一种车辆远程驾控平台及其驾控系统

技术领域

本发明涉及一种远程驾驶实验领域，具体是一种车辆远程驾控平台及其驾 控系统。

背景技术

AV(Automated Vehicle，自动驾驶车辆)是一种通过机械视觉、雷达、监管 系统、全球定位系统和人工智能共同合作，在没有人类的操作下、自动完成驾 驶任务的机动车辆。目前，通常将自动驾驶车辆描述分为6个等级，即L0-L5， 用以明确不同级别自动驾驶技术之间的差异性。其中，L3以及L4级别的自动驾 驶是有条件的自动化，其要求在限定的ODD(Operational Design Domain，设计 操作领域)内能够完成所有DDT(DynamicDrivingTask，动态驾驶任务)，其中被 设定用于L3和L4的ADS(Automated DrivingSystem，自动驾驶系统)的操作条 件包括但不限于环境因素、地理因素、时间因素和/或某些交通道路的特点等等。 L5级别则是完全自动化，其可由ADS完成所有的驾驶操作。因此，在L3级别及 其之上的AV基本上都是由ADS完成驾驶操作，驾驶员可完全解脱或仅提供支援据此，可知L3级别及其之上的AV完全改变了传统驾驶方式，给人们提供了巨 大的便利。但对于这类AV的推广和应用，存在了一个重大问题及障碍，即，例 如在城市内驾驶或城市间驾驶时，习惯了传统驾驶方式的人们很难信任ADS基 于车辆传感器和AI(ArtificialIntelligence，人工智能)做出的判断，从而在 心态上不敢将注意力完全脱离车辆驾驶。在实际中，ADS的确也有可能在特殊情 况下(例如遇到ADS中未定义的场景或传感器未感知到的场景)做出错误决定而 造成安全事故。对此，在现有AV的基础上，需要设计能够给用户提供更高置信 度的驾驶方案，才能从真正意义上使用户享受AV带来的便利，针对这种情况， 现提出一种车辆远程驾控平台及其驾控系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆远程驾控平台及其驾控系统，能够有效解 决上述问题，本发明远程驾控平台结构可靠、运行效果好，车架上设有多种传 感器，覆盖范围广，能够有效识别判断各种路况信息，降低了事故的发生几率， 驾控系统维护方便、信息传递快速流畅，能够及时根据定位导航单元与环境感 知单元提供的数据进行快速反应，处理速度快。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种车辆远程驾控平台，远程驾控平台包括车架，所述车架两侧设有侧架， 侧架一端设有前车架，侧架另一端设有后车架，车架上方设有顶部车架，前车 架上方设有转向机构，后车架上设有控制中心，顶部车架上设有升降组件，升 降组件上设有雷达云台。

进一步地，所述前车架一端上设有第一支架，前车架上设有镜像阵列分布 的第一转动支架，后车架上设有镜像阵列分布的第二转动支架和控制中心，后 车架一端设有后杠，顶部车架上设有安装箱和信号接收器，顶部车架一端设有 第二支架，顶部车架两侧均设有后视装置。

进一步地，所述后视装置下均设有第一视觉传感器，第一视觉传感器负责 驾控平台的路线偏差检测和停车辅助，第一视觉传感器包括第三支架，第三支 架固定在后视装置下方，第三支架内设有第一电机，第三支架两侧均设有第一 转动板，一侧的第一转动板与第一电机连接，第一电机带动第一转动板转动， 第一转动板之间设有第一摄像头。

进一步地，所述升降组件包括底板，底板固定在安装箱内，底板上设有阵 列分布的第一转轴，第一转轴一端均设有第一齿轮，第一齿轮相互啮合，升降 电机带动一组第一转轴转动，第一转轴上还设有镜像分布的第一升降杆，第一 升降杆与第二升降杆一端转动连接，第二升降杆中心交叉转动，第二升降杆另 一端与第三升降杆一端转动连接，第三升降杆另一端设有第二齿轮，第二齿轮 相互啮合，第三升降杆上设有升降板。

