一种自动驾驶车辆状态监测系统及方法、汽车与流程

本发明涉及自动驾驶技术领域，具体涉及一种自动驾驶车辆状态监测系统及方法、汽车。

背景技术：

自动驾驶汽车（autonomousvehicles；self-pilotingautomobile）又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车、或轮式移动机器人，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。在20世纪已有数十年的历史，21世纪初呈现出接近实用化的趋势。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。

当前自动驾驶汽车技术，没有能够直接监测车辆机械故障（如转向横拉杆等）的相关设计，自动驾驶期间如果发生机械故障且驾驶员没有及时发现，存在较大危险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自动驾驶车辆状态监测系统及方法、汽车，以解决自动驾驶车辆状态出现异常时不能及时发现并采取相应措施的技术问题。

为了实现本发明目的，本发明实施例提供一种自动驾驶车辆状态监测方法，包括如下步骤：

s1获取自动驾驶控制指令、车辆实时状态信息和目标车辆状态信息；

s2对比所述车辆实时状态信息和所述目标车辆状态信息得到状态对比结果，并根据所述状态对比结果和自动驾驶控制指令判断车辆驾驶状态是否异常。

其中，所述车辆实时状态信息包括实时轮速信息、实时纵向加速度信息、实时侧向加速度信息、实时横摆角速度信息以及实时方向盘转角信息；

所述目标车辆状态信息包括目标轮速信息、目标纵向加速度信息、目标侧向加速度信息、目标横摆角速度信息以及目标方向盘转角信息。

其中，所述根据所述状态对比结果和自动驾驶控制指令判断车辆驾驶状态是否异常包括：

自动驾驶控制指令为加速时，若所述目标纵向加速度与所述实时纵向加速度的偏差超过一定阈值，则判定车辆加速系统出现异常，并提醒驾驶员接管自动驾驶车辆；

自动驾驶控制指令为制动时，若所述目标纵向加速度与所述实时纵向加速度的偏差超过一定阈值，则判定车辆制动系统出现异常，并提醒驾驶员接管自动驾驶车辆。

其中，所述根据所述状态对比结果和自动驾驶控制指令判断车辆驾驶状态是否异常包括：

自动驾驶控制指令为转向和/或制动时，若所述目标侧向加速度与所述实时侧向加速度的偏差、所述目标横摆角速度与所述实时横摆角速度的偏差、所述目标方向盘转角与所述实时方向盘转角的偏差以及所述目标横摆角速度与所述实时横摆角速度的偏差中一个或多个超过相应阈值，则判定车辆转向系统和/或制动系统出现异常，并提醒驾驶员接管自动驾驶车辆。

其中，所述步骤s1还包括获取车辆前方车道线信息和目标车辆运动轨迹；所述步骤s2还包括对比所述车道线信息和所述目标车辆运动轨迹得到轨迹对比结果，并根据所述轨迹对比结果和自动驾驶控制指令判断车辆驾驶状态是否异常。

其中，所述根据所述轨迹对比结果和自动驾驶控制指令判断车辆驾驶状态是否异常包括：

若所述自动驾驶控制指令没有换道指令，则根据所述车道线信息以及所述目标车辆运动轨迹判定车辆是否有异常驶离本车道的趋势或者已经驶出本车道。

为了实现本发明目的，本发明实施例还提供一种自动驾驶车辆状态监测系统，包括车辆状态检测单元和自动驾驶域控制器，所述自动驾驶域控制器包括第一监测模块、自动驾驶控制模块和目标状态确定模块；

所述车辆状态检测单元用于获取车辆实时状态信息；

所述自动驾驶控制模块用于生成自动驾驶控制指令以控制车辆自动驾驶；

所述目标状态确定模块用于获取目标车辆状态信息；

所述第一监测模块用于对比所述车辆实时状态信息和所述目标车辆状态信息得到状态对比结果，并根据所述状态对比结果和所述自动驾驶控制指令判断车辆驾驶状态是否异常。

其中，包括提示单元，所述提示单元用于接收并根据所述第一监测模块判定的异常结果提醒驾驶员接管自动驾驶车辆。

其中，所述系统还包括图像采集单元，所述自动驾驶域控制器还包括第二监测模块；

所述图像采集单元用于获取车辆前方车道线图像，并根据所述车辆前方车道线图像获取的车道线信息；

所述目标状态确定模块用于获取目标车辆运动轨迹；

所述第二监测模块用于对比所述车道线信息和所述目标车辆运动轨迹得到轨迹对比结果，并根据所述轨迹对比结果和所述自动驾驶控制指令判断车辆驾驶状态是否异常。

其中，所述系统还包括电子稳定性控制器，所述车辆状态检测单元包括轮速传感器、惯性测量单元和方向盘转角传感器，所述轮速传感器和惯性测量单元分别通过所述电子稳定性控制器连接所述自动驾驶域控制器，所述方向盘转角传感器连接所述自动驾驶域控制器，所述轮速传感器用于检测车辆实时轮速信息，所述惯性测量单元用于检测实时纵向加速度信息、实时侧向加速度信息和实时横摆角速度信息，所述方向盘转角传感器用于检测车辆实时方向盘转角信息。

