一種全自動導(dǎo)航式無人駕駛電動汽車的使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動控制領(lǐng)域，尤其涉及一種全自動導(dǎo)航式無人駕駛電動汽車的使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，電動汽車發(fā)展速度很快，也出現(xiàn)了一些無人駕駛電動汽車。由于無人駕駛電動汽車發(fā)展時間較短，在行駛中的一些問題在現(xiàn)有技術(shù)中仍沒有得到妥善的解決，甚至還需要人工參與完成:基于引導(dǎo)軌跡的無人駕駛電動汽車控制精度不高，偏離引導(dǎo)軌跡的情況時有發(fā)生;導(dǎo)航功能不夠完備，例如在電量不足時，無法確定附近最合適的充電站作為目標(biāo)充電站以前往充電;缺少充電站內(nèi)充電粧的定位設(shè)備，無法完成自動充電控制功能。
[0003]因此，需要一種新型無人駕駛電動汽車，能夠建立新的基于引導(dǎo)軌跡的電動汽車驅(qū)動控制結(jié)構(gòu)，提高無人駕駛的引導(dǎo)精度，能夠在確定附近各個充電站位置的同時，自行選擇最方便的目標(biāo)充電站；同時能夠定位充電站內(nèi)充電粧的位置，實現(xiàn)電動汽車的自動充電，從而解決上述三個問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種全自動導(dǎo)航式無人駕駛電動汽車，首先，弓丨入信號采集器、光電傳感器和方向電機控制器提高電動汽車的無人駕駛效率，其次，引入無線接收設(shè)備和GPS收發(fā)設(shè)備完成對電動汽車附近充電站的導(dǎo)航，再次，引入圖像檢測設(shè)備實現(xiàn)對充電站內(nèi)充電粧的識別，最后，采用包括定位器、位移驅(qū)動器、機械手和充電頭的自動充電設(shè)備完成對無人駕駛電動汽車的自動化充電。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種全自動導(dǎo)航式無人駕駛電動汽車，所述電動汽車包括自動導(dǎo)航系統(tǒng)、自動充電系統(tǒng)和自動驅(qū)車系統(tǒng)，所述自動驅(qū)車系統(tǒng)用于實現(xiàn)對電動汽車的無人駕駛，所述自動導(dǎo)航系統(tǒng)用于實現(xiàn)對電動汽車附近充電粧的自動定位，所述自動充電系統(tǒng)用于在電動汽車無人駕駛到附近充電粧后，實現(xiàn)對電動汽車的自動充電，采用AVR32芯片實現(xiàn)對自動導(dǎo)航系統(tǒng)、自動充電系統(tǒng)和自動驅(qū)車系統(tǒng)的同時控制操作。
[0006]更具體地，在所述全自動導(dǎo)航式無人駕駛電動汽車中，包括:齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，設(shè)置在電動汽車的驅(qū)動車輪上方，用于將轉(zhuǎn)向驅(qū)動電機與電動汽車的驅(qū)動車輪連接;光源設(shè)備，設(shè)置在電動汽車的底盤，由多個高亮白光LED組成，多個高亮白光LED組成矩形LED矩陣且等間距排列，對電動汽車車下道路進(jìn)行照明；光電傳感器，設(shè)置在電動汽車的底盤，由80個光敏電阻組成，80個光敏電阻組成矩形光敏電阻矩陣且等間距排列，每一個光敏電阻組成一個光電檢測通道，用于檢測電動汽車車下道路反射光源設(shè)備照明光的反射光強度，其中，對于每一個光電檢測通道，其正下方的道路有無引導(dǎo)軌跡，反射光強度不同，其檢測出的光電檢測電壓也不同；信號采集器，設(shè)置在電動汽車的前端儀表盤內(nèi)，與光電傳感器連接，用于采樣并輸出每一個光電檢測通道輸出的光電檢測電壓，信號采集器的采樣頻率為I毫秒;運算放大器，設(shè)置在電動汽車的前端儀表盤內(nèi)，與信號采集器連接，用于將每一個光電檢測通道的光電檢測電壓進(jìn)行放大;8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，設(shè)置在電動汽車的前端儀表