[发明专利]一种用于ADAS实验和自动驾驶测试的载人车辆实验平台

说明书

本发明公开一种用于ADAS实验和自动驾驶测试的载人车辆实验平台，通过相机模块采集图像信号，超声波雷达模块采集超声波信号，激光雷达模块采集激光点云，毫米波雷达模块采集毫米波信号，感知周围交通环境。由GNSS天线和IMU模块组合获取车辆定位。采集数据由工控机处理，发出控制信号传递给线控底盘。线控底盘反馈速度和转角给工控机。使用者通过键盘输入控制指令，由显示器进行可视化操作，也可通过遥控器控制线控底盘，同时在紧急情况下按下紧急制动按钮可使车辆制动。发生碰撞后，触发防碰撞保险杠中电路，使车辆紧急制动。本发明可以开展底盘AEB、ACC、LKA、自动驾驶循迹、激光雷达建图与定位、自动启停、交通标志识别、多目标识别、盲点检测实验。

技术领域

本发明涉及一种用于教学和科研的实验平台，具体来说是一种用于ADAS实验和自动驾驶测试的载人车辆实验平台。

背景技术

无人汽车是未来汽车行业的主要发展方向，自动驾驶技术的更新迭代也随之成为当前各个高校和企业研究的热点。

目前，在全球得到广泛认可的国际自动机工程师学会(SAE)按照车辆的自动化程度把自动驾驶级别分为L0～L5六个等级。L0为无自动化的完全驾驶员形式，L5则是在所有道路和环境条件下的完全自动驾驶。具有自适应巡航(ACC)、自动紧急制动(AEB)、车道保持系统(LKA)、和自动泊车功能的先进驾驶辅助系统(ADAS)属于部分自动化的L2～L3级别的自动驾驶。

随着ADAS技术的成熟，在高等院校和汽车类技术学校开设的相关自动驾驶课程越来越多，开展相关的教学和实验需求越来越大。而当前对介绍验证ADAS原理和自动驾驶课程的开发实验教具开发十分稀缺，大多数相关课程基于理论教学，部分开展的实验也是在仿真环境下或者采用模型车，通过实车能够直观开展实训的实验教学车极少。另一方面，自动驾驶总体是朝向L5级别这样的终极目标发展的大趋势，利用成本低廉的实车开展现实复杂交通场景的实验测试也需要自动驾驶车辆实验平台。现有的自动驾驶实验车辆存在以下问题：一是硬件成本过高，高性能传感器和工控机的成本使得很多科研团队对实验车可望而不可求。二是实车改造难度大，自动驾驶需要开放的底盘CAN通信协议，以及对车辆需要从硬件到软件、从通信到计算、从感知到控制决策的系统性改造，系统复杂，改造难度大。三是技术门槛高，一个自动驾驶汽车需要储备机械、车辆、计算机、通信、控制等多学科融合的知识和技术，一个专注于某一专业理论研究的团队难以对整个系统进行改造。因此，很多科研团队迫切需要一个能够验证自己研究成果的一体化自动驾驶测试的车辆实验平台。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种供能够开展ADAS实验实训和自动驾驶等相关领域技术开发与测试的一种多功能、多平台、多语言、多传感器的ADAS实验和自动驾驶测试的载人车辆实验平台。

本发明用于ADAS实验和自动驾驶测试的载人车辆实验平台，包括线控底盘、GNSS天线、激光雷达模块、毫米波雷达模块、超声波雷达模块、相机模块、显示器、无线路由器、CAN总线与工控机。

其中，GNSS天线用于进行差分定位。IMU模块用于对GNSS天线的定位数据进行数据融合。激光雷达模块用于采集激光点云数据。毫米波雷达模块用于障碍物间距离，并获取相对速度和两个对象的角度关系。超声波雷达模块用于发射超声波信号获取与前方障碍物之间距离。相机模块用于数字图像采集。显示器用于提供可视化操作界面。无线路由器为工控机提供可移动网络数据。CAN总线用于进行数据实时传输。工控机用于接收来自IMU模块的定位数据、激光雷达模块的激光点云数据、相机模块的图像数据、毫米波雷达的前方障碍物距离数据、超声波雷达模块采集超声波反射的距离数据、无线路由器的网络数据、车辆反馈的转向数据和加减速数据以及计算并输出指令。

本发明用于ADAS实验和自动驾驶测试的载人车辆实验平台，还具有用于向工控机输入实验数据或者控制指令的无线键盘，以及拥有控制的最高权限的遥控器，在紧急情况下实现对线控底盘的一键接管；遥控器数据直接通过无线信号与车辆数据CAN总线上的信号接收器通信，通过遥控器控制车辆的油门系统和制动系统进行加减速和刹车，控制转向控制系统操控线控底盘转向。