[發明專利]一種自動駕駛實驗AGV車輛平臺

有效

• 申請號: 202010872136.7
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112147999B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 張輝;周紹棟;張思龍
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

本發明公開一種自動駕駛實驗AGV車輛平臺，由環境感知系統感知復雜交通環境的變化；由定位導航系統實現精準定位；由路由器提供可移動的網絡數據；由控制決策系統依靠工控機為核心處理器開展各類計算進行實車控制和車輛數據的收發；由路徑規劃系統主要在電子地圖中進行路徑規劃；由人機交互系統進行工控機的指令輸入，以及提供可視化操作界面；由數據傳輸總線實現車輛實時數據傳輸；由運動控制系統依靠AGV電動車底盤進行執行，控制AGV電動車底盤的運動控制。還設計人工接管系統，為遙控器，擁有控制的最高權限，在緊急情況下實現對AGV電動車底盤的一鍵接管。本發明是一種低成本、多功能、多平臺的自動駕駛實驗AGV車輛平臺。

技術領域

本發明屬于一種可用于高校或科研院所開展自動駕駛實驗教學與測試的車輛，具體涉及一種自動駕駛實驗AGV車輛平臺。

背景技術

自動駕駛汽車能夠集先進傳感器、人工智能、通信技術、大數據和云技術于一身，被認為是引領新一代科技革命的代表性的產品。開展自動駕駛汽車技術的開發成汽車產業和學術機構研究的熱點。而自動駕駛相關領域的產品開發、技術測試、功能驗證以及人才培養也隨之成為推動技術進步和市場應用的關鍵。

當前工程師和科學家開展的自動駕駛領域試驗與測試的主要方法有大概六類：一是基于數據集的試驗方法，通過傳感器采集道路與環境數據，通過對數據的離線處理實現算法提升和技術研究成果的論證。二是基于仿真環境的，通過虛擬的仿真軟件如Carsim、Panosim與Matlab，Simulink聯合在虛擬環境中進行自動駕駛模型和算法的驗證。三是基于硬件在環的仿真實驗。將車輛全部或部分關鍵硬件在仿真的軟件虛擬環境中進行測試和開發。四是用小型模型車在搭建的微型賽道和按比例縮小版場景中進行測試算法以取得更直觀的演示效果。五是在封閉測試場測試，采用實車改造的方式，通過對真車加裝傳感器和工控機進行自動駕駛試驗。六是在開放道路的測試，通過對現有道路和交通環境進行一定的改造升級，在劃出的開放式道路區域內進行試驗。以上可以總結為仿真實驗、硬件在環實驗和實車測試。以上各有優點也都存在嚴重不足。仿真實驗存在數據量有限以及與真實環境存在差異的弊端，硬件在環雖能夠結合硬件，但依然無法面向真實的復雜的交通場景。實車測試又存在安全性、成本高、改造技術門檻高的問題。

因此，設計一種面向真實交通場景的在線測試低成本自動駕駛實驗車平臺是開展自動駕駛實驗和教學硬件保障的關鍵。不論是對于自動駕駛感知、路徑規劃和控制的技術開發，還是更加實際和直觀的進行車輛學科、計算機學科、自動化學科的人才培養都具有積極意義。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供能夠開展自動駕駛課程實驗實訓和相關領域技術開發與測試的一種低成本、多功能、多平臺的自動駕駛實驗AGV車輛平臺。

本發明自動駕駛實驗AGV車輛平臺，包括環境感知系統、定位導航系統、路徑規劃系統、控制決策系統、運動控制系統、人工接管系統與人機交互系統、數據傳輸總線、路由器與電池組；

所述環境感知系統用于感知復雜交通環境的變化，通過對多傳感器的融合和數據處理，識別交通場景、道路、行人、紅綠燈、障礙物和基礎設置。所述定位導航系統用于精準定位。所述路徑規劃系統為工控機內設計的路徑規劃模塊，用于在電子地圖中進行路徑規劃。所述控制決策系統為工控機內設計的控制決策模塊，依靠工控機通過對當前車輛位置與規劃軌跡的偏差，計算控制量，從而得到車輛的目標速度與目標轉角，實現車輛的橫縱向控制，再將控制指令變為CAN報文下發給AGV電動車底盤執行。

上述工控機通過接收來自慣導模塊的定位數據、激光雷達采集的激光點云數據、相機的圖像數據、毫米波雷達的前方障礙物距離數據、超聲波雷達采集超聲波反射的距離數據、路由器的網絡數據以及車輛反饋的轉向數據和加減速數據。同時，工控機輸出指令控制車輛的轉向控制系統、油門系統和制動系統以及各個傳感器的可視化圖形界面。