进一步地，所述升降板上设有雷达云台，雷达云台包括固定底座，固定底 座上设有第三齿轮，第三齿轮内设有第二转轴，第二转轴与固定底座转动配合， 固定底座上设有雷达外罩，雷达外罩上设有第二电机，第二电机带动第二转轴 转动，雷达外罩两侧设有第二转动板，第二转动板上设有第四齿轮，雷达外罩 内一侧设有第三电机，第三电机带动第四齿轮转动，第四齿轮带动第二转动板 转动，第二转动板上方设有夜视红外与激光雷达，激光雷达能够识别周围车辆 并计算相对距离，夜视红外辅助激光雷达进行夜间识别。

进一步地，所述车架上方设有中控台，中控台一侧设有坐垫，顶部车架下 方设有第二视觉传感器，第二视觉传感器负责路线偏差告警，防止偏离车道的 现象发生，第一支架与第二支架上均设有第一雷达，第一雷达为远距离微波雷 达，前杠上设有阵列分布的第三雷达、镜像分布的第二雷达与第三视觉传感器， 第三雷达为超声波雷达，近距离识别前后车距离，第二雷达为中距离微波雷达， 判断对象物体的速度及距离，四个角各搭载一台，第三视觉传感器与第一雷达 配合判断远方物体的速度并计算与车辆间的距离，前后各搭载一台，后车架上 设有第三视觉传感器，后杠上设有阵列分布的第三雷达与镜像分布的第二雷达。

进一步地，所述转向机构包括侧支架，侧支架一端设有转动杆，转动杆与 侧支架转动配合，转动杆一端设有刹车片与轮胎，转动杆另一端与转向杆连接， 转动方向盘调节转向杆移动，转向杆带动轮胎转向。

进一步地，所述驾控系统包括控制中心，控制中心内设有中央处理单元， 中央处理单元接收来自信号接收器的信号，定位导航单元与环境感知单元为信 号接收器提供信息来源，定位导航单元包括定位传感器与姿态传感器，环境感 知单元包括听觉传感器、雷达传感器与视觉传感器，控制中心控制速度控制单 元、运动控制单元与辅助驾驶单元。

进一步地，所述定位传感器接收电子地图的路线信息与北斗/GPS的定位信 息，惯性制导单元与RTK差分单元配合增加定位精度。

进一步地，所述姿态传感器包括车载诊断系统与控制器局域网。

进一步地，所述听觉传感器包括人声识别单元与第三雷达，人声识别单元 安装在中控台内，人声识别单元识别驾驶员语音操作，第三雷达负责近距离识 别前后车距离。

进一步地，所述雷达传感器包括激光雷达与微波雷达，激光雷达能够识别 周围车辆并计算相对距离，微波雷达包括远距离的第一雷达与中距离的第二雷 达，第一雷达判断远方物体的速度并计算与车辆间的距离，第二雷达负责路口 交通检测。

进一步地，所述视觉传感器包括单目摄像头、双目摄像头与夜视红外，单 目摄像头包括第一视觉传感器和第三视觉传感器，双目摄像头包括第二视觉传 感器，负责路线偏差告警，防止偏离车道的现象发生，夜视红外辅助激光雷达 进行夜间识别。

进一步地，所述速度控制单元包括油门系统与制动系统，油门系统中的油 门机构负责驾控平台的加速，制动系统中的制动机构负责驾控平台的制动。

进一步地，所述运动控制单元包括转向控制系统和档位控制系统，转向控 制系统中的转向机构控制驾控平台的转向，档位控制系统中的换挡机构控制驾 控平台升降档。

进一步地，所述辅助驾驶单元包括应急制动系统、限速识别系统和自动泊 车系统，应急制动系统通过环境感知单元接收的信息进行应急制动，限速识别 系统通过定位导航单元和环境感知单元接收的信息进行限速，自动泊车系统通 过环境感知单元接收的信息进行自动泊车。

本发明的有益效果：

1、本发明远程驾控平台结构可靠、运行效果好，车架上设有多种传感器， 覆盖范围广，能够有效识别判断各种路况信息，降低了事故的发生几率；

2、本发明驾控系统维护方便、信息传递快速流畅，能够及时根据定位导航 单元与环境感知单元提供的数据进行快速反应，处理速度快。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明远程驾控平台结构示意图；

