一种基于智能轮胎触觉感知的智能驾驶汽车控制系统.pdf

(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CN111994068A(43)申请公布日2020.11.27(21)申请号202011177615.3(22)申请日2020.10.29(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人杨世春王锐曹耀光陈昱伊闫啸宇陈飞李强伟刘新华(74)专利代理机构北京航智知识产权代理事务所(普通合伙)11668代理人黄川史继颖(51)Int.Cl.B60W30/02(2012.01)B60W30/182(2020.01)B60W40/06(2012.01)B60W60/00(2020.01)权利要求书3页说明书7页附图1页(54)发明名称一种基于智能轮胎触觉感知的智能驾驶汽车控制系统(57)摘要本发明提供一种基于智能轮胎触觉感知的智能驾驶汽车控制系统，包括感知系统（1）、控制系统（2）、执行系统（3）、电子线路（4）以及无线数据传输装置（5），感知系统（1）由智能轮胎、视觉感知系统以及雷达设备组成，智能车辆在行驶时，感知系统不同传感器实时采集周围环境信息，其中智能轮胎位于四个轮胎内部，用于感知路面状态，与智能驾驶汽车控制系统通过无线数据传输装置连接；视觉感知系统位于车身顶部，实时采集周围环境图像和道路交通信息，雷达设备实时感知三维环境地图并进行障碍物测距和测速，智能轮胎、视觉感知系统以及雷达设备通过电子线路（4）与控制系统连接，控制系统位于车辆电子控制单元内，对车辆进行控制和决策。CN111994068ACN111994068A权利要求书1/3页1.一种基于智能轮胎触觉感知的智能驾驶汽车控制系统，其特征在于：包括感知系统（1）、控制系统（2）、执行系统（3）、电子线路（4）以及无线数据传输装置（5），所述感知系统（1）由智能轮胎、视觉感知系统以及雷达设备组成，智能车辆在行驶时，所述感知系统（1）不同的传感器实时采集周围环境信息，其中所述智能轮胎位于四个轮胎内部，用于感知路面状态，与所述智能驾驶汽车控制系统通过无线数据传输装置（5）连接；所述视觉感知系统位于车身顶部，用于实时采集周围环境图像和道路交通信息，所述雷达设备用于实时感知三维环境地图并进行障碍物测距和测速，所述智能轮胎、视觉感知系统以及雷达设备通过所述电子线路（4）与控制系统连接；所述控制系统（2）位于车辆电子控制单元内，用于对车辆进行控制和决策。2.根据权利要求1所述的一种基于智能轮胎触觉感知的智能驾驶汽车控制系统，其特征在于：还包括用于加速踏板信号和制动踏板信号采集的传感器以及加速度传感器，整车控制系统根据采集到的加速踏板信号、制动踏板信号以及所述加速度传感器判断车辆目前的模式，当所述感知系统（1）将信息反馈至所述智能驾驶汽车控制系统后，所述智能驾驶汽车控制系统采取不同的驾驶策略，进而控制所述执行系统（3）做出相应的反馈。3.根据权利要求1所述的一种基于智能轮胎触觉感知的智能驾驶汽车控制系统，其特征在于：所述智能轮胎用于对路面的触觉感知，为车辆提供实时的三维路面信息感知，包括：不同位置下的多个应变传感器采集路面信号；对所述路面信号进行预处理，包括：对所述路面信号进行主成分分析，消除由于轮胎振动造成的信号的噪声和漂移；对进行主成分分析后获得的路面信号进行滤波以及小波变换处理，将所述路面信号转换到时域和频域上进行多尺度细化分析；对所述预处理后的信号进行传感器位置标记，生成深度学习网络所需的输入量；对所述深度学习网络实施的深度网络学习进行有监督训练获得当前的路面参数，所述路面包括路面种类、摩擦因数和/或路面坡度，所述对所述深度学习网络实施的深度网络学习进行有监督训练获得当前的路面参数包括：进行轮胎台架试验和实车测试，对轮胎进行受力实验，多个应变传感器实时采集不同受力状态下的轮胎内壁不同位置下的应变数据，对所述深度学习网络实施的深度网络学习进行有监督训练；通过对比不同位置的应变传感器的峰值信号时域差值，结合多个应变传感器的空间分布，利用深度学习算法获得当前的车辆的运动状态，所述车辆的运动状态包括车辆的转速、车速和/或滑移率；通过对比多个应变传感器采集信号在时间域上峰值变化，结合深度学习算法，感知当前的轮胎胎压状态；进行报警：若多个应变传感器的峰值信号的平均峰值随时间增加而增大，认为所述轮胎当前处于胎压增大的状态，当多个应变传感器的峰值信号的平均峰值大于阈值时，向整车控制单元发出胎压过大警报；若多个应变传感器的峰值信号的平均峰值随时间增加而减小，认为当前处于胎压减小的状态，当多个应变传感器的峰值信号的平均峰值小于阈值时，向整车控制单元发出胎压过小警报；进行控制和调整：响应于所述智能轮胎感知到当前路面为冰面时，整车控制单元及时2CN111994068A权利要求书2/3页做出反应，包括