[发明专利]路面状况感应装置和方法及其无人驾驶汽车

说明书

技术领域

本发明属于无人驾驶装置领域，具体地说，尤其涉及一种路面状况感应装置和方法及其无人驾驶汽车。

背景技术

随着科学水平的提高，无人驾驶的车辆逐渐呈现增长与技术更新的趋势，无人驾驶汽车在路况较好时能够通过自身携带的GPS、摄像机及传感雷达实现自动驾驶，并通过信号传递装置实现与远程控制人员的信息与命令的交换。但是，在路面状况较为复杂的情况下，无人驾驶的车辆依然需要切换到人工驾驶的模式，以避免危险情况的发生。

路面状况包括较好的柏油与水泥路面，也包括较为复杂的砂石路和坑洼路段，不同的路面适应与不同的速度和方向盘的控制，传统的内置系统单纯依靠摄像头和自带地图数据的支持并不能很好地满足无人驾驶的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种路面状况感应装置和方法及其无人驾驶汽车，其能够实现路面单位时间或间隔时间内的信息反馈，并与无人驾驶汽车的路面信息采集装置进行配合，实现自动驾驶的主控制系统实现复杂路况的行驶。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种路面状况感应装置，该感应装置包括轮速传感器、振动传感器和信号处理单元，其中所述轮速传感器和振动传感器均与信号处理单元通过电信号的方式连接，所述信号处理单元至少包括中央处理器、可读写擦除的存储芯片、临时缓存单元、输出电路，其中中央处理器用来调取存储芯片内的数据与临时缓存单元内的数据进行比较，并将比较后的结果输出。

进一步地讲，本发明中所述的轮速传感器采用高精度霍尔式ABS轮速传感器。

进一步地讲，本发明中所述的振动传感器采用相对式电动传感器、电涡流式传感器、电感式传感器、电容式传感器、惯性式电动传感器、压电式加速度传感器、压电式力传感器、电阻式应变传感器中的一种。

一种安装有所述路面状况感应装置的无人驾驶汽车，所述无人驾驶汽车的车轮部位设有振动传感器和轮速传感器，振动传感器和轮速传感器的信号通过信号放大电路、滤波电路后将信号传递至信号处理单元，信号处理单元处理信号后将信号反馈至无人驾驶汽车的主控制系统，无人驾驶汽车的主控制系统接受信号后通过控制发动机的转速、方向盘来实现规避。

一种安装有上述路面状况感应装置的无人驾驶汽车的路面状况判断方法，该判断方法包括以下步骤：

1)、通过上述任意一种的振动传感器检测采集振动加速度单位时间或者间隔时间内的振动加速度值，并通过电信号的方式传递至信号处理单元；通过轮速传感器来测定单位时间或间隔时间内汽车行驶的瞬时速度；

2)、信号处理单元接收到振动传感器、轮速传感器的检测信号后，通过积分运算的方式实现单位时间或者间隔时间内的振动速度，并由此得到单位时间或者间隔时间内的振动频率值；

3)、上述振动频率值通过与信号处理单元内存储芯片所存储的数值进行对比，数值差别在0～1.5％的误差范围内时，信号处理单元将测得的振动频率值与存储数值比对成功，输出信号至无人驾驶汽车的主控制系统；

4)、无人驾驶汽车的主控制系统接收到信号后，通过控制发动机的转速、方向盘来实现降速或规避。

5)、轮速传感器继续采集汽车行驶的瞬时速度，并将信号反馈至主控制系统，进一步调节汽车在不同路面的形式速度。

进一步地讲，本发明中所述的信号处理单元内部的可读写擦除的存储芯片存储有柏油路、水泥路、砂石路、泥土路、坑洼的振动模型数据。

进一步地讲，本发明中所述的无人驾驶汽车还包括用以监测路面状况的摄像头，该摄像头能够通过采集到的路面状况信息通过电信号的方式反馈至无人驾驶汽车的主控制系统，主控制系统通过摄像头采集到的路面信息与振动传感器的振动频率值进行对比。

进一步地讲，本发明中所述的摄像头采集到的路面信息与振动频率一致时，主控制系统进行无人驾驶汽车的降速；摄像头采集到的路面信息与振动频率部分一致时，说明路面存在坑洼，主控制系统进行无人驾驶汽车的降速与方向盘动作进行规避；摄像头采集到的路面信息与振动频率不一致时，主控制系统切换无人驾驶汽车至人工控制模式或通过信号传递装置反馈至远程操作人员。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过采集不同道路在相同车型上的振动模型内置于无人驾驶汽车的控制模块上，通过采集的实时数据判断无人驾驶汽车所行驶的路面状况，并作为无人驾驶汽车路面监测的摄像头的补充与辅助，实现无人驾驶汽车在路面状况监测方向的进步。

具体实施方式