、应急制动决策控制模块和制动执行机构；
所述车辆自动驾驶异常状态监测模块与所述应急制动触发装置连接；所述应急制动触发装置与所述应急制动决策控制模块连接；所述应急制动决策控制模块与所述制动执行机构连接；
所述车辆自动驾驶异常状态监测模块用于监测车内自动驾驶系统的运行状态，并收集自动驾驶系统的故障报警信息，并根据所述故障报警信息判断车辆自动驾驶系统是否脱离风险，若是，则向所述应急制动触发装置发出异常报警信息；所述应急制动触发装置用于根据所述异常报警信息和使用者的人工操作产生应急制动控制触发输入信号；所述应急制动决策控制模块用于根据所述应急制动控制触发输入信号和车内的车辆ECU的车辆控制信号进行最高优先级的判断，得到优先级信息；所述制动执行机构用于根据所述优先级信息进行应急制动控制的优先响应，以使车辆进行紧急制动。
优选地，还包括：辅助安全执行机构；
所述辅助安全执行机构与所述应急制动决策控制模块连接，所述辅助安全执行机构用于根据所述优先级信息进行辅助安全动作。
优选地，所述辅助安全动作包括开启车内车外蜂鸣报警、开启危险警示灯和开启车门。
优选地，还包括：数据存储模块；
所述数据存储模块与所述应急制动决策控制模块连接，所述数据存储模块用于对所述应急制动决策控制模块中的应急制动事件进行存储和上传。
优选地，所述应急制动触发装置包括：驾驶舱内触发开关、乘员舱内触发开关和远程触发开关；所述乘员舱内触发开关设置有误触发保护机构。
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：
本发明提供了一种无人驾驶车辆风险应急停车装置，包括：车辆自动驾驶异常状态监测模块、应急制动触发装置、应急制动决策控制模块和制动执行机构；所述车辆自动驾驶异常状态监测模块与所述应急制动触发装置连接；所述应急制动触发装置与所述应急制动决策控制模块连接；所述应急制动决策控制模块与所述制动执行机构连接；所述车辆自动驾驶异常状态监测模块用于监测车内自动驾驶系统的运行状态，并收集自动驾驶系统的故障报警信息，并根据所述故障报警信息判断车辆自动驾驶系统是否脱离风险，若是，则向所述应急制动触发装置发出异常报警信息；所述应急制动触发装置用于根据所述异常报警信息和使用者的人工操作产生应急制动控制触发输入信号；所述应急制动决策控制模块用于根据所述应急制动控制触发输入信号和车内的车辆ECU的车辆控制信号进行最高优先级的判断，得到优先级信息；所述制动执行机构用于根据所述优先级信息进行应急制动控制的优先响应，以使车辆进行紧急制动。本发明可自感知自动驾驶系统故障和自动驾驶行为异常，辅助人员进行紧急情况判断。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的装置结构示意图；
图2为本发明实施例提供的装置部件功能连接示意图；
图3为本发明实施例提供的操作功能逻辑示意图；
图4为本发明实施例提供的干扰信息屏蔽策略示意图；
图5为本发明实施例提供的应急制动控制模块结构示意图。
附图标记说明：
1-车辆自动驾驶异常状态监测模块、2-应急制动触发装置、3-应急制动决策控制模块、4-制动执行机构。
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无人驾驶车辆风险应急停车装置，可自感知自动驾驶系统故障和自动驾驶行为异常，辅助人员进行紧急情况判断。
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。
图1为本发明实施例提供的装置结构示意图，如图1所示，本发明提供了一种无人驾驶车辆风险应急停车装置，包括：车辆自动驾驶异常状态监测模块1、应急制动触发装置2、应急制动决策控制模块3和制动执行机构4；
所述车辆自动驾驶异常状态监测模块1与所述应急制动触发装置2连接；所述应急制动触发装置2与所述应急制动决策控制模块3连接；所述应急制动决策控制模块3与所述制动执行机构4连接；
所述车辆自动驾驶异常状态监测模块1用于监测车内自动驾驶系统的运行状态，并收集自动驾驶系统的故障报警信息，并根据所述故障报警信息判断车辆自动驾驶系统是否脱离风险，若是，则向所述应急制动触发装置2发出异常报警信息；所述应急制动触发装置2用于根据所述异常报警信息和使用者的人工操作产生应急制动控制触发输入信号；所述应急制动决策控制模块3用于根据所述应急制动控制触发输入信号和车内的车辆ECU的车辆控制信号进行最高优先级的判断，得到优先级信息；所述制动执行机构4用于根据所述优先级信息进行应急制动控制的优先响应，以使车辆进行紧急制动。
