本發(fā)明涉及汽車的自動控制技術(shù)，特別是涉及一種汽車自動駕駛系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
隨著我國汽車持有量的增加，道路交通擁堵現(xiàn)象越來越嚴重，每年發(fā)生的交通事故也在不斷上升，為了更好的解決這一問題，研究和開發(fā)汽車自動駕駛系統(tǒng)很有必要。現(xiàn)有的一種汽車自動駕駛系統(tǒng)是由裝在駕駛室的攝像機和圖像識別系統(tǒng)辨別駕駛環(huán)境，然后由車載主控計算機、GPS定位系統(tǒng)和路徑規(guī)劃軟件根據(jù)預先存好的道路地圖等信息對車輛進行導航，在車輛的當前位置和目的地之間規(guī)劃出合理的行駛路徑將車輛導向目的地。上述汽車自動駕駛系統(tǒng)中，由于道路地圖是預存于車輛內(nèi)，其數(shù)據(jù)的更新依賴于駕駛員的人工操作，更新頻率不能夠保證，并且，即使駕駛員能夠做到及時更新，也可能由于現(xiàn)有資源里沒有關(guān)于道路的最新信息而使得最終得到的資料不能夠反應當下的道路情況，最終造成行車路線不合理，導航準確率不高，給行車帶來不便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明提供一種可及時更新道路信息、導航準確率較高的汽車自動駕駛系統(tǒng)。本發(fā)明提供的一種汽車自動駕駛系統(tǒng)，包括車輛控制單元、定位系統(tǒng)、信息收發(fā)裝置以及線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所述車輛控制單元通過定位系統(tǒng)記錄行車路線，并通過信息收發(fā)裝置與城市道路監(jiān)控中心進行信息交換，對城市道路監(jiān)控中心提供的道路信息進行修正，還通過線控轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)記錄方向盤的動作，并綜合定位系統(tǒng)的定位功能對轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)進行修正，在激活自動駕駛功能時，車輛控制單元根據(jù)選定路段的道路信息、路況信息以及轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)對車輛進行自動駕駛控制。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述道路信息包括城市地圖、路段長度、路口位置、紅綠燈位置、各路段紅綠燈數(shù)量、紅綠燈之間的距離、紅綠燈的時間間隔。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述汽車自動駕駛系統(tǒng)還包括攝像頭，所述車輛控制單元通過攝像頭采集道路信息和車輛周圍信息，獲取前后車的車距以及相對車速，還在自動駕駛時根據(jù)所述道路信息和車輛周圍信息對車輛進行控制。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述汽車自動駕駛系統(tǒng)與汽車的驅(qū)動電機相連，所述車輛控制單元在自動駕駛時根據(jù)輸入的限制車速、選定的路段和當前路況，首先利用接近原則通過對驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速控制控制行車速度，在行車速度接近限制車速時，通過對驅(qū)動電機的輸出轉(zhuǎn)速的比例積分調(diào)節(jié)使車速保持穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述汽車自動駕駛系統(tǒng)與汽車的聲音報警器相連，所述車輛控制單元在車輛接近自動駕駛目的地時，控制聲音報警器發(fā)出報警音，告知駕駛員將要到達目的地，并將車速降至一預定車速。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述汽車自動駕駛系統(tǒng)與汽車后方的車輛警示燈相連，所述車輛控制單元在車輛接近目的地時自動打開車輛警示燈。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述車輛控制單元在每次汽車啟動前，自動檢測汽車自動駕駛系統(tǒng)中各部件的狀況并驗證系統(tǒng)狀態(tài)，在檢測到汽車自動駕駛系統(tǒng)運行正常的情況下，允許啟用汽車自動駕駛系統(tǒng)；在檢測到汽車自動駕駛系統(tǒng)運行異常時，自動禁止汽車自動駕駛系統(tǒng)的啟 用；當所述汽車自動駕駛系統(tǒng)因系統(tǒng)異常被禁止之后，車輛控制單元只有在整車執(zhí)行下電再上電操作之后，才會再次對汽車自動駕駛系統(tǒng)進行自檢。