[发明专利]一种基于智能轮胎触觉感知的智能驾驶汽车控制系统

说明书

本发明提供一种基于智能轮胎触觉感知的智能驾驶汽车控制系统，包括感知系统（1）、控制系统（2）、执行系统（3）、电子线路（4）以及无线数据传输装置（5），感知系统（1）由智能轮胎、视觉感知系统以及雷达设备组成，智能车辆在行驶时，感知系统不同传感器实时采集周围环境信息，其中智能轮胎位于四个轮胎内部，用于感知路面状态，与智能驾驶汽车控制系统通过无线数据传输装置连接；视觉感知系统位于车身顶部，实时采集周围环境图像和道路交通信息，雷达设备实时感知三维环境地图并进行障碍物测距和测速，智能轮胎、视觉感知系统以及雷达设备通过电子线路（4）与控制系统连接，控制系统位于车辆电子控制单元内，对车辆进行控制和决策。

技术领域

本发明属于无人驾驶技术领域，具体涉及智能汽车控制系统技术领域，特别是一种基于智能轮胎触觉感知的智能驾驶汽车控制系统。

背景技术

近年来，我国的智能汽车领域迅速发展，有望在未来得到广泛应用。智能驾驶运用到的技术有环境感知、导航定位、路径规划、自动控制等。其中，决策控制相当于智能汽车的“大脑”，结合感知系统获取到的环境信息，向动力系统下达运动指令，对车辆的动力学进行控制，完成车辆的超车、变道等操作。控制系统的好坏决定了智能驾驶车辆的动力性、稳定性和安全性，是智能汽车技术中的重要组成部分。控制系统的优化，很大程度上取决于感知系统所获取的环境信息。路面为车辆行驶中驱动力和制动力的提供者，路面的状态对车辆自动控制起着重要作用，是车辆环境中不可或缺的一部分。当路面状况恶劣时，例如冰雪路面、积水路面等，轮胎与路面间的附着率大大减少，极大程度上影响了车辆的动力性和稳定性。因此，若能在车辆控制系统中考虑到路面状态，将会提高车辆的动力性、稳定性和安全性。

目前在环境感知系统中，普遍采用摄像头、雷达、激光雷达结合，使智能汽车具备“视觉”和“听觉”，对车辆周围环境进行感知。主要集中在道路上障碍物的识别和测距等，如周围车辆和行人等，对于路面信息的感知比较缺乏。虽然已有研究人员通过摄像头结合计算机视觉技术，实现了对雪天、雨天等天气的识别，但仍存在准确度较差、受照明灯天气影响等缺点。已有研究表明，通过在轮胎内安装传感器，并对信号进行分析处理，可以感知到路面的状态，区分冰面和水泥路面，获得轮胎的滑移率等，进而为车辆提供触觉感知。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，提供一种基于智能轮胎触觉感知的智能驾驶汽车控制系统，基于智能轮胎，对控制系统进行优化控制，在智能汽车的感知系统中引入智能轮胎，实时感知当前路面的状态，和摄像头、雷达、激光雷达等一起，对周围环境进行感知。车辆控制单元针对轮胎触觉感知到的不同路面实行不同的驾驶策略，如正常路面的驾驶策略，雨雪路面的驾驶策略，不平路面驾驶策略等，这些驾驶策略进一步控制车辆的不同执行单元，如动力系统、制动系统、车身电子设备等，当接收到感知系统收集到的环境信息时，可及时调整驾驶策略，优化整车控制。

本发明的目的在于提供一种基于智能轮胎触觉感知的智能驾驶汽车控制系统，包括感知系统1、控制系统2、执行系统3、电子线路4以及无线数据传输装置5，所述感知系统1由智能轮胎、视觉感知系统以及雷达设备组成，智能车辆在行驶时，所述感知系统1不同的传感器实时采集周围环境信息，其中所述智能轮胎位于四个轮胎内部，用于感知路面状态，与所述智能驾驶汽车控制系统通过无线数据传输装置5连接；所述视觉感知系统位于车身顶部，用于实时采集周围环境图像和道路交通信息，所述雷达设备用于实时感知三维环境地图并进行障碍物测距和测速，所述智能轮胎、视觉感知系统以及雷达设备通过所述电子线路4与控制系统连接；所述的控制系统2位于车辆电子控制单元内，用于对车辆进行控制和决策。

优选的，还包括用于加速踏板信号和制动踏板信号采集的传感器以及加速度传感器，整车控制系统根据采集到的加速踏板信号、制动踏板信号以及所述加速度传感器判断车辆目前的模式，当所述感知系统1将信息反馈至所述智能驾驶汽车控制系统后，所述智能驾驶汽车控制系统采取不同的驾驶策略，进而控制所述执行系统3做出相应的反馈。

优选的，所述智能轮胎用于对路面的触觉感知，为车辆提供实时的三维路面信息感知，包括：