为了实现本发明目的，本发明实施例还提供一种汽车，包括所述自动驾驶车辆状态监测系统。

本发明实施例至少具有以下有益效果：

本发明实施例通过获取自动驾驶控制指令、车辆实时状态信息和目标车辆状态信息；对比所述车辆实时状态信息和所述目标车辆状态信息得到状态对比结果以及对比所述车道线信息和所述目标车辆运动轨迹得到轨迹对比结果，并根据所述状态对比结果、所述轨迹对比结果和自动驾驶控制指令判断车辆驾驶状态是否异常，并在异常时提醒驾驶员接管自动驾驶车辆，从而能够保证自动驾驶车辆出现机械故障等状态异常时及时采取相应的措施，提高自动驾驶车辆的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一中所述一种自动驾驶车辆状态监测方法流程图。

图2为本发明实施例一中所述一种自动驾驶车辆状态监测方法具体流程图。

图3为本发明实施例二中所述自动驾驶车辆状态监测系统示意图。

附图标记：

车辆状态检测单元1，轮速传感器11，惯性测量单元12，方向盘转角传感器13，自动驾驶域控制器2，第一监测模块21，自动驾驶控制模块22，目标状态确定模块23，第二监测模块24，提示单元3，图像采集单元4，电子稳定性控制器5。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

如图1所示，本发明实施例提供一种自动驾驶车辆状态监测方法，包括如下步骤：

s1获取自动驾驶控制指令、车辆实时状态信息和目标车辆状态信息；

s2对比所述车辆实时状态信息和所述目标车辆状态信息得到状态对比结果，并根据所述状态对比结果和自动驾驶控制指令判断车辆驾驶状态是否异常。

其中，所述车辆实时状态信息包括实时轮速信息、实时纵向加速度信息、实时侧向加速度信息、实时横摆角速度信息以及实时方向盘转角信息；

所述目标车辆状态信息包括目标轮速信息、目标纵向加速度信息、目标侧向加速度信息、目标横摆角速度信息以及目标方向盘转角信息。

具体而言，车辆自动驾驶技术包括视频摄像头、雷达传感器以及激光测距器等传感设备来了解车辆周围的交通状况，并通过一个详尽的地图对前方的道路进行导航，也就是生产相应的自动驾驶控制指令控制车辆自动驾驶，自动驾驶控制指令例如是加速、制动和转向等。本实施例为了在车辆自动驾驶过程中及时发现车辆异常情况，通过获取车辆的自动驾驶控制指令、车辆实时状态信息和目标车辆状态信息，基于车辆的自动驾驶控制指令，对比车辆实时状态信息和目标车辆状态信息来得出相应指令下，车辆实时状态信息和目标车辆状态信息的偏差是否满足正常驾驶，若不满足，则判定为异常。据此，来对车辆自动驾驶进行监测。

需说明的是，所述目标车辆状态信息为相应自动驾驶控制指令控制车辆行驶所应达到的车辆状态，其可以基于车辆动力学模型确定，车辆动力学模型为将车辆进行建模，车辆动力学模型基于不同指令输入会计算出相应的车辆状态，比如，油门踏板踩到一定程度，就会产生对应程度车辆加速度；有比如，刹车踏板踩到一定程度，就会产生对应程度车辆制动力。

在一实施例中，所述根据所述状态对比结果和自动驾驶控制指令判断车辆驾驶状态是否异常包括：

自动驾驶控制指令为加速时，若所述目标纵向加速度与所述实时纵向加速度的偏差超过第一阈值，则判定车辆加速系统出现异常，并提醒驾驶员接管自动驾驶车辆。

自动驾驶控制指令为制动时，若所述目标纵向加速度与所述实时纵向加速度的偏差超过第二阈值，则判定车辆制动系统出现异常，并提醒驾驶员接管自动驾驶车辆。

本实施例中，所述第一阈值和第二阈值均为预先设置的阈值，作为判断基准。

自动驾驶控制指令为转向和/或制动时，若所述目标侧向加速度与所述实时侧向加速度的偏差、所述目标横摆角速度与所述实时横摆角速度的偏差、所述目标方向盘转角与所述实时方向盘转角的偏差以及所述目标横摆角速度与所述实时横摆角速度的偏差中一个或多个超过相应阈值，则判定车辆转向系统和/或制动系统出现异常，并提醒驾驶员接管自动驾驶车辆。本实施例中，可以为侧向加速度、横摆角速度、方向盘转角的判断预先设置相应阈值，以作为判断基准。

需说明的是，以上判定过程中，若某一对比的偏差超过相应的阈值则表明预期要实现的车辆状态与真实的车辆状态相差较大，则可以判定相应的系统模块没有能够正常执行相应指令。

在一实施例中，如图2所示，所述步骤s1还包括获取车辆前方车道线信息和目标车辆运动轨迹；所述步骤s2还包括对比所述车道线信息和所述目标车辆运动轨迹得到轨迹对比结果，并根据所述轨迹对比结果和自动驾驶控制指令判断车辆驾驶状态是否异常。

