智能辅助驾驶开发装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010687546.4 (22)申请日 2020.07.16 (71)申请人 北京理工大学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5 号 (72)发明人 谢宜壮陈禾乔婷婷李家豪 吴梦超 (74)专利代理机构 北京亿腾知识产权代理事务 所(普通合伙) 11309 代理人 陈霁 (51)Int.Cl. G09B 25/00(2006.01) (54)发明名称 智能辅助驾驶开发装置 (57)摘要 本申请涉及一种智能辅助驾驶开发装置， 应 用于实验室模拟环境下， 装置主体包括。

2、： 环境感 知组件， 用于获取装置主体在模拟道路中的运动 信息和/或模拟道路的路况信息； 运动组件， 用于 控制装置主体在模拟道路中行驶； 处理组件， 用 于根据环境感知组件获取的当前数据， 生成控制 指令， 以及将控制指令发送至运动组件， 当前数 据包括运动信息和/或路况信息； 数据传输组件， 用于接收并转发环境感知组件、 运动组件和处理 组件中的数据； 数据传输组件分别与环境感知组 件、 运动组件和处理组件连接。 该装置能够在实 验室环境下运行， 使得可以在有限的空间中进行 开发实验， 降低了开发成本。 此外， 在实验室中可 以模拟各种不同的路况， 提升了开发效率。 权利要求书2页 说明书。

3、4页 附图1页 CN 111899625 A 2020.11.06 CN 111899625 A 1.一种智能辅助驾驶开发装置， 其特征在于， 应用于实验室模拟环境下， 包括装置主 体， 所述装置主体包括： 环境感知组件， 用于获取所述装置主体在模拟道路中的运动信息和/或所述模拟道路 的路况信息； 运动组件， 用于控制所述装置主体在所述模拟道路中行驶； 处理组件， 用于根据所述环境感知组件获取的当前数据， 生成控制指令， 以及将所述控 制指令发送至所述运动组件， 所述当前数据包括所述运动信息和/或所述路况信息； 数据传输组件， 用于接收并转发所述环境感知组件、 所述运动组件和所述处理组件中 的。

4、数据； 其中， 所述数据传输组件分别与所述环境感知组件、 所述运动组件和所述处理组件连 接。 2.根据权利要求1所述的智能辅助驾驶开发装置， 其特征在于， 所述环境感知组件包 括： 测速模块， 用于测量所述装置主体的行驶速度； 障碍物探测模块， 用于探测所述模拟道路中的障碍物信息； 图像采集模块， 用于采集所述模拟道路的车道线信息。 3.根据权利要求2所述的智能辅助驾驶开发装置， 其特征在于， 所述障碍物探测模块为 多个， 且均匀布置在所述装置主体上。 4.根据权利要求2所述的智能辅助驾驶开发装置， 其特征在于， 所述测速模块为雷达传 感器， 所述障碍物探测模块为超声波传感器， 所述图像采集模。

5、块为摄像头。 5.根据权利要求1所述的智能辅助驾驶开发装置， 其特征在于， 所述数据传输组件包 括： 多个第一外设接口， 用于与所述环境感知组件、 所述运动组件和所述处理组件连接； 所述处理组件包括： 与所述第一外设接口连接的第二外设接口； 其中， 一个所述第二外设接口对应至少一个所述第一外设接口。 6.根据权利要求1所述的智能辅助驾驶开发装置， 其特征在于， 所述数据传输组件包 括： 网络模块， 用于与外部终端建立网络连接。 7.根据权利要求1所述的智能辅助驾驶开发装置， 其特征在于， 所述运动组件包括： 驱动轮； 驱动模块， 用于驱动所述驱动轮转动； 其中， 所述驱动模块与所述数据传输组件。

6、连接。 8.根据权利要求1-7任一项所述的智能辅助驾驶开发装置， 其特征在于， 所述装置主体 还包括： 程序存储组件， 用于存储辅助驾驶程序； 其中， 所述程序存储组件与所述数据处理组件连接。 9.根据权利要求1-7任一项所述的智能辅助驾驶开发装置， 其特征在于， 所述装置主体 还包括： 供电组件， 用于为所述装置主体提供电能； 权利要求书 1/2 页 2 CN 111899625 A 2 其中， 所述供电组件与所述数据传输组件连接。 10.根据权利要求9所述的智能辅助驾驶开发装置， 其特征在于， 所述供电组件为航模 电池。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111899625 A 3 智能辅。