如图2所示和图3所示，本实施例中本发明自动驾驶车辆应急停车系统主要包括车辆自动驾驶异常状态监测模块1、应急制动触发装置2、应急制动决策控制模块3、制动执行机构4四大核心组成部分实现自动驾驶车辆危险情况下应急风险处置功能，为自动驾驶车辆自动行驶异常提供应急安全防护手段。自动驾驶车辆应急停车系统可以由人员（自动驾驶车辆安全员、乘员、远程监控人员）根据自行判断触发应急制动控制，也可以通过车辆自动驾驶异常状态监测模块1预警信息人工触发应急制动控制，实现自动驾驶车辆紧急情况下应急风险处置操作。
具体系统组成及功能如下：
（1）车辆自动驾驶异常状态监测模块1。自动驾驶车辆异常状态监测模块用于监测车内自动驾驶系统运行状态，收集自动驾驶系统故障报警信息，当判断车辆自动驾驶系统脱离风险时，将发出异常报警。异常报警包括车内报警及远程报警。车内报警通过自动驾驶异常状态监测模块中的声光报警模块，在系统判断异常后，触发报警控制，进行车内报警，提示自动驾驶车辆安全员或乘客进行紧急操作。远程报警适用于车内安全员或车内无人的自动驾驶车辆。在系统判断异常后，立刻将报警请求信息通过5G（不限无线通信方式，时延小于20ms）传输至远程监控端，提示自动驾驶远程监控人员进行紧急操作。
（2）应急制动触发装置2。应急触发装置可以通过人工按压（抽拔等简单动作）的方式操作，可产生应急制动控制触发输入信号。应急制动触发装置2分为舱内应急触发装置和远程应急触发装置。其中舱内应急触发装置分为驾驶区应急触发装置和乘员区应急触发装置，乘员区应急触发装置设置误触发保护机构，乘员仅解除误触发保护后方可操作。所有应急触发装置有复位保护模块，人为操作后都无法自动复位，需要停车后，操作复位开关后将应急制动触发装置2。
（3）应急制动决策控制模块3。具有应急制动优先控制功能，应急安全协同控制功能。
1）应急制动优先控制功能。在车辆控制系统中，独立于其他控制单元，接受所有车辆运动控制（转向、制动、加速）信号，具有车辆运动控制优先级决策功能，可独立控制制动功能的ECU模块。当应急制动决策控制模块3接收到任意应急制动触发装置2发出的应急制动控制触发请求信号时，将其列为最高优先级。应急制动决策控制模块3前端与应急制动触发装置2连接及中央控制单元连接（通信连接）后端与制动执行机构4相连。可以接受到来自各方应急制动触发装置2发出的应急制动控制信息，输出具有最高优先级的应急制动控制信号控制制动执行机构4完成应急制动操作。
2）应急安全协同控制功能。在触发应急制动后，应急制动决策控制模块3可以判断车速情况在车辆静止状态后发出应急安全协同控制信号，主要包括控制车内外警报、开启危险警示灯、开启车门、控制数据记录系统进行危险信息远程上传。
具体的，应急制动决策控制模块3能够实现CAN总线上的干扰控制信号的优先响应。触发一键式车辆风险应急停车功能后，此功能在决策执行中具有最高优先级，为了确保始终保持觉得优先级，系统中应急决策控制模块采取以下最高优先级控制策略。
为了确保无人驾驶汽车失控时，其他控制信号对应急停车干扰，应急制动决策模块执行如图4所示的干扰信息屏蔽策略。
1，应急制动决策控制模块对一切非车辆运动控制信号屏蔽；
2，应急制动决策控制模块判断车辆加速控制信号，将其屏蔽；
3，应急制动决策模块只有对CAN网络中的制动控制信号进行判断响应，当当前出现的制动信号调动的制动强度Mr小于应急制动所执行的制动强度Mo时，屏蔽不响应，当当前出现的制动信号调动的制动强度Mr大于应急制动所执行的制动强度Mo时，为了确保安全，执行更大强度的制动信号。
综上，来确保在风险出现的紧急时刻，应急制动控制具有优先级响应。
进一步地，本实施例中应急制动决策控制模块3还能够实现系统开关端信号的优先响应。由图2中可以看到，系统可以由车内驾驶员（安全员）、车内乘员以及远程安全员通过开关触发控制，以适应不同级别和智能化水平自动驾驶车辆的风险处置。应急制动控制响应原则是车内驾驶员（安全员）优先级最高、远程安全员次之，乘员最后。
如图5所示，本实施例中的应急制动决策控制模块3中内嵌有应急制动控制模块，其能够根据车辆具体配置不同，将可能调用车辆的AEBS、EBS或直接控制制动执行机构实现制动操作。特别强调的是，不同于一般技术，应急制动模块在控制上使用硬线连接，不共用车辆总线，不多路通信，确保应急控制的安全性。