需说明的是，如前所述，车辆自动驾驶技术包括视频摄像头、雷达传感器以及激光测距器等传感设备来了解车辆周围的交通状况，因此，车辆前方车道线信息可以根据所述车辆周围的交通状况确定。

其中，所述根据所述轨迹对比结果和自动驾驶控制指令判断车辆驾驶状态是否异常包括：

判断所述自动驾驶空指令有没有换道指令，若所述自动驾驶控制指令没有换道指令，则根据所述车道线信息以及所述目标车辆运动轨迹判定车辆是否有异常驶离本车道的趋势或者已经驶出本车道，即判定车辆状态出现异常。

如图3所示，本发明实施例二还提供一种自动驾驶车辆状态监测系统，其用于实现实施例一所述的自动驾驶车辆状态监测方法，包括车辆状态检测单元1及与所述车辆状态检测单元1通过信号线的自动驾驶域控制器2，所述自动驾驶域控制器2包括第一监测模块21、自动驾驶控制模块22和目标状态确定模块23。

所述车辆状态检测单元1用于获取车辆实时状态信息；其中，所述车辆实时状态信息包括实时轮速信息、实时纵向加速度信息、实时侧向加速度信息、实时横摆角速度信息以及实时方向盘转角信息。

所述自动驾驶控制模块22用于生成自动驾驶控制指令并根据所述自动驾驶控制指令控制车辆自动驾驶。

所述目标状态确定模块23用于获取目标车辆状态信息；其中，所述目标车辆状态信息包括目标轮速信息、目标纵向加速度信息、目标侧向加速度信息、目标横摆角速度信息以及目标方向盘转角信息。

所述第一监测模块21接收所述自动驾驶控制指令，并用于对比所述车辆实时状态信息和所述目标车辆状态信息得到状态对比结果，以及根据所述状态对比结果和所述自动驾驶控制指令判断车辆驾驶状态是否异常。

其中，所述系统还包括提示单元3，所述提示单元3用于接收并根据所述第一监测模块21判定的异常结果提醒驾驶员接管自动驾驶车辆。具体而言，所述提示单元3可以是采用语音提示、灯光提示或者语音和灯关提示结合的方式。

其中，所述系统还包括与所述自动驾驶域控制器2通过信号线连接的图像采集单元4，所述自动驾驶域控制器2还包括第二监测模块24。

所述图像采集单元4用于获取车辆前方车道线图像，并根据所述车辆前方车道线图像获取的车道线信息。

所述目标状态确定模块23用于获取目标车辆运动轨迹。

所述第二监测模块24用于对比所述车道线信息和所述目标车辆运动轨迹得到轨迹对比结果，并根据所述轨迹对比结果和所述自动驾驶控制指令判断车辆驾驶状态是否异常。

具体而言，所述图像采集单元4包括前摄像头，所述前视摄像头安装在前挡风玻璃内侧、内后视镜附近，可识别车辆前方道路一定距离内的车道线信息，并经过相应图像处理提取本车距离左右各两条车道线的距离信息，并通过信号线发送给所述自动驾驶域控制器2；

其中，所述系统还包括电子稳定性控制器5（electronicstabilitycontrol，简称esc），所述车辆状态检测单元1包括轮速传感器11、惯性测量单元12和方向盘转角传感器13；且所述轮速传感器11和惯性测量单元12分别通过信号线通过所述电子稳定性控制器5连接所述自动驾驶域控制器2，所述方向盘转角传感器13通过信号线连接所述自动驾驶域控制器2，所述轮速传感器11用于检测车辆实时轮速信息，所述惯性测量单元12用于检测实时纵向加速度信息、实时侧向加速度信息和实时横摆角速度信息，所述方向盘转角传感器13用于检测车辆实时方向盘转角信息。

本实施例基于当前自动驾驶车辆传感器，设计了一种自动驾驶车辆状态监测系统。当自动驾驶期间，车辆出现机械故障时，能够实时监测出，以便及时提醒驾驶员接管，保证自动驾驶车辆和驾驶员的安全。

需说明的是，对于实施例二公开的系统而言，由于其与实施例一公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本发明实施例三还提供一种汽车，包括实施例二所述的一种自动驾驶车辆状态监测系统。

通过以上内容的描述可知，本发明实施例通过获取自动驾驶控制指令、车辆实时状态信息和目标车辆状态信息；对比所述车辆实时状态信息和所述目标车辆状态信息得到状态对比结果以及对比所述车道线信息和所述目标车辆运动轨迹得到轨迹对比结果，并根据所述状态对比结果、所述轨迹对比结果和自动驾驶控制指令判断车辆驾驶状态是否异常，并在异常时提醒驾驶员接管自动驾驶车辆，从而能够保证自动驾驶车辆出现机械故障等状态异常时及时采取相应的措施，提高自动驾驶车辆的安全。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”等的描述意指结合所述实施例或示例描述的具体特征包含于本发明的至少一个实施例中。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。而且，描述的具体特征可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。