图2是本发明远程驾控平台结构示意图；

图3是本发明远程驾控平台部分结构示意图；

图4是本发明远程驾控平台部分结构示意图；

图5是本发明远程驾控平台部分结构示意图；

图6是本发明远程驾控平台部分结构示意图；

图7是本发明远程驾控平台部分结构示意图；

图8是本发明远程驾控平台传感器工作区域图；

图9是本发明驾控系统流程图；

图10是本发明驾控系统部分流程图；

图11是本发明驾控系统部分流程图；

图12是本发明驾控系统部分流程图；

图13是本发明驾控系统部分流程图；

图14是本发明驾控系统部分流程图；

图15是本发明驾控系统部分流程图；

图16是本发明驾控系统部分流程图；

图17是本发明驾控系统部分流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚 度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系， 仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必 须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限 制。

一种车辆远程驾控平台，远程驾控平台包括车架1，如图1-图8所示，车 架1两侧设有侧架11，侧架11一端设有前车架12，侧架11另一端设有后车架 13，车架1上方设有顶部车架14，前车架12上方设有转向机构6，后车架13 上设有控制中心133，顶部车架14上设有升降组件3，升降组件3上设有雷达 云台4。

前车架12一端上设有第一支架121，前车架12上设有镜像阵列分布的第一 转动支架122，后车架13上设有镜像阵列分布的第二转动支架131和控制中心 133，后车架13一端设有后杠132，顶部车架14上设有安装箱141和信号接收 器142，顶部车架14一端设有第二支架143，顶部车架14两侧均设有后视装置 144。

后视装置144下均设有第一视觉传感器2，第一视觉传感器2负责驾控平台 的路线偏差检测和停车辅助，第一视觉传感器2包括第三支架21，第三支架21 固定在后视装置144下方，第三支架21内设有第一电机22，第三支架21两侧 均设有第一转动板23，一侧的第一转动板23与第一电机22连接，第一电机22 带动第一转动板23转动，第一转动板23之间设有第一摄像头24。

升降组件3包括底板31，底板31固定在安装箱141内，底板31上设有阵 列分布的第一转轴311，第一转轴311一端均设有第一齿轮312，第一齿轮312 相互啮合，升降电机32带动一组第一转轴311转动，第一转轴311上还设有镜 像分布的第一升降杆33，第一升降杆33与第二升降杆34一端转动连接，第二 升降杆34中心交叉转动，第二升降杆34另一端与第三升降杆35一端转动连接， 第三升降杆35另一端设有第二齿轮351，第二齿轮351相互啮合，第三升降杆 35上设有升降板36。

升降板36上设有雷达云台4，雷达云台4包括固定底座41，固定底座41 上设有第三齿轮42，第三齿轮42内设有第二转轴44，第二转轴44与固定底座 41转动配合，固定底座41上设有雷达外罩45，雷达外罩45上设有第二电机43， 第二电机43带动第二转轴44转动，雷达外罩45两侧设有第二转动板46，第二 转动板46上设有第四齿轮461，雷达外罩45内一侧设有第三电机47，第三电 机47带动第四齿轮461转动，第四齿轮461带动第二转动板46转动，第二转 动板46上方设有夜视红外48与激光雷达49，激光雷达49能够识别周围车辆并计算相对距离，夜视红外48辅助激光雷达49进行夜间识别。

车架1上方设有中控台5，中控台5一侧设有坐垫51，顶部车架14下方设 有第二视觉传感器52，第二视觉传感器52负责路线偏差告警，防止偏离车道的 现象发生，第一支架121与第二支架143上均设有第一雷达53，第一雷达53为 远距离微波雷达，前杠57上设有阵列分布的第三雷达54、镜像分布的第二雷达 55与第三视觉传感器56，第三雷达54为超声波雷达，近距离识别前后车距离， 第二雷达55为中距离微波雷达，判断对象物体的速度及距离，四个角各搭载一 台，第三视觉传感器56与第一雷达53配合判断远方物体的速度并计算与车辆 间的距离，前后各搭载一台，后车架13上设有第三视觉传感器56，后杠132上 设有阵列分布的第三雷达54与镜像分布的第二雷达55。

转向机构6包括侧支架61，侧支架61一端设有转动杆62，转动杆62与侧 支架61转动配合，转动杆62一端设有刹车片621与轮胎622，转动杆62另一 端与转向杆65连接，转动方向盘64调节转向杆65移动，转向杆65带动轮胎 622转向。