7、助驾驶开发装置 技术领域 0001 本申请涉及智能驾驶开发技术领域， 具体涉及一种智能辅助驾驶开发装置。 背景技术 0002 汽车是人们生活和工作中必不可少的交通工具， 具有越来越强的智能性， 尤其是 自动驾驶功能， 给人们带来了极大便利。 在自动驾驶过程中， 车辆运动学和动力学模型中的 参数具有不确定性， 并且在复杂随机的道路环境中， 还会有其他机动车辆、 行人等， 这些智 能体的行为随机性给车辆的自主决策带来极大地难度和挑战。 因此， 为了提升自动驾驶车 辆在行驶中的安全性能， 需要对车辆的自动驾驶功能进行开发。 发明内容 0003 本申请的目的是提供一种智能辅助驾驶开发装置， 能够在实验。

8、室环境下对车辆的 自动驾驶功能进行开发， 提升了自动驾驶功能的开发效率。 0004 为实现上述目的， 本申请提供了一种智能辅助驾驶开发装置， 应用于实验室模拟 环境下， 包括装置主体， 所述装置主体包括： 0005 环境感知组件， 用于获取所述装置主体在模拟道路中的运动信息和/或所述模拟 道路的路况信息； 0006 运动组件， 用于控制所述装置主体在所述模拟道路中行驶； 0007 处理组件， 用于根据所述环境感知组件获取的当前数据， 生成控制指令， 以及将所 述控制指令发送至所述运动组件， 所述当前数据包括所述运动信息和/或所述路况信息； 0008 数据传输组件， 用于接收并转发所述环境感知组。

9、件、 所述运动组件和所述处理组 件中的数据； 0009 其中， 所述数据传输组件分别与所述环境感知组件、 所述运动组件和所述处理组 件连接。 0010 在一个实施例中， 所述环境感知组件包括： 0011 测速模块， 用于测量所述装置主体的行驶速度； 0012 障碍物探测模块， 用于探测所述模拟道路中的障碍物信息； 0013 图像采集模块， 用于采集所述模拟道路的车道线信息。 0014 在一个实施例中， 所述障碍物探测模块为多个， 且均匀布置在所述装置主体上。 0015 在一个实施例中， 所述测速模块为雷达传感器， 所述障碍物探测模块为超声波传 感器， 所述图像采集模块为摄像头。 0016 在一。

10、个实施例中， 所述数据传输组件包括： 0017 多个第一外设接口， 用于与所述环境感知组件、 所述运动组件和所述处理组件连 接； 0018 所述处理组件包括： 与所述第一外设接口连接的第二外设接口； 0019 其中， 一个所述第二外设接口对应至少一个所述第一外设接口。 说明书 1/4 页 4 CN 111899625 A 4 0020 在一个实施例中， 所述数据传输组件包括： 0021 网络模块， 用于与外部终端建立网络连接。 0022 在一个实施例中， 所述运动组件包括： 0023 驱动轮； 0024 驱动模块， 用于驱动所述驱动轮转动； 0025 其中， 所述驱动模块与所述数据传输组件连接。

11、。 0026 在一个实施例中， 所述装置主体还包括： 0027 程序存储组件， 用于存储辅助驾驶程序； 0028 其中， 所述程序存储组件与所述数据处理组件连接。 0029 在一个实施例中， 所述装置主体还包括： 0030 供电组件， 用于为所述装置主体提供电能； 0031 其中， 所述供电组件与所述数据传输组件连接。 0032 在一个实施例中， 所述供电组件为航模电池。 0033 相较于现有技术， 本申请实施例中的智能辅助驾驶开发装置， 能够在实验室环境 下运行， 使得可以在有限的空间中进行开发实验， 降低了开发成本。 此外， 在实验室中可以 模拟各种不同的路况， 提升了开发效率。 附图说明。

12、 0034 图1为本申请实施例提供的一种智能辅助驾驶开发装置的结构示意图； 0035 图2为本申请实施例中智能辅助驾驶开发装置上处理组件的结构示意图。 具体实施方式 0036 下面通过附图和实施例， 对本申请的技术方案做进一步的详细描述。 0037 参考图1， 本申请实施例提供的智能辅助驾驶开发装置， 主要应用于实验室模拟环 境下， 在实验室中可以设置模拟道路、 信号灯、 障碍物等等， 以模拟出真实的路况信息； 其 中， 在实验室中可供智能辅助驾驶开发装置运动的空间为有限空间， 该有限空间可以小于 预设空间大小， 例如， 有限空间的占地面积小于20平方米。 该智能辅助驾驶开发装置包括装 置主体。