盤內(nèi)，與運算放大器連接，用于將放大后的每一個光電檢測電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以獲得對應(yīng)的數(shù)字通道電壓;方向電機控制器，設(shè)置在電動汽車的前端儀表盤內(nèi)，與AVR32芯片連接，用于基于電動汽車的橫向偏差或驅(qū)動方向計算電動汽車的轉(zhuǎn)向齒輪轉(zhuǎn)角;轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動器，設(shè)置在電動汽車的驅(qū)動車輪上方，與方向電機控制器連接，用于基于電動汽車的轉(zhuǎn)向齒輪轉(zhuǎn)角確定電機驅(qū)動控制信號;轉(zhuǎn)向驅(qū)動電機，設(shè)置在電動汽車的驅(qū)動車輪上方，與轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動器和電動汽車的驅(qū)動車輪分別連接，用于基于電機驅(qū)動控制信號控制驅(qū)動車輪的轉(zhuǎn)向角度;AVR32芯片，設(shè)置在電動汽車的前端儀表盤內(nèi)，與8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，接收每一個光電檢測通道的數(shù)字通道電壓，將每一個光電檢測通道的數(shù)字通道電壓與預(yù)設(shè)數(shù)字電壓閾值比較，當(dāng)一個光電檢測通道的數(shù)字通道電壓大于等于預(yù)設(shè)數(shù)字電壓閾值時，將對應(yīng)光電檢測通道的偏差標(biāo)志設(shè)為I，當(dāng)一個光電檢測通道的數(shù)字通道電壓小于預(yù)設(shè)數(shù)字電壓閾值時，將對應(yīng)光電檢測通道的偏差標(biāo)志設(shè)為O，基于相鄰光電傳感器的間距、光電檢測通道的數(shù)量和每一個光電檢測通道的偏差標(biāo)志計算電動汽車的橫向偏差，電動汽車的橫向偏差用于將電動汽車從偏離引導(dǎo)軌跡狀態(tài)恢復(fù)到位于引導(dǎo)軌跡正上方狀態(tài);無線接收設(shè)備，設(shè)置在電動汽車的外側(cè)，用于基于電動汽車的當(dāng)前GPS位置從遠(yuǎn)端的充電站管理服務(wù)器處接收電動汽車的當(dāng)前GPS位置附近各個充電站的占用百分比，還從遠(yuǎn)端的交通管理服務(wù)器處接收抵達(dá)當(dāng)前GPS位置附近各個充電站所分別對應(yīng)的各個路段的擁堵程度;GPS收發(fā)設(shè)備，用于接收GPS定位衛(wèi)星實時發(fā)送的、電動汽車的當(dāng)前GPS位置，還用于接收GPS電子地圖中、電動汽車的當(dāng)前GPS位置附近各個充電站的GPS位置；電量檢測設(shè)備，設(shè)置在電動汽車的蓄電池上，用于檢測蓄電池的實時剩余電量;行駛控制儀，設(shè)置在電動汽車的前端儀表盤內(nèi)，與電動汽車的方向電機控制器和速度電機控制器連接，用于接收位置控制信號，基于位置控制信號確定驅(qū)動方向和驅(qū)動速度，并將驅(qū)動方向和驅(qū)動速度分別發(fā)送給方向電機控制器和速度電機控制器；圖像檢測設(shè)備，用于對電動汽車前方景象進(jìn)行拍攝以獲得前方圖像，并對前方圖像進(jìn)行圖像識別以確定前方是否存在充電粧，相應(yīng)地，發(fā)出存在充電粧信號或不存在充電粧信號;超聲波檢測設(shè)備，設(shè)置在電動汽車前部，用于檢測電動汽車前部距離充電粧的實時相差距離;ZIGBEE通信設(shè)備，設(shè)置在電動汽車上，用于與充電粧的ZIGBEE通信接口進(jìn)行握手操作，握手成功則發(fā)出充電粧合格信號，握手失敗則發(fā)出充電粧不合格信號；自動充電設(shè)備，設(shè)置在電動汽車上，包括定位器、位移驅(qū)動器、機械手和充電頭，定位器、位移驅(qū)動器和充電頭都設(shè)置在機械手上，定位器用于檢測機械手與充電粧的充電插座之間的相對距離，位移驅(qū)動器與定位器連接，用于基于相對距離驅