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述汽車自動駕駛系統(tǒng)與汽車的儀表盤警示燈相連，所述車輛控制單元在檢測到汽車自動駕駛系統(tǒng)運行異常時，控制儀表盤警示燈不停閃爍，告知駕駛員當前車輛狀況。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在自動駕駛系統(tǒng)運行的過程中，所述車輛控制單元根據(jù)設(shè)于汽車控制面板上的自駕功能終止鍵的輸入命令強行退出自動駕駛系統(tǒng)，所述汽車自動駕駛系統(tǒng)被強行退出后，車輛控制單元只有在整車執(zhí)行下電再上電的操作之后，才會再次對汽車自動駕駛系統(tǒng)進行自檢。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在車輛到達運行目的地之后，所述車輛控制單元根據(jù)設(shè)于汽車控制面板上的自駕功能終止鍵的輸入命令而正常退出自動駕駛系統(tǒng)，所述汽車自動駕駛系統(tǒng)正常退出后，不用執(zhí)行整車下電再上電的操作，即可再次激活自動駕駛功能。本發(fā)明的汽車自動駕駛系統(tǒng)是通過車輛控制單元的自學習功能，利用定位系統(tǒng)記錄駕駛員的行車路線，并通過和城市道路中心的數(shù)據(jù)交互，修正、完善道路信息。當駕駛員疲勞時，可以通過控制面板激活自動駕駛功能并設(shè)置一個限制車速，根據(jù)修正的道路信息，利用車輛控制單元自動控制電機轉(zhuǎn)矩輸出和車輛轉(zhuǎn)向的方法，降低駕駛員的駕駛負擔，緩解駕駛員的疲勞。同時，由于本發(fā)明的汽車自動駕駛系統(tǒng)與城市道路中心有實時數(shù)據(jù)的交互，可及時更新道路信息、提高導航準確率，并可大大減少車輛超速、闖紅燈等違規(guī)事情的發(fā)生，進而減少車禍的發(fā)生幾率，一定程度上保證了駕駛員的安全。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上 述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。附圖說明圖1所示為本發(fā)明汽車自動駕駛系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖。圖2所示為本發(fā)明汽車自動駕駛系統(tǒng)的工作流程示意圖。具體實施方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的汽車自動駕駛系統(tǒng)其具體實施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。圖1所示為本發(fā)明汽車自動駕駛系統(tǒng)的框架示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的汽車自動駕駛系統(tǒng)包括車輛控制單元、定位系統(tǒng)（車載GPS）、信息收發(fā)裝置、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及攝像頭。其中，車輛控制單元通過定位系統(tǒng)記錄車輛的行駛路線，并通過信息收發(fā)裝置以GPRS通訊或者3G通訊的方式，實現(xiàn)與城市道路監(jiān)控中心的信息交互，由城市道路監(jiān)控中心獲得城市地圖、路段長度、路口位置、紅綠燈位置、各路段紅綠燈數(shù)量、紅綠燈之間的距離、紅綠燈的時間間隔等道路信息，并通過多次行車時定位系統(tǒng)獲得的行車路線、停車位置、停車間隔等信息對上述道路信息進行修正。車輛控制單元通過線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)記錄駕駛員對方向盤的操作，并綜合定位系統(tǒng)的定位功能對轉(zhuǎn)彎位置、轉(zhuǎn)彎半徑等信息進行記錄，進而對城市道路監(jiān)控中心提供的道路信息中的道路彎度和路口轉(zhuǎn)角彎度等轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)進行修正，完善道路信息，并在后期駕駛過程中，進行進一步的驗證和校正。車輛控制單元通過設(shè)于車輛周圍的攝像頭，采集路上障礙物、道路寬度等道路信息以及車輛周圍信息，獲取前后左右車輛的車距以及相對車速，便于汽車自動駕駛系統(tǒng)在控制車輛時根據(jù)上述信息而對車輛進行 控制。