一种用于固定场景自动驾驶汽车的被动制动系统的制作方法

本实用新型属于自动驾驶领域，具体涉及一种用于固定场景自动驾驶汽车的被动制动系统。

背景技术：

近几年，自动驾驶汽车逐渐成为了市场热门，各大豪华品牌、合资品牌、自主品牌、造车新势力以及各个供应商都纷纷推出了不同级别的自动驾驶产品。固定区域(固定区域指特定场所给自动驾驶汽车使用的区域)内的自动驾驶更是成为了国内热门，国内涌现出了一批港口自动驾驶、景区自动驾驶等。对于汽车而言，安全问题尤其不能忽视，从被动安全到主动安全，再到信息安全，汽车经历了一场革命。

制动系统是车辆安全运行的基本保障，目前自动驾驶行在国内迅速发展，在港口agv、景区观光车等领域由于要求较低、路况环境简单，因此发展很快，但是在车身控制的制动领域没有统一的标准，大部分自动驾驶汽车没有考虑到车身在不同状态下的制动逻辑及车身紧急制动的冗余设计，致使自动驾驶汽车的稳定性能及安全性能不高。

技术实现要素：

本实用新型提供一种用于固定场景自动驾驶汽车的被动制动系统，充分考虑固定区域内自动驾驶汽车的各类工况，通过不同方式判断是否需要对整车进行制动，并设计出与其相应的制动策略，有效提高车辆的稳定性及安全性。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种用于固定场景自动驾驶汽车的被动制动系统，与自动驾驶汽车的决策层及整车制动模块配合使用，包括整车控制器vcu、制动控制ecu、超声波雷达、agv防撞条；

所述agv防撞条、超声波雷达均安装在车辆上，与ecu连接，所述ecu与整车制动模块连接；

所述vcu分别与ecu、决策层及整车制动模块连接，用于在所述自动驾驶汽车正常运行状态下接收决策层的制动命令，然后转发给ecu，通过ecu向整车制动模块下发制动命令，实现整车制动；同时用于实时监测ecu发送的特定报文id，并在所述特定报文id丢失超过一定的时间时，判断ecu已经失控，同时断开ecu控制整车制动模块的信号，直接向整车制动模块下发最大制动力，实现自动驾驶汽车的紧急制动。

作为上述方案的优选，所述agv防撞条安装在自动驾驶汽车的车身前后，用于当车身发生碰撞时，将碰撞信号传递给ecu，以使ecu对车身采取紧急制动，用以避免产生更大破坏。

作为上述方案的优选，所述超声波雷达设有四组，分别安装在自动驾驶汽车车身的前面、后面以及左右侧面上，用于探测汽车车身周围是否存在障碍物，以及车身与障碍物之间的距离，并将探测到的信息传输给ecu，以使ecu能够根据障碍物与车身距离，采取相应的制动力，使车辆制动，用以防止碰撞。

作为上述方案的优选，所述超声波雷达包括超声波传感器。

由于具有上述结构，本实用新型的有益效果在于：

本申请在充分考虑到不同环境、不同路况下车身的安全性的基础上，设计出了一套被动制动系统，及以被动制动系统为基础的控制策略，提高了固定区域自动驾驶车辆的安全性，保障了车载物品或乘客的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型的整体系统架构图；

图2为应用本实用新型进行制动的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2所示，本实施例针对自动驾驶汽车在不同环境、不同路况下车身的安全性，设计一种用于固定场景自动驾驶汽车的被动制动系统，与自动驾驶汽车的决策层及整车制动模块配合使用，使得自动驾驶汽车除了拥有普通车辆的主动制动功能，还能够对车身采取被动制动，最终达到对agv车辆采取智能制动的作用。

所述被动制动系统包括整车控制器vcu、制动控制ecu、超声波雷达、agv防撞条。所述agv防撞条、超声波雷达均安装在车辆上，与ecu连接，所述ecu与整车制动模块连接；所述vcu分别与ecu、决策层及整车制动模块连接。

正常运行状态下vcu接到决策层的制动命令，然后转发给ecu，实现整车制动。

这是自动驾驶汽车最基本的功能，决策层发出制动命令以及制动力大小，经过vcu转发给ecu，ecu收到信息之后解析命令，然后发出相应的电压值(即制动力大小)给整车制动模块，通过整车制动模块执行制动命令。

被动制动主要包括以下几种情况：

1、防撞条触发制动

自动驾驶汽车的制动情况复杂，不同工况下，制动力与制动距离算法比较难实现，因此为了防止车身碰撞造成损失，在车身四周(一般在车辆前后保险杠上)分别安装了agv防撞条，agv防撞条与ecu连接，当车辆碰撞之后，为了避免产生更大破坏性，由ecu对车身采取紧急制动。

在本实施例中，防撞条采用型号为kt-txz的agv防撞条，agv防撞条其是就是i/o信号，当车身前或后发生碰撞时，挤压agv防撞条使其产生形变，信号会发生跳转，即由高电平变成低电平，此时ecu接收到信号变化，并能够据此判断出车辆前或者后发生了碰撞，进而采取紧急制动，发出最大制动力，让车身以最快的速度停下来，防止对车身造成更进一步损坏。

2、超声波雷达触发制动

超声波雷达是自动驾驶汽车的一种辅助工具，安装在车辆上，与ecu连接，用于探测汽车车身周围是否存在障碍物，以及车身与障碍物之间的距离，并将探测到的信息传输给ecu，ecu根据障碍物与车身距离以及车辆的实时速度等因素，通过算法计算出制动力大小，并采取相应的制动力，让车辆制动。

在本实施例中，所述超声波雷达包括型号为nu40f30tr-n-200d的超声波传感器，设有四组，分别安装在自动驾驶汽车车身的前面、后面以及左右侧面上，当障碍物距离车身到一定距离时，超声波雷达产生信号，实时传送给ecu，当距离小于我们预先设置的极限距离值时，通过ecu的运算，采取制动措施，让车身以最快的速度停下来，防止对车身造成更进一步损坏。

3、超速触发制动

超速制动是一种冗余设计，固定区域的自动驾驶路段相对来说路面比较平坦，但是不排除有上下坡的情况，假如车身设置以固定速度行驶，在坡度较陡或者坡度较长的路段，车身在重力影响下会有加速动作，超过一定范围有可能会产生安全事故，因此在系统中添加了超速制动的逻辑。其原理就是，车身速度超过预设速度一定比例时，对车辆采取一定制动力的制动措施，制动力大小根据车身实际速度与设置速度计算得出。

在本实施例中，vcu从决策层获取车速、负载重量等信息经由目标速度计算得到目标制动力值，生成制动命令，并将制动指令发送给ecu，ecu通过整车制动模块执行制动命令，使车辆速度达到目标速度或以下，以保证车辆的平稳和安全。

4、ecu死机或者通讯故障触发制动

制动控制ecu是自动驾驶车辆安全的重要组成部分，假如ecu处于死机或者失控状态，将会造成严重损失，因此大部分会在此处有冗余设计，以保证车身的安全性。

在本实施例中，所述vcu还用于实时监测ecu在固定周期内发送的特定报文id，当ecu死机后或者信号由于某些原因丢失以后，所述报文id会丢失，如果报文id丢失超过了一定的时间、vcu接收不到报文id，则认为ecu已经失控，此时断开ecu与整车制动模块的连接，切换到由vcu直接控制整车制动模块，并由vcu采取最大制动力让自动驾驶车辆紧急制动。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。