一種智能車輛自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及車輛駕駛控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種智能車輛自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著人工智能、自動(dòng)控制等智能控制領(lǐng)域相關(guān)理論與技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多更加有效的智能算法被設(shè)計(jì)出來(lái)，不斷提升著智能車的智能控制能力，推動(dòng)了智能車從遙控到半自主控制、再到全自主控制的不斷發(fā)展，在智能車的發(fā)展過(guò)程中，底層自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)的性能始終是影響智能車智能控制能力的關(guān)鍵因素之一，自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)是指能夠接收上層智能控制系統(tǒng)的指令，以控制車輛的轉(zhuǎn)向、速度與擋位等運(yùn)動(dòng)特性的系統(tǒng)，自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)作為所有運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的最終執(zhí)行者，其執(zhí)行效果直接影響智能車能否準(zhǔn)確且實(shí)時(shí)地完成上層智能控制系統(tǒng)的控制指令，是整個(gè)智能車感知、規(guī)劃、推理以及決策等智能能力的基礎(chǔ)，是智能車輛的核心系統(tǒng)之一。
[0003]傳統(tǒng)的自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)機(jī)械加工非常困難，并且機(jī)械結(jié)構(gòu)之間的間隙會(huì)影響控制精度，同時(shí)額外加裝的電機(jī)增加能耗，且需要額外的電源系統(tǒng)，另外，這種對(duì)原車機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量的改造，容易對(duì)原車性能產(chǎn)生影響，當(dāng)人工駕駛時(shí)，人需要克服加裝電機(jī)的扭矩而增加了操作難度，且可靠性無(wú)法保證。
[0004]因此，為克服上述技術(shù)的不足而設(shè)計(jì)出一款使智能車在復(fù)雜環(huán)境下能夠以自主的方式完成各種動(dòng)作，操作難度低，簡(jiǎn)單可靠的一種智能車輛自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)，正是發(fā)明人所要解決的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種智能車輛自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)，其能夠滿足轉(zhuǎn)向、加速、制動(dòng)等指令的要求，操作難度低，具有較強(qiáng)的可靠性與穩(wěn)定性。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種智能車輛自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)，其包括智能控制計(jì)算機(jī)、PIC插槽、CAN卡、CAN總線、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、擋位控制系統(tǒng)、油門控制系統(tǒng)、制動(dòng)控制系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、擋位控制系統(tǒng)、油門控制系統(tǒng)、制動(dòng)控制系統(tǒng)分別通過(guò)CAN總線與智能控制計(jì)算機(jī)連接。
[0007]進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)包括方向盤、方向盤轉(zhuǎn)向柱、扭矩傳感器、切換開關(guān)、助力電機(jī)控制器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、轉(zhuǎn)向助力電機(jī)、絕對(duì)式光電編碼器、轉(zhuǎn)向自動(dòng)控制裝置，所述扭矩傳感器通過(guò)切換開關(guān)分別與助力電機(jī)控制器、轉(zhuǎn)向自動(dòng)控制裝置連接，所述助力電機(jī)控制器一端通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與轉(zhuǎn)向助力電機(jī)連接，所述助力電機(jī)控制器另一端與轉(zhuǎn)向助力電機(jī)連接，所述轉(zhuǎn)向助力電機(jī)與方向盤轉(zhuǎn)向柱連接，所述轉(zhuǎn)向助力電機(jī)通過(guò)絕對(duì)式光電編碼器與轉(zhuǎn)向自動(dòng)控制裝置連接，所述轉(zhuǎn)向自動(dòng)裝置通過(guò)CAN總線與智能控制計(jì)算機(jī)連接。