如圖2所示，當駕駛員通過按壓或旋轉(zhuǎn)汽車的控制面板上設(shè)置的自駕功能開啟鍵激活自動駕駛功能后，車輛控制單元根據(jù)修正后的道路信息和GPS的定位功能判定當前車輛和紅綠燈、路口以及彎道之間的距離，根據(jù)駕駛員在控制面板上輸入的限制車速和選定的路段、由城市道路監(jiān)控中心獲得的當前路況、通過攝像頭采集到當前道路信息和車輛周圍信息，通過對汽車驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩控制而合理控制行車速度及提速過程，并根據(jù)修正后的道路信息和由線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)獲得的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)控制汽車的轉(zhuǎn)向。需要說明的是，車輛控制單元對驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速控制采用接近原則，對上升斜率進行限制。當車速達到限制車速的80%時，上升斜率限制增加，上升速度減緩。當車速接近限制車速時，根據(jù)前后車距、相對車速、道路彎道需求等路況信息，對驅(qū)動電機的輸出轉(zhuǎn)速進行PI調(diào)節(jié)（proportionalintegralcontroller，比例積分調(diào)節(jié)），使車速穩(wěn)定輸出。當車輛接近路口或者紅綠燈需要停車時，車輛控制單元根據(jù)距離路口或者紅綠燈的距離、前后車輛之間的車距以及相對車速，對車速進行控制。當車輛接近自動駕駛目的地時，車輛控制單元會控制汽車的聲音報警器發(fā)出聲音報警，告知駕駛員將要到達目的地，并將車速降至一預定車速（例如為10km/h），同時開啟位于車輛后方的車輛警示燈，以警告后面車輛。在聲音報警響起后，駕駛員可按壓或旋轉(zhuǎn)控制面板上設(shè)置的聲音報警控制鍵關(guān)掉報警音。若駕駛員不需要聲音報警，則可在發(fā)出報警音之前通過控制面板上的聲音報警控制鍵，手動取消聲音報警功能。為使駕駛員可以及時得知汽車自動駕駛系統(tǒng)是否正常，車輛控制單元設(shè)有一安全監(jiān)測模塊，安全監(jiān)測模塊在每次汽車啟動之前，都會運行針對汽車自動駕駛系統(tǒng)的程序代碼，檢測汽車自動駕駛系統(tǒng)中各部件的 狀況并驗證系統(tǒng)狀態(tài)。在檢測到汽車自動駕駛系統(tǒng)運行正常的情況下，允許啟用汽車自動駕駛系統(tǒng)；當檢測到汽車自動駕駛系統(tǒng)運行異常時，自動禁止汽車自動駕駛系統(tǒng)的啟用，并不停閃爍儀表盤警示燈，告知駕駛員當前車輛狀況。在汽車自動駕駛系統(tǒng)被禁止之后，只有整車執(zhí)行下電再上電操作之后，安全監(jiān)測模塊才會再次對汽車自動駕駛系統(tǒng)進行自檢，并判定是否允許啟用。在自動駕駛系統(tǒng)運行的過程中，若駕駛員想終止自動駕駛功能，可以通過按下或旋轉(zhuǎn)控制面板上所設(shè)的自駕功能終止鍵，強行退出自動駕駛功能。退出后，驅(qū)動電機的驅(qū)動狀態(tài)會維持在自動駕駛狀態(tài)一段時間，除非駕駛員踩下加速踏板或者制動踏板。在程序運行過程中終止自動駕駛功能，需要整車執(zhí)行下電再上電的操作之后，方可再次自檢使用。若車輛到達運行目的地之后，警報聲響起，駕駛員按下自駕功能終止鍵，正常退出自動駕駛功能，但是該功能可以再次使用，不用執(zhí)行下電再上電的操作，即可再次激活該功能。綜上所述，本發(fā)明的汽車自動駕駛系統(tǒng)是通過車輛控制單元的自學習功能，利用定位系統(tǒng)記錄駕駛員的行車路線，并通過和城市道路中心的數(shù)據(jù)交互，修正、完善道路信息。當駕駛員疲勞時，可以通過控制面板激活自動駕駛功能并設(shè)置一個限制車速，根據(jù)修正的道路信息，利用車輛控制單元自動控制電機轉(zhuǎn)矩輸出和車輛轉(zhuǎn)向的方法，降低駕駛員的駕駛負擔，緩解駕駛員的疲勞。同時，由于本發(fā)明的汽車自動駕駛系統(tǒng)與城市道路中心有實時數(shù)據(jù)的交互，可及時更新道路信息、提高導航準確率，并可大大減少車輛超速、闖紅燈等違規(guī)事情的發(fā)生，進而減少車禍的發(fā)生幾率，一定程度上保證了駕駛員的安全。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定 本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。