[发明专利]一种基于路面病害检测的通用自动驾驶导航系统

权利要求书

1.一种基于路面病害检测的通用自动驾驶导航系统，其特征在于：包括硬件和软件；

硬件指代为基于开源Neo套件的改进，Neo套件由vehicle模块、Giraffe模块、Panda模块和Eon模块四部分组成；将Giraffe模块与Panda模块功能组合，以让车辆CAN端口信息直接从USB端口导出，以及增加Eon模块散热功能；

软件包括开源Openpilot软件构架，由Carinterface模块、grain模块、board dd模块、Car模块、Loggerd模块、Controlsd模块、Vision模块、Radar模块八个部分组成；并使用PID控制方法，添加“Pave Interface”接收控制命令；软件包括深度学习网络：Faster R-CNN，通过训练实现对于路面信息的识别，并指导车辆的驾驶策略调整。

2.根据权利要求1所述的一种基于路面病害检测的通用自动驾驶导航系统，其特征在于：Giraffe模块将从车辆的CAN端口读取的信息转换为标准OBD端口；Panda模块将从标准OBD端口获取的信息转换为只能由移动终端读取的微型计算机或USB端口；Eon模块通过type C端口接收Panda的USB端口发送的信息；车辆的控制流与信息流相反，通过Eon模块、Panda模块、Giraffe模块将控制决策信息返回给车辆，从而实现车辆的自动控制。

3.根据权利要求1所述的一种基于路面病害检测的通用自动驾驶导航系统，其特征在于：Carinterface模块负责与车辆的对接；Boardd模块实现了车辆CANO信息与定义的数据协议之间的直接转换，转换标准由Cereal指定；Controlsd模块是控制器的核心部件，用于接收来自视频和雷达的数据；使用PID控制方法实现水平和垂直控制的车辆；添加与Controlsd模块连接的“Pave Interface”，来根据实际路面或交通状况接收控制参数；Loggerd模块负责数据的收发；软件系统实现车辆信息接收、车辆控制、车辆行驶控制功能。

4.根据权利要求1所述的一种基于路面病害检测的通用自动驾驶导航系统，其特征在于：为实现车辆自动驾驶，需要获取车辆的静态参数和动态运行信息；通过CAN端口直接使用DBC文件读取车辆数据信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于路面病害检测的通用自动驾驶导航系统，其特征在于：基于openpilot框架的信息采集模块，通过车载局域网系统获取车辆信息，还能够通过4G无线网络远程获取实时信息。

6.根据权利要求1所述的一种基于路面病害检测的通用自动驾驶导航系统，其特征在于：采用基于候选区域的Faster R-CNN算法用于实现道路对象的自动检测；Faster R-CNN的基本结构根据功能可分为四个模块，分别是卷积神经网络CONV layers、区域建议网络RPN、RoI池化和分类器。

7.根据权利要求6所述的一种基于路面病害检测的通用自动驾驶导航系统，其特征在于：使用卷积神经网络CONV layers的CONV层对图像的特征进行提取，其中整幅图像作为输入，提取的特征作为输出；采用ImageNet预训练的VGG-16模型作为分类任务的基础网络；卷积层的输出作为Conv层的输出特征图。

8.根据权利要求7所述的一种基于路面病害检测的通用自动驾驶导航系统，其特征在于：利用区域建议网络RPN对提取的卷积特征图进行处理；查找可能包含预定义数量的对象的区域；它是一个输入来自Conv层的特征映射并输出建议区域的卷积网络；在区域建议网络中，锚点是通过使用多种不同的尺寸和尺度放置在图片上的固定大小的方框，作为第一次预测物体位置的参考方框；二分类层的输出是每个锚点是否为背景的概率；区域建议网络的回归层输出与预测对象匹配的锚框的位置信息。