(qū)動機械手前往充電粧的充電插座，機械手用于在抵達(dá)充電粧的充電插座后將充電頭插入充電粧的充電插座中；AVR32芯片還與無線接收設(shè)備、電量檢測設(shè)備、行駛控制儀、GPS收發(fā)設(shè)備、圖像檢測設(shè)備、超聲波檢測設(shè)備、ZIGBEE通信設(shè)備和自動充電設(shè)備分別連接，當(dāng)實時剩余電量小于等于第一預(yù)設(shè)電量閾值時，進(jìn)入自動導(dǎo)航模式;其中，AVR32芯片在自動導(dǎo)航模式中，啟動無線接收設(shè)備、GPS收發(fā)設(shè)備和圖像檢測設(shè)備，從GPS收發(fā)設(shè)備處接收當(dāng)前GPS位置和附近各個充電站的GPS位置，將當(dāng)前GPS位置發(fā)送給無線接收設(shè)備以獲得附近各個充電站的占用百分比以及附近各個充電站分別對應(yīng)的各個路段的擁堵程度，基于當(dāng)前GPS位置和附近各個充電站的GPS位置確定當(dāng)前GPS位置到附近各個充電站的GPS位置的各個充電站GPS距離，基于每一個充電站對應(yīng)的路段的擁堵程度、擁堵程度權(quán)重、附近每一個充電站的占用百分比、占用百分比權(quán)重、附近每一個充電站的GPS距離和距離權(quán)重計算附近每一個充電站的便利程度，擁堵程度越低，便利程度越高，占用百分比越低，便利程度越高，GPS距離越短，便利程度越高，選擇便利程度最高的附近充電站作為目標(biāo)充電站;AVR32芯片還基于當(dāng)前GPS位置和目標(biāo)充電站的GPS位置確定位置控制信號，將位置控制信號發(fā)送給行駛控制儀以控制電動汽車前往預(yù)存電子地圖中最近充電站，當(dāng)從圖像檢測設(shè)備處接收到存在充電粧信號時，啟動超聲波檢測設(shè)備和ZIGBEE通信設(shè)備，在接收到充電粧合格信號且實時相差距離小于等于預(yù)設(shè)距離閾值時，啟動自動充電設(shè)備以將充電頭插入充電粧的充電插座中，AVR32芯片退出自動導(dǎo)航模式;擁堵程度權(quán)重、占用百分比權(quán)重和距離權(quán)重均為預(yù)設(shè)固定數(shù)值。
[0007]更具體地，在所述全自動導(dǎo)航式無人駕駛電動汽車中:圖像檢測設(shè)備包括CMOS攝像頭和目標(biāo)識別器件。
[0008]更具體地，在所述全自動導(dǎo)航式無人駕駛電動汽車中:圖像檢測設(shè)備設(shè)置在電動汽車前部。
[0009]更具體地，在所述全自動導(dǎo)航式無人駕駛電動汽車中:AVR32芯片在實時剩余電量大于等于第二預(yù)設(shè)電量閾值，控制自動充電設(shè)備的機械手以將充電頭拔離充電粧的充電插座。
[0010]更具體地，在所述全自動導(dǎo)航式無人駕駛電動汽車中:第二預(yù)設(shè)電量閾值大于第一預(yù)設(shè)電量閾值。
[0011]更具體地，在所述全自動導(dǎo)航式無人駕駛電動汽車中，還包括:并行通信接口，位于圖像檢測設(shè)備和AVR32芯片之間。
【附圖說明】
[0012]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進(jìn)行描述，其中:
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的全自動導(dǎo)航式無人駕駛電動汽車的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0014]附圖標(biāo)記:1自動導(dǎo)航系統(tǒng);2自動充電系統(tǒng);3自動驅(qū)車系統(tǒng)
【具體實施方式】
[0015]下面將參照附圖對本發(fā)明的全自動導(dǎo)航式無人駕駛電動汽車的實施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016]當(dāng)前，無人駕駛電動汽車制造商的研發(fā)方向主要在于電動汽車正常行駛時一些自動功能的實現(xiàn)，但由于發(fā)展時間有限，這些自動功能本