一种车辆远程驾控平台的驾控系统，如图8-图17所示，驾控系统包括控制 中心133，控制中心133内设有中央处理单元7，中央处理单元7接收来自信号 接收器142的信号，定位导航单元71与环境感知单元72为信号接收器142提 供信息来源，定位导航单元71包括定位传感器711与姿态传感器712，环境感 知单元72包括听觉传感器721、雷达传感器722与视觉传感器723，控制中心 133控制速度控制单元73、运动控制单元74与辅助驾驶单元75。

定位传感器711接收电子地图的路线信息与北斗/GPS77的定位信息，惯性 制导单元78与RTK差分单元79配合增加定位精度，惯性制导单元78为通过惯 性器件对运动体进行控制使之沿预定轨迹运动的制导系统，RTK差分单元采用载 波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准 站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。

姿态传感器712包括车载诊断系统81与控制器局域网82，车载诊断系统 81从发动机的运行状况随时监控汽车，当系统出现故障时，故障灯或检查发动 机警告灯亮，同时动力总成控制模块(PCM)将故障信息存入存储器，通过一定的 程序可以将故障码从PCM中读出，控制器局域网82是国际上应用最广泛的现场 总线之一，在车载各电子控制装置之间交换信息，形成汽车电子控制网络，比 如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入控 制装置。

听觉传感器721包括人声识别单元83与第三雷达54，人声识别单元83安 装在中控台5内，人声识别单元83识别驾驶员语音操作，第三雷达54负责近 距离识别前后车距离。

雷达传感器722包括激光雷达49与微波雷达84，激光雷达49能够识别周 围车辆并计算相对距离，微波雷达84包括远距离的第一雷达53与中距离的第 二雷达55，第一雷达53判断远方物体的速度并计算与车辆间的距离，第二雷达 55负责路口交通检测。

视觉传感器723包括单目摄像头85、双目摄像头86与夜视红外48，单目 摄像头85包括第一视觉传感器2和第三视觉传感器56，双目摄像头86包括第 二视觉传感器52，负责路线偏差告警，防止偏离车道的现象发生，夜视红外48 辅助激光雷达49进行夜间识别。

速度控制单元73包括油门系统731与制动系统732，油门系统731中的油 门机构733负责驾控平台的加速，制动系统732中的制动机构734负责驾控平 台的制动。

运动控制单元74包括转向控制系统741和档位控制系统742，转向控制系 统741中的转向机构6控制驾控平台的转向，档位控制系统742中的换挡机构 743控制驾控平台升降档。

辅助驾驶单元75包括应急制动系统751、限速识别系统752和自动泊车系 统753，应急制动系统751通过环境感知单元72接收的信息进行应急制动，限 速识别系统752通过定位导航单元71和环境感知单元72接收的信息进行限速， 自动泊车系统753通过环境感知单元72接收的信息进行自动泊车。

实施例：驾控平台需要进行远程驾控操作时，定位传感器711接收电子地 图信息，并通过北斗/GPS77确定自身准确位置，姿态传感器712通过车载诊断 系统81与控制器局域网82检测驾控平台自身是否存在内部故障，检测无故障 后，定位传感器711和姿态传感器712将实时信号传输至信号接收器142内， 驾控平台启动，听觉传感器721、雷达传感器722与视觉传感器723启动，检测 驾控平台四周情况，并将实时数据传输至信号接收器142内，信号接收器142 接收的信号通过中央处理单元7处理后，发送控制指令给控制中心133。

控制中心133根据中央处理单元7的控制指令控制油门机构733、制动机构 734、转向机构6和换挡机构743，驾控平台进行移动，行驶过程中电子地图、 视觉传感器723和限速识别系统752控制速度。

当姿态传感器712检测到驾控平台自身出现内部故障，传输故障信息至信 号接收器142内，信号接收器142接收的信号通过中央处理单元7处理后，发 送控制指令给控制中心133，控制中心133控制驾控平台制动机构734、转向机 构6和换挡机构743启动靠近路边停车，并自动报警。

听觉传感器721、雷达传感器722与视觉传感器723检测到突发情况时，应 急制动系统751启动，制动机构734、转向机构6和换挡机构743启动进行紧急 避让。

驾控平台停止后，自动泊车系统753和听觉传感器721、雷达传感器722与 视觉传感器723启动进行自动泊车。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例” 等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含 于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表 述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或 者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业 的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中 描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明 还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。