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無(wú)人駕駛系統(tǒng)

根據(jù)構(gòu)成要素和功能，無(wú)人駕駛系統(tǒng)分為三個(gè)層次，即感知層、決策層和執(zhí)行層。傳感層主要負(fù)責(zé)對(duì)車(chē)內(nèi)及車(chē)體周?chē)h(huán)境的信息進(jìn)行采集和處理，一般由各種傳感器完成，代表性部件為攝像機(jī)和雷達(dá)。決策層根據(jù)感知層獲取的信息進(jìn)行決策，確定工作模型，制定控制策略，并將決策結(jié)果傳遞給執(zhí)行層。這個(gè)任務(wù)一般由芯片來(lái)完成。執(zhí)行層主要利用決策層的決策來(lái)控制車(chē)輛而不是人，并反饋給底層模塊執(zhí)行任務(wù)。代表產(chǎn)品有轉(zhuǎn)向制動(dòng)器、自動(dòng)停車(chē)等。

根據(jù)智研咨詢的數(shù)據(jù)，2018年全球自動(dòng)駕駛儀市場(chǎng)規(guī)模約52.2億美元。預(yù)計(jì)到2024年全球自動(dòng)駕駛儀市場(chǎng)將達(dá)到187.2億美元，2018-2024年復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到24%。

無(wú)人駕駛系統(tǒng)的運(yùn)用

人們普遍認(rèn)為，無(wú)人駕駛系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)將徹底改變未來(lái)人類的生活方式和未來(lái)軍事的作戰(zhàn)形式，是汽車(chē)工業(yè)和軍事裝備發(fā)展的重要增量產(chǎn)業(yè)。在無(wú)人飛行器的諸多關(guān)鍵技術(shù)中，全線控制底盤(pán)及其控制技術(shù)是民用或軍事無(wú)人機(jī)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用中“頸部干擾”的核心技術(shù)之一。

對(duì)于代替人工任務(wù)的專用無(wú)人車(chē)，由于完全省略了人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，必須采用全線控制底盤(pán)技術(shù)。總的來(lái)說(shuō)，全線控制底盤(pán)的成本占到整個(gè)無(wú)人機(jī)成本的三分之一以上，是無(wú)人飛行器零部件中復(fù)雜的核心部件。

過(guò)去，由于缺乏整車(chē)規(guī)格、量產(chǎn)的整車(chē)控制底盤(pán)產(chǎn)品，一些企業(yè)往往利用現(xiàn)有底盤(pán)進(jìn)行線裝改裝，用于無(wú)人駕駛汽車(chē)的研發(fā)。它們面臨著協(xié)議不開(kāi)放、轉(zhuǎn)換成本高、控制精度低、系統(tǒng)可靠性差、模塊化通用性差等問(wèn)題。無(wú)人飛行器的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用難以支撐。

無(wú)人駕駛系統(tǒng)控制系統(tǒng)

無(wú)人駕駛系統(tǒng)控制系統(tǒng)

1電源管理

電源管理是嵌入式系統(tǒng)的核心。電源管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)為各種電氣元件提供不同的電源標(biāo)準(zhǔn)。

2信號(hào)管理

無(wú)人駕駛的運(yùn)行需要配備各種傳感器。利用can和USART通信協(xié)議，將傳感器采集到的信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，單片機(jī)將處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。

3底盤(pán)控制

底盤(pán)控制是控制系統(tǒng)的重點(diǎn)，只有一個(gè)好的底盤(pán)控制系統(tǒng)才能使方程式車(chē)完成規(guī)定的動(dòng)作。主控制器通過(guò)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的通訊獲取電機(jī)的實(shí)時(shí)信息，并通過(guò)發(fā)送指令來(lái)調(diào)整電機(jī)的動(dòng)作。

4路徑規(guī)劃

路徑規(guī)劃是無(wú)人駕駛的核心。計(jì)算機(jī)通過(guò)分析傳感器數(shù)據(jù)來(lái)規(guī)劃路徑。無(wú)人駕駛方程式的計(jì)算核心采用Ubuntu計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和ROS機(jī)器人操作系統(tǒng)。通過(guò)ROS的共同機(jī)制，將無(wú)人駕駛系統(tǒng)的環(huán)境感知功能整合到現(xiàn)有的ROS系統(tǒng)框架中。ROS的主要組成部分包括ROS master、ROS節(jié)點(diǎn)和ROS服務(wù)。