一、技术框架
无人车的控制技术框架通常可以分为四个层次:感知层、决策层、执行层和控制层。
感知层:负责收集车辆周围的环境信息,包括道路信息、交通信息、车辆位置和障碍物信息等。这主要通过车载的各种传感器来实现,如摄像头、激光雷达、毫米波雷达和GPS等。
决策层:根据感知层提供的信息进行规划和决策,包括路径规划、行为决策和运动控制。路径规划是在高精度地图的基础上,规划出最优的行驶路径;行为决策是根据车辆的当前状态和周围环境,做出合适的行为决策;运动控制则是根据路径规划和行为决策的输出,生成具体的控制指令。
执行层:负责将决策层提供的控制指令转化为具体的控制信号,传递给车辆的各个执行器,如发动机、刹车系统和转向系统等,从而实现无人驾驶的功能。
控制层:是无人驾驶汽车的神经系统,负责将控制指令传递给车辆的各个执行器,确保指令的准确执行。
二、关键技术
环境感知技术:这是无人驾驶汽车行驶的基础,主要通过车载传感器如摄像头、激光雷达等来实现对周围环境的感知和识别。
车辆控制技术:这是无人驾驶汽车行驶的核心,包括轨迹规划和控制执行两个环节。轨迹规划是根据感知信息规划出最优的行驶路径,而控制执行则是通过控制车辆的油门、刹车和转向等驾驶动作,使车辆能够按照规划好的路径行驶。
三、核心技术
纵向控制技术:即车辆的驱动与制动控制。这涉及到车速以及本车与前后车或障碍物距离的自动控制。各种电机-发动机-传动模型、汽车运行模型和刹车过程模型与不同的控制器算法结合,构成了各种各样的纵向控制模式。
横向控制技术:即方向盘角度的调整以及轮胎力的控制。这涉及到车辆转向的控制,目标是使汽车自动保持期望的行车路线,并在不同的车速、载荷、风阻、路况下有很好的乘坐舒适性和稳定性。
四、系统组成
无人车的控制系统通常包括多个子系统,如车道保持系统(LKA)、自适应巡航控制系统(ACC)、自动泊车系统(AP)、紧急制动系统(AEB)等。这些系统协同工作,共同实现无人驾驶的功能。
车道保持系统(LKA):使汽车遵循道路标志和声音警告,并在车辆开始偏移车道时调整方向,保证汽车沿着目标车道线行驶。
自适应巡航控制系统(ACC):使汽车和前方的车辆始终保持一个安全的距离,确保无人驾驶汽车的安全性。
自动泊车系统(AP):使无人驾驶汽车能够顺利地实现在停车位的倒入和离开。
紧急制动系统(AEB):使汽车在遇到紧急情况时能够充分有效制动,同时使无人驾驶汽车处于人类的监视和控制范围之内。
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