[发明专利]一种基于软硬件冗余评分模型的嵌入式高可靠自动驾驶控制器

权利要求书

1.一种基于软硬件冗余评分模型的嵌入式高可靠自动驾驶控制器，其特征在于，包括自动驾驶控制器，分别与自动驾驶控制器连接的输入模块、处理模块、输出模块；

所述的输入模块与上层传感器连接，所述的处理模块分别连接横向控制器和纵向控制器，所述的输出模块连接底层硬件；

硬件方面：

传感器将相关数据发送给控制器进行处理；控制器硬件由n块树莓派低功耗平台组成，每块树莓派上运行单独的控制器处理程序，只要保证其中一块树莓派正常工作就能确保整个控制器系统稳定运行；

软件方面：

在软件层面也实现了冗余设计，n块树莓派上可运行m个(m≥n)独立的控制器进程，每一个控制器进程都对应一套单独的检错程序，对控制器程序中可能出现的错误进行监测，检错程序的输出包括：SUC、DUF和SDC；在控制器的输出端实现了一个投票器，通过汇总每个独立控制器程序的输出和错误检测的结果，经合理的投票逻辑选出最终的控制指令发送给底层硬件；

将车辆的横向控制与纵向控制分离，具体控制逻辑如下所示：

上述公式为车辆横向控制逻辑，做如下说明：δ表示转向角输出，δ_feedforward表示转向角前馈输出，δ_feedback表示转向角反馈输出，λ_damping表示减幅率，L表示轴距，K、K_p、K_i、分别表示前馈权重系数、车道保持权重系数、积分权重系数、阻尼权重系数，U_x表示车辆当前速度，R(s)表示轨迹曲线在当前点处的曲率，C_f表示前轴轮胎角刚度，a表示前轴到车辆质心的距离，e(t)表示当前位置与最近的轨迹上的点之间的距离，x_la表示向前看的距离，ψ表示航向角，Δψ表示当前航向角与最近的轨迹上的点的航向角之差；

上述公式为车辆纵向控制逻辑，做如下说明：K_p、K_i和K₁都表示权重系数，u(t)表示刹车距离，U_d表示目标车速的模，U_n表示当前车速的模，g表示重力加速度，θ表示车辆当前的俯仰角；由于刹车的频繁变化会严重影响乘坐体验，所以对于刹车输出还进行了分级处理，共分成6级，从而保证在一定输出范围内的刹车踏板位置不变。

2.根据权利要求1所述的一种基于软硬件冗余评分模型的嵌入式高可靠自动驾驶控制器，其特征在于：所述的上层传感器包括位置和姿态传感器，目标轨迹传感器。

3.根据权利要求1所述的一种基于软硬件冗余评分模型的嵌入式高可靠自动驾驶控制器，其特征在于：所述的底层硬件包括油门、刹车、转向角。