13、， 其中， 装置主体包括： 环境感知组件、 运动组件、 处理组件3、 数据传输组件4、 供电组 件和程序存储组件。 数据传输组件4分别与环境感知组件、 运动组件、 处理组件3、 供电组件、 程序存储组件连接； 例如插接、 线缆连接等。 0038 其中， 环境感知组件可以获取装置主体在模拟道路中的运动信息和/或模拟道路 的路况信息。 其中， 运动信息包括装置主体的行驶速度、 航向角等， 路况信息包括是否存在 障碍物、 道路湿滑度、 车道线信息等 0039 运动组件可以控制装置主体在模拟道路中行驶。 在一个例子中， 运动组件2包括驱 动轮21和驱动模块。 其中， 驱动模块主要用于驱动驱动轮21转动。

14、。 驱动模块与数据传输组件 3电连接。 可选地， 驱动模块为驱动电机。 0040 处理组件3可以用于根据环境感知组件获取的当前数据， 生成控制指令， 以及将控 制指令发送至运动组件， 当前数据包括运动信息和/或路况信息。 例如， 当车道线信息表明 车道线向左侧弯曲时， 可以生成向左转向的控制指令， 进而控制装置主体偏向左侧行驶。 可 说明书 2/4 页 5 CN 111899625 A 5 选地， 处理组件为现场可编程逻辑门阵列FPGA。 0041 数据传输组件4可以接收并转发环境感知组件、 运动组件和处理组件中的数据。 0042 供电组件可以为装置主体提供电能。 可选地， 供电组件为航模电池。

15、。 0043 程序存储组件可以存储辅助驾驶程序。 其中， 预先编写好辅助驾驶程序， 之后， 将 该程序存储至程序存储组件中， 在该程序运行后， 装置主体即可以按照程序中编写的运行 方式行驶。 可选地， 程序存储组件可以为安全数码卡(Secure Digital Memory Card/SD card， SD卡)、 U盘等。 0044 接下来介绍环境感知组件、 处理组件3和数据传输组件4。 0045 环境感知组件可以包括： 测速模块11、 障碍物探测模块12和图像采集模块13中的 一个或多个。 测速模块11主要用于测量装置主体的行驶速度； 障碍物探测模块12， 主要用于 探测模拟道路中的障碍物信。

16、息； 图像采集模块13， 主要用于采集模拟道路的车道线信息。 0046 可选地， 测速模块11可以为雷达传感器， 此时， 在模拟道路上可以设置用于反射雷 达波的发射板， 通过对雷达传感器的回波分析测定装置主体的行驶速度。 可选地， 雷达传感 器为IVS(Innosent VCO stereo)系列的双通道K波段窄波束雷达传感器， 其支持FSK/FMCW/ CW工作模式， 并采用平面微带天线结构， 外形十分小巧， 可以集成于各种电路； 另外其工作 时能耗较低， 可以节省电能。 0047 障碍物探测模块12可以为多个， 例如2个、 3个、 4个等， 且均匀布置在装置主体上， 以全方位的探测模拟道路。

17、上的障碍物信息。 其中， 障碍物探测模块12与模拟道路之间呈预 设角度， 如60度角等， 以探测到模拟道路上的障碍物。 可选地， 障碍物探测模块12可以为超 声波传感器， 此时， 利用超声波传感器持续或间歇式发出超声波， 以探测模拟道路上的障碍 物信息。 0048 图像采集模块13可以为摄像头， 通过摄像头采集模拟道路上的车道线信息、 交通 标志识别、 行人与物体检测、 防碰撞预警等等。 例如， 通过摄像头拍摄模拟道路的路面的图 像， 再利用Canny算子等图像边缘算子对图像进行分析处理， 得到模拟道路上的车道线信 息。 此外， 图像采集模块13还可以用于获取模拟道路的路面的湿滑度， 例如， 。

18、对图像采集模 块13采集的图像进行分析处理， 确定出路面的反光度， 再根据预先设定的反光度与湿滑度 之间的映射关系， 确定出当前路面的湿滑度。 可选地， 图像采集模块13通过可转动支架131 与装置主体连接； 通过可转动支架131以实现图像采集模块13上下左右俯仰旋转， 满足多方 位目标检测的需要。 0049 参考图2， 处理组件3可以包括： 处理模块、 多个第二外设接口、 网络模块。 处理模 块， 主要用于处理环境感知组件、 运动组件的数据。 第二外设接口主要用于与数据传输组件 4上的第二外设接口连接。 网络模块， 主要用于与外部终端建立网络连接； 通过网络模块可 以将环境感知组件获取的数据。