（4）制动执行机构4。制动执行机构4为车辆固有制动执行部件，可以接受应急制动决策控制模块3控制，对应急制动控制进行优先响应，最短时间内提供最大制动力，实现车辆紧急情况下制动直至停车。
（5）数据存储模块（独立数据记录模块）。具备应急制动事件独立存储和远程上传功能。可接受应急制动决策控制模块3的控制，应急制动事件独立存储和远程上传。
本发明的有益效果如下：
（1）现阶段的应急制动技术，仅通过人工判断可能出现潜在风险触发实现车辆紧急制动效果，不适用于自动驾驶车辆的应急风险处置，易造成风险处置不及时的情况。高级别自动驾驶车辆，不要求车内安全员或远程人员实施做好接管车辆准备，但由于自动驾驶车辆自动驾驶系统控制复杂，当自动驾驶系统故障或运行脱离时，安全员很难第一时间察觉，做出及时判断。本发明中，设计了自动驾驶行驶异常预警模块，可以在安全员人工判断的同时，通过自动驾驶行驶异常预警辅助安全员做出是否触发应急制动装置的决策，提升了应急处置能力。
（2）现阶段应急制动技术，仅通过开关，直接控制车辆的制动系统，未考虑应急制动造作执行与车辆当前行驶控制的兼容性和优先级，易造成同时发生危险时，车辆转向、制动、加速与应急制动叠加导致车辆失控，进而发生更严重的风险。本发明设计了应急制动决策控制模块，可以进行应急制动优先级判断，将应急制动控制请求响应成为最高优先级控制信息的同时，屏蔽其他控制信息，避免自动驾驶系统发生故障后错乱执行其他控制信息导致车辆失控。
（3）针对当前车内应急制动技术操作空间具有局限性，没有考虑到车内无人自动驾驶运营业态，当车内无人情况下，当发生自动驾脱离的情况下，无法通过远程手段第一时间控制车辆制动的问题。本发明设计远程应急控制触发装置，可以通过无线通信方式，控制车辆在失控情况下及时采取应急制动操作。
（4）针对现阶段自动驾驶远程接管通常以模拟驾舱的形式实现，这样的远程接管适用于非紧急自动驾驶系统接管，以及自动驾驶汽车停车后脱困。当短时间内发生自动驾驶系统脱离或者车辆失控时，要求远程人员通过方向盘和刹车踏板控制车辆应急处置是不现实的，甚至会因为接管不及时及误操作造成更严重的事故，因此简单有效的远程制动触发是最有效的手段。本发明设计远程应急控制触发装置，采用一键触发的方式，可以通过无线通信方式，快速响应远程人员的应急处置命令，直接、高效。
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)
1.一种无人驾驶车辆风险应急停车装置，其特征在于，包括：车辆自动驾驶异常状态监测模块、应急制动触发装置、应急制动决策控制模块和制动执行机构；
所述车辆自动驾驶异常状态监测模块与所述应急制动触发装置连接；所述应急制动触发装置与所述应急制动决策控制模块连接；所述应急制动决策控制模块与所述制动执行机构连接；
所述车辆自动驾驶异常状态监测模块用于监测车内自动驾驶系统的运行状态，并收集自动驾驶系统的故障报警信息，并根据所述故障报警信息判断车辆自动驾驶系统是否脱离风险，若是，则向所述应急制动触发装置发出异常报警信息；所述应急制动触发装置用于根据所述异常报警信息和使用者的人工操作产生应急制动控制触发输入信号；所述应急制动决策控制模块用于根据所述应急制动控制触发输入信号和车内的车辆ECU的车辆控制信号进行最高优先级的判断，得到优先级信息；所述制动执行机构用于根据所述优先级信息进行应急制动控制的优先响应，以使车辆进行紧急制动。
2.根据权利要求1所述的无人驾驶车辆风险应急停车装置，其特征在于，还包括：辅助安全执行机构；
所述辅助安全执行机构与所述应急制动决策控制模块连接，所述辅助安全执行机构用于根据所述优先级信息进行辅助安全动作。
3.根据权利要求2所述的无人驾驶车辆风险应急停车装置，其特征在于，所述辅助安全动作包括开启车内车外蜂鸣报警、开启危险警示灯和开启车门。
4.根据权利要求1所述的无人驾驶车辆风险应急停车装置，其特征在于，还包括：数据存储模块；
所述数据存储模块与所述应急制动决策控制模块连接，所述数据存储模块用于对所述应急制动决策控制模块中的应急制动事件进行存储和上传。
5.根据权利要求1所述的无人驾驶车辆风险应急停车装置，其特征在于，所述应急制动触发装置包括：驾驶舱内触发开关、乘员舱内触发开关和远程触发开关；所述乘员舱内触发开关设置有误触发保护机构。
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