[0008]進(jìn)一步，所述油門控制系統(tǒng)包括油門踏板、踏板開度傳感器、切換開關(guān)、油門電機(jī)控制器、油門自動(dòng)控制裝置、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、油門開度電機(jī)、節(jié)氣門，所述油門踏板通過(guò)踏板開度傳感器與切換開關(guān)連接，所述切換開關(guān)一端與油門自動(dòng)控制裝置連接，所述油門自動(dòng)控制裝置通過(guò)CAN總線與智能控制計(jì)算機(jī)連接，所述切換開關(guān)另一側(cè)與油門電機(jī)控制器連接，所述油門電機(jī)控制器一端通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與油門開度電機(jī)連接，所述油門電機(jī)控制器另一端與油門開度電機(jī)連接，所述油門開度電機(jī)與節(jié)氣門連接。
[0009]進(jìn)一步，所述制動(dòng)控制系統(tǒng)包括制動(dòng)踏板、制動(dòng)主缸、原車ABS、制動(dòng)輪缸、壓力傳感器、制動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)、液壓制動(dòng)單元，所述制動(dòng)踏板與制動(dòng)主缸連接，所述制動(dòng)主缸與原車ABS連接，所述原車ABS與制動(dòng)輪缸連接，所述制動(dòng)輪缸通過(guò)壓力傳感器與制動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)連接，所述制動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)液壓制動(dòng)單元與制動(dòng)輪缸連接，所述液壓制動(dòng)單元與制動(dòng)主缸連接。
[0010]進(jìn)一步，所述擋位控制系統(tǒng)包括擋位自動(dòng)控制裝置、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、擋位步進(jìn)電機(jī)、霍爾傳感器、擋位絲杠結(jié)構(gòu)，所述擋位自動(dòng)控制裝置通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與擋位步進(jìn)電機(jī)連接，所述擋位步進(jìn)電機(jī)與擋位絲杠結(jié)構(gòu)連接，所述擋位絲杠結(jié)構(gòu)通過(guò)霍爾傳感器與擋位自動(dòng)裝置連接，所述擋位自動(dòng)控制裝置通過(guò)CAN總線與智能控制計(jì)算機(jī)連接。
[0011 ]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]1、本實(shí)用新型轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)通過(guò)使用一個(gè)單刀雙擲開關(guān)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)向助力電機(jī)控制器與扭矩傳感器及轉(zhuǎn)向自動(dòng)控制系統(tǒng)之間連接的切換，且在轉(zhuǎn)向柱上安裝了 10位絕對(duì)光電編碼器以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)向柱的轉(zhuǎn)接，使得其能夠以閉環(huán)方式精確地控制轉(zhuǎn)向角度。
[0013]2、本實(shí)用新型油門控制系統(tǒng)通過(guò)精確標(biāo)定了節(jié)氣門開度與兩路輸出電壓之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了油門開度的精確控制，并且解決了安裝節(jié)氣門開度傳感器較為困難、無(wú)法實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的情況，智能控制計(jì)算機(jī)發(fā)送的期望油門開度值就可以通過(guò)這種開環(huán)的方式進(jìn)行控制。
[0014]3、本實(shí)用新型通過(guò)在擋位控制系統(tǒng)的每個(gè)擋位位置均加裝了霍爾傳感器，通過(guò)爾傳感器，換擋拉桿每到達(dá)一個(gè)擋位，該霍爾傳感器就返回給擋位自動(dòng)控制系統(tǒng)一個(gè)信號(hào)，通過(guò)該信號(hào)可以判斷擋位拉桿是否已到達(dá)理想位置，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的精確控制。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是本實(shí)用新型油門控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[00?8]圖4是本實(shí)用新型液壓制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖。