19、传输至外部终端进行显示等。 其中， 处理模块、 第二外设接口 和网络模块可以集成在一块数据板上。 0050 可选地， 处理模块为现场可编程逻辑门阵列FPGA， 网络模块为蓝牙模块和/或WIFI 模块。 0051 可选地， 第二外设接口包括： USB Type-C(JTAG&UART)接口， SD卡插槽， USB通信母 口、 以太网接口、 HDMI接口、 音频接口、 电源接口、 数模转换接口、 摄像头接口等等。 其中， 音 频接口包括一进一出两个接口， 可以实现音频的输入与输出。 说明书 3/4 页 6 CN 111899625 A 6 0052 此外， 处理组件3上还可以设置模式切换按键， 例。

20、如， 自启动模式按键、 调试模式按 键。 可选地， 自启动模式是指装置主体可以在开机后自动运行程序存储组件中的程序； 调试 模式是指可以利用外部设备对装置主体进行调试控制。 0053 数据传输组件4包括： 多个第一外设接口。 其中， 多个第一外设接口可以同时对应 一个第二外设接口。 第一外设接口主要用于与环境感知组件、 运动组件和处理组件3连接； 其中， 第一外设接口的一端与外部组件(如环境感知组件等)连接， 第一外设接口的另一端 与第二外设接口连接。 通过数据传输组件4以扩展处理组件3上的外设接口的数量， 使得可 以在装置主体上有限的空间内布设充足的环境感知组件， 提升环境中数据的采集量， 。

21、进而 提升开发效率； 例如， 若处理组件3上仅能够布置3个外设接口， 则在无数据传输组件4的情 况下， 装置主体上最多可以布置三个雷达传感器， 但在增设数据传输组件4后， 可以在数据 传输组件4上布置5个外设接口， 且这5个外设接口可以同时与处理组件3上的一个外设接口 相连， 这样除了在处理组件3上连接2个雷达传感器外， 还可以在数据传输组件4上再连接5 个雷达传感器， 大幅增加了雷达传感器的布置数量。 其中， 多个第一外设接口可以集成在一 个数据板上。 0054 此外， 数据传输组件4还可以包括用于安装环境感知组件的安装接口。 0055 在一个示例中， 数据传输组件4还包括电源转换模块， 利。

22、用该电源转换模块实现为 环境感知组件、 运动组件和处理组件3等供电。 0056 下面介绍本申请实施例提供的智能辅助驾驶开发装置的使用过程及数据流向。 0057 首先， 编写用于控制智能辅助驾驶开发装置运行的程序， 并将该程序拷贝到装置 主体中的程序存储组件内。 0058 接着， 在处理组件上选取自启动模式， 程序开始运行。 处理组件将控制指令发送至 运动组件， 运动组件开始驱动装置主体在模拟道路上行驶。 0059 接着， 装置主体行驶过程中， 其上的摄像头、 雷达传感器、 超声波传感器处于工作 状态。 摄像头采集的数字图像经过数据传输组件传输到处理组件中， 经处理组件中的处理 模块进行处理后，。

23、 可以通过蓝牙传输到上位机进行显示。 雷达传感器通过获取到雷达回波， 经数据传输组件传输到处理组件中， 经处理组件中的处理模块进行处理， 得到装置主体的 行驶速度， 然后通过蓝牙传输到上位机进行显示。 超声波传感器获取的超声波也可以经数 据传输组件传输到处理组件中， 经处理组件中的处理模块进行处理， 得到模拟道路上的障 碍物信息， 然后通过蓝牙传输到上位机进行显示。 0060 最后， 通过对装置主体行驶过程中的数据进行分析处理， 确定程序开发过程中存 在的缺陷， 并进行改进。 0061 综上所述， 本申请实施例提供的智能辅助驾驶开发装置， 能够在实验室环境下运 行， 使得可以在有限的空间中进行开发实验， 降低了开发成本。 此外， 在实验室中可以模拟 各种不同的路况， 提升了开发效率。 0062 以上所述的具体实施方式， 对本申请的目的、 技术方案和有益效果进行了进一步 详细说明， 所应理解的是， 以上所述仅为本申请的具体实施方式而已， 并不用于限定本申请 的保护范围， 凡在本申请的精神和原则之内， 所做的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含 在本申请的保护范围之内。 说明书 4/4 页 7 CN 111899625 A 7 图1 图2 说明书附图 1/1 页 8 CN 111899625 A 8 。