[實(shí)用新型]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和安全距離移線工況自動(dòng)駕駛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820986732.6
• 申請(qǐng)日: 2018-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208393354U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙又群;張興龍;張?chǎng)╆?/a>;張桂玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B60W50/00
• 分類號(hào): B60W50/00;G05D1/00;G05D1/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張婷婷

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和安全距離移線工況自動(dòng)駕駛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、安全預(yù)警系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。其控制方法為通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集汽車在行駛過(guò)程中的環(huán)境信息和汽車狀態(tài)信息，將采集到的環(huán)境信息和汽車狀態(tài)信息輸入到安全預(yù)警系統(tǒng)中并判斷汽車是否需要橫向操縱來(lái)避免發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)需要橫向操縱時(shí)，將采集到的信息輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模型中，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模型求出汽車所需的操縱輸入，最后利用得到的操縱輸入控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成操縱任務(wù)。本實(shí)用新型不僅滿足了自動(dòng)駕駛汽車的駕駛需求，還能在實(shí)際過(guò)程中不斷地學(xué)習(xí)與改進(jìn)；該控制系統(tǒng)提高了縱、橫向運(yùn)動(dòng)的安全性和快速性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于智能車自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和安全距離移線工況自動(dòng)駕駛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著近年來(lái)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)汽車保有量逐年增加，城市道路擁堵，交通事故頻發(fā)等成為了我國(guó)道路安全管制的一大難題。在對(duì)交通事故的分析中，駕駛員無(wú)疑是人-車-路環(huán)節(jié)里最薄弱的一環(huán)。于是減少駕駛員對(duì)行車安全的影響，成為了大家首要考慮的問(wèn)題。基于此，自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展成了各大企業(yè)競(jìng)相追逐的目標(biāo)。

然而，目前市面上可以見(jiàn)到的自動(dòng)駕駛技術(shù)尚處于起步階段，存在些許不足之處。一方面，其自動(dòng)駕駛程度較低，僅對(duì)縱向車速進(jìn)行控制，不能實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向、加減速的協(xié)同控制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)汽車的橫向操縱功能；另一方面，自動(dòng)駕駛車輛可看做存在一個(gè)“高級(jí)”的駕駛員模型對(duì)汽車進(jìn)行操縱，但是由于不同駕駛員的預(yù)瞄時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間等的不同，導(dǎo)致很難建立一個(gè)統(tǒng)一的駕駛員模型來(lái)求解不同駕駛員操縱輸入。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和安全距離移線工況自動(dòng)駕駛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)的輸入來(lái)策略性地控制車輛的縱橫向運(yùn)動(dòng)，它既能代替駕駛員模型，求解出汽車所需的操縱輸入，又能根據(jù)駕駛員的駕駛習(xí)慣不斷的改進(jìn)模型。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和安全距離移線工況自動(dòng)駕駛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括依次連接的：

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于采集汽車在行駛過(guò)程中的環(huán)境信息和汽車狀態(tài)信息，并輸入到安全預(yù)警系統(tǒng)中；

安全預(yù)警系統(tǒng)，用于根據(jù)環(huán)境信息和汽車狀態(tài)信息判斷汽車是否需要橫向操縱來(lái)避免發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)需要橫向操縱時(shí)，將采集到的信息輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模型中；

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，用于利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模型求出汽車所需的操縱輸入，并輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)；

執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)接收到的操縱輸入完成操縱任務(wù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛汽車。

進(jìn)一步的，所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為車載傳感器系統(tǒng)，包括：

環(huán)境感知系統(tǒng)，包括雷達(dá)傳感器、激光傳感器、視覺(jué)識(shí)別傳感器，用于識(shí)別車道線方位以及采集汽車行駛時(shí)的環(huán)境信息；其中雷達(dá)傳感器置于汽車的兩車用于采集相鄰車道行駛車輛的位置信息和車道邊界信息；激光傳感器置于汽車的前部用于采集自車和前方車輛的距離信息；視覺(jué)傳感器置于汽車的頂部，用于采集車道線信息；

車輛狀態(tài)感知系統(tǒng)，包括方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、車速傳感器、陀螺儀、側(cè)向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器，用于采集汽車行駛時(shí)的汽車狀態(tài)信息；其中方向盤轉(zhuǎn)角傳感器置于方向盤下方，用于采集方向盤轉(zhuǎn)角信息；車速傳感器置于變速器的輸出端，用于采集車速信息；其余傳感器置于車內(nèi)用于采集包括側(cè)向加速度、橫擺角速度、航向角在內(nèi)的信息。

進(jìn)一步的，所述的安全預(yù)警系統(tǒng)為安全距離系統(tǒng)，包括：

縱向安全距離模型，根據(jù)汽車與前車的相對(duì)距離以及相對(duì)速度計(jì)算制動(dòng)安全距離以及操縱安全距離；