[0019]圖5是本實(shí)用新型擋位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1-智能控制計(jì)算機(jī);2-PCI插槽;3-CAN卡;4-CAN總線;5-轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng);6-油門控制系統(tǒng);7-制動(dòng)控制系統(tǒng);8-擋位控制系統(tǒng);51 -方向盤;52-扭矩傳感器;53-切換開關(guān);54-助力電機(jī)控制器;55-電機(jī)驅(qū)動(dòng)器;56-轉(zhuǎn)向助力電機(jī);57-絕對(duì)式光電編碼器；58-轉(zhuǎn)向自動(dòng)控制裝置；59-方向盤轉(zhuǎn)向柱；61-油門踏板;62-踏板開度傳感器;63-切換開關(guān);64-油門電機(jī)控制器;65-電機(jī)驅(qū)動(dòng)器;66-油門開度電機(jī);67-節(jié)氣門；68_油門自動(dòng)控制裝置;71-制動(dòng)踏板;72-制動(dòng)主缸;73-原車ABS; 74-制動(dòng)輪缸;75-壓力傳感器;76-制動(dòng)自動(dòng)控制裝置;77-液壓制動(dòng)單元;81-擋位自動(dòng)控制裝置;82-步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器;83-擋位步進(jìn)電機(jī);84-擋位絲杠結(jié)構(gòu);85-霍爾傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型，應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落在申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0022]參見圖1是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)包括智能控制計(jì)算機(jī)1、PIC插槽2、CAN卡3、CAN總線4、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)5、油門控制系統(tǒng)6、制動(dòng)控制系統(tǒng)7、擋位控制系統(tǒng)8，轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)5、油門控制系統(tǒng)6、制動(dòng)控制系統(tǒng)7、擋位控制系統(tǒng)8分別通過(guò)CAN總線4與智能控制計(jì)算機(jī)1連接。
[0023]本實(shí)用新型系統(tǒng)采用分布式連接方式，四個(gè)子系統(tǒng)與智能控制計(jì)算機(jī)1之間的交互獨(dú)立進(jìn)行，互不干擾，這樣可以保證某一個(gè)子系統(tǒng)出現(xiàn)異常狀況時(shí)，其他子系統(tǒng)還可以正常工作，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，使用時(shí)，在智能控制計(jì)算機(jī)1的PCI插槽2中插入CAN卡3，通過(guò)CAN總線4與底層子系統(tǒng)進(jìn)行交互，智能控制計(jì)算機(jī)1可對(duì)四個(gè)子控制系統(tǒng)發(fā)送控制命令并實(shí)時(shí)監(jiān)控其執(zhí)行狀況，為了保證智能控制計(jì)算機(jī)1對(duì)底層子系統(tǒng)的絕對(duì)控制權(quán)，四個(gè)子控制系統(tǒng)中采用中斷方式接收CAN總線4的指令。
[0024]參見圖2是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)5包括方向盤51、扭矩傳感器52、切換開關(guān)53、助力電機(jī)控制器54、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器55、轉(zhuǎn)向助力電機(jī)56、絕對(duì)式光電編碼器57、轉(zhuǎn)向自動(dòng)控制裝置58、方向盤轉(zhuǎn)向柱59，扭矩傳感器52通過(guò)切換開關(guān)53分別與助力電機(jī)控制器54、轉(zhuǎn)向自動(dòng)控制裝置58連接，助力電機(jī)控制器54—端通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器55與轉(zhuǎn)向助力電機(jī)56連接，助力電機(jī)控制器54另一端與轉(zhuǎn)向助力電機(jī)56連接，轉(zhuǎn)向助力電機(jī)56與方向盤轉(zhuǎn)向柱59連接，轉(zhuǎn)向助力電機(jī)56通過(guò)絕對(duì)式光電編碼器57與轉(zhuǎn)向自動(dòng)控制裝置58連接，轉(zhuǎn)向自動(dòng)裝置58通過(guò)CAN總線4與智能控制計(jì)算機(jī)1連接。
[0025]以PIC18F458單片機(jī)為核心的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)5，該自動(dòng)控制系統(tǒng)具有10位并行數(shù)字量輸入端口、兩路互補(bǔ)為5V的模擬量輸出、并帶有CAN收發(fā)器PCA82C250的CAN模塊，然后將原車轉(zhuǎn)向自動(dòng)控制裝置58的輸出斷開，改由