[發明專利]一種基于模糊控制的無人駕駛車輛轉向盤控制系統及方法

在審

• 申請號: 201810830258.2
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN108944899A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 韓毅;高原;金京;楊光峰
• 申請（專利權）人: 南京威爾瑞智能科技有限公司
• 主分類號: B60W10/20
• 分類號: B60W10/20;B60W30/045;B60W40/06
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司 32234
• 代理人: 張漢欽

本發明公開了一種基于模糊控制的無人駕駛車輛轉向盤控制系統，包括圖像采集單元、GPS導航單元、雷達單元、處理單元和轉向單元，所述圖像采集單元采集道路情況和道路邊緣線的信息，所述GPS導航單元確定汽車行駛過程中汽車信息和道路信息，所述雷達單元用于識別道路上的障礙物，所述處理單元規劃汽車行駛路線，控制所述轉向單元的轉向，利用各部件實現無人駕駛車輛的轉向。通過上述方式，本發明通過控制系統各部件，從而控制無人駕駛汽車的轉向，使得車輛取得良好的響應，實現平穩轉向方向，達到自動轉向的正確性、穩定性、實時性、及時性等優點。

技術領域

本發明涉及汽車控制領域，特別是涉及一種基于模糊控制的無人駕駛車輛轉向盤控制系統及方法。

背景技術

無人駕駛汽車又稱為全自主自控駕駛汽車，也可以稱之為輪式移動機器人，它一般是利用車載傳感器來感知車輛周圍環境，并根據感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息，控制車輛的轉向和速度，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。它是集自動控制、體系結構、人工智能、視覺計算、程序設計、組合導航、信息融合等多種高科技為一體，是當代計算機科學、模式識別、控制技術的高度結合和發展的產物。而無人駕駛車輛的轉向裝置控制性能是衡量無人車系統性能最關鍵、最重要指標之一，方向控制性能包括自動轉向的正確性、穩定性、實時性、及時性等。無人駕駛車輛的轉向控制裝置是保證無人駕駛車輛方向控制性能的關鍵，然而目前無人駕駛車輛的轉向控制裝置還沒有一個最優的控制方法能夠合理規劃汽車行駛路徑并準確調整。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種基于模糊控制的無人駕駛車輛轉向盤控制系統及方法，能使汽車按最佳路徑行駛。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種基于模糊控制的無人駕駛車輛轉向盤控制系統，包括圖像采集單元、GPS導航單元、雷達單元、處理單元和轉向單元，所述圖像采集單元采集道路情況和道路邊緣線的信息，所述GPS導航單元確定汽車行駛過程中汽車信息和道路信息，所述雷達單元用于識別道路上的障礙物，所述處理單元規劃汽車行駛路線，控制所述轉向單元的轉向。

在本發明一個較佳實施例中，所述圖像采集單元包括CCD攝像頭，所述CCD攝像頭設置于汽車的頂部。

在本發明一個較佳實施例中，所述汽車信息包括車速信息和位置信息。

在本發明一個較佳實施例中，所述雷達單元包括毫米波雷達，所述毫米波雷達設置于汽車的前部。

提供一種基于模糊控制的無人駕駛車輛轉向盤控制方法，包括步驟為：（1）圖像采集單元采集道路信息，GPS導航單元采集汽車行駛信息，所述道路信息和所述汽車行駛信息發送給處理單元；（2）所述處理單元利用收到的所述道路信息和所述汽車行駛信息處理得到道路邊界信息，利用所述道路邊界信息得到道路中線，根據所述道路中線得到汽車行駛路徑；（3）所述處理單元根據所述汽車行駛路線控制轉向單元的轉向。

在本發明一個較佳實施例中，步驟（2）中所述道路邊界信息包括道路邊緣線位置信息，根據所述道路邊緣線位置信息得到道路中線

在本發明一個較佳實施例中，步驟（2）中根據所述道路中線得到汽車行駛路徑的具體步驟為：檢測得到的道路中線是否有彎曲趨勢，若無彎曲趨勢，汽車沿當前方向繼續行駛，如檢測到有彎曲趨勢，則開始規劃汽車行駛路徑。

在本發明一個較佳實施例中，步驟（2）中汽車行駛路徑中直角轉彎的計算為：分別計算最大轉向半徑Rmax和最小轉向半徑Rmin，最佳轉向半徑R=（Rmax+Rmin）/2。

在本發明一個較佳實施例中，步驟（2）中汽車行駛路徑中曲線轉彎的計算為：將所得到的道路中線的曲線擬合成數段直線，分別求得其相鄰兩段的外接圓弧，所述圓弧為最佳轉向路徑。

在本發明一個較佳實施例中，步驟（3）中具體步驟為：實時求得汽車當前航向角與最佳轉向路徑切線的夾角，利用閉環模糊負反饋控制系統控制汽車轉向單元的轉向角度。