[发明专利]智能网联车辆队列控制实验系统

说明书

本发明涉及智能网联汽车技术领域，且公开了智能网联车辆队列控制实验系统，包括6个模块，具体为线控底盘模块、工控机模块、感知模块、导航模块、通信模块和显示模块，线控底盘模块由线控底盘控制系统、轮毂电机、麦格纳母轮1‑4、车灯1‑4、车身5个部分构成；工控机模块由一台车载工控机构成；感知模块由激光雷达、双目视觉传感器、毫米波雷达构成；导航模块由GPS导航系统、IMU惯导系统构成；通信模块由无线通信网卡和工业路由器构成；显示模块是一块LCD液晶显示屏，首先设计了单车系统，将多辆单车联网，可实现队列运行。单车模式下车辆通过环境感知设备检测周围传感器，然后进行智能决策和路径规划，实现无人驾驶。

技术领域

本发明涉及智能网联汽车技术领域，具体为智能网联车辆队列控制实验系统。

背景技术

智能网联车辆和车辆队列系统具有超视距感知和群体自治能力，能让车与车之间高效的、紧凑的协同运行，是提高通行效率、减少能量消耗、增强行车安全的有效手段，未来交通运输重要场景之一是网联自驾车辆以队列形式在道路上行驶。环境感知、通信、智能控制是车辆队列系统的三大核心功能块。通过智能车辆队列控制实验系统对感知-通信-控制算法进行验证，能够极大提高车辆队列控制系统算法的开发效率。如授权公告号为CN113808438B的发明专利“基于神经网络的车辆队列控制模式切换系统及切换方法”通过神经网络处理产生的数据信息，更接近前方车辆的真实轨迹信息，并在从CACC控制器方式切换到ACC控制器方式时，使得每一辆车只接受前方一辆车的数据信息，从而提高预测数据的准确性。又如授权公告号为CN112445229B的发明专利“一种领航车队协同的单车道多队列分层控制方法”构建了单车道多队列系统，并划分为由领航车构成的领航车层和由跟随车构成的子队列层，建立单车道多队列分布式模型预测控制器，利用预测控制器，计算当前时刻自车的最优预测控制输入序列实现自车控制，实现单车道多队列系统的稳定性跟随控制。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了智能网联车辆队列控制实验系统。

(二)技术方案

为实现上述能够完成车辆队列的跟随、超车、换道、刹车等系列实验，验证智能车辆队列控制算法，为智能网联车辆队列系统上路行驶及产业化应用奠定基础的目的，本发明提供如下技术方案：智能网联车辆队列控制实验系统，包括6个模块，具体为线控底盘模块、工控机模块、感知模块、导航模块、通信模块和显示模块，线控底盘模块由线控底盘控制系统、轮毂电机、麦格纳母轮1-4、车灯1-4、车身5个部分构成；工控机模块由一台车载工控机构成；感知模块由激光雷达、双目视觉传感器、毫米波雷达构成；导航模块由GPS导航系统、IMU惯导系统构成；通信模块由无线通信网卡和工业路由器构成；显示模块是一块LCD液晶显示屏。

优选的，系统共包含N辆车(N为正整数，N100)，其中包含1辆领航车量，和N-1辆跟随车辆，领航车和跟随车的结构相同。

优选的，智能网联车辆队列控制实验系统可工作在两种模式下，分别是单车模式和队列模式。

优选的，单车模式工作过程如下：车辆行驶过程中通过激光雷达、双目视觉传感器、毫米波雷达感知周围环境，并通过GPS导航系统和IMU惯导系统确定自车位置、姿态；将环境感知信号输入到工控机进行数据融合，根据融合结果进行智慧决策、路径规划，然后将控制信号通过Can总线传输至线控底盘控制系统。线控底盘控制系统控制轮毂电机和车灯系统工作，实现智能车辆系统稳定运行，显示屏实时显示自车状态和环境感知结果。

优选的，队列模式可开展车辆跟随实验、超车实验、外部车辆驶入车辆队列实验等，车辆队列跟随实验场景：领航车在公路上行驶，N量跟随车以较小的车间距依次跟随在领航车后面；

领航车的速度、刹车、位置、方向盘转角等信息通过无线通信模块实时传递给跟随车，跟随车接受到领航车的信号后，首先通过防火墙进行信号识别，防止网络攻击，造成恶性交通事故；