本申請(qǐng)涉及自動(dòng)駕駛，尤其涉及一種用于自動(dòng)駕駛測(cè)試的全向運(yùn)動(dòng)車輛底盤(pán)以及車輛。

背景技術(shù)：

1、自動(dòng)駕駛技術(shù)正在迅速發(fā)展，安全性和可靠性是自動(dòng)駕駛技術(shù)能否普及的關(guān)鍵因素。相關(guān)技術(shù)中，對(duì)于自動(dòng)駕駛技術(shù)的測(cè)試主要有封閉場(chǎng)地測(cè)試方法。封閉場(chǎng)地測(cè)試是在控制環(huán)境中對(duì)自動(dòng)駕駛車輛進(jìn)行的測(cè)試，以確保其在各種預(yù)定條件下的性能和安全性。封閉場(chǎng)地測(cè)試提供了一個(gè)安全、可控的環(huán)境，允許工程師在可重復(fù)的條件下測(cè)試自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。封閉場(chǎng)地測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)是降低公共道路測(cè)試的風(fēng)險(xiǎn)、提高測(cè)試的可重復(fù)性、減少成本和資源消耗，另外，封閉場(chǎng)地測(cè)試的測(cè)試場(chǎng)景可以快速的搭建和變更，可以提高測(cè)試效率。其中在封閉場(chǎng)地測(cè)試中，尤其運(yùn)動(dòng)底盤(pán)可以搭載模擬行人、車輛和交通信號(hào)標(biāo)識(shí)等道具，為測(cè)試提供了更真實(shí)的動(dòng)態(tài)模擬對(duì)象、構(gòu)建出更加真實(shí)的測(cè)試場(chǎng)景，從而增加測(cè)試環(huán)境的真實(shí)性、多樣性和可重復(fù)性。底盤(pán)的控制精度和運(yùn)動(dòng)靈活性是模擬真實(shí)交通參與者行為的關(guān)鍵因素。然而，現(xiàn)有的底盤(pán)在諸多方面存在不足。

2、現(xiàn)有底盤(pán)控制精度的不足限制了模擬真實(shí)行人或者其他交通參與者的能力，這導(dǎo)致它們無(wú)法精確復(fù)制行人的移動(dòng)速度和路徑變化；運(yùn)動(dòng)靈活性的不足，影響了其在復(fù)雜交通場(chǎng)景中的模擬效果。此外，現(xiàn)有多數(shù)底盤(pán)自動(dòng)避障功能也不成熟，它們通常無(wú)法有效處理復(fù)雜的交通情況，如多車交互或不可預(yù)測(cè)的行人行為，這就增加了測(cè)試過(guò)程中的安全隱患。最后，現(xiàn)有的大多數(shù)底盤(pán)不具備成熟的群體調(diào)度功能，這限制了它們模擬復(fù)雜交通場(chǎng)景的能力。缺乏群體調(diào)度功能的底盤(pán)，難以進(jìn)行協(xié)同控制去實(shí)現(xiàn)精確的時(shí)間同步和統(tǒng)一的決策制定，這就給多底盤(pán)協(xié)作執(zhí)行任務(wù)埋下了隱患。這些不足，限制了測(cè)試場(chǎng)景的真實(shí)性，從而影響自動(dòng)駕駛車輛感知系統(tǒng)和決策算法的評(píng)估效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于自動(dòng)駕駛測(cè)試的全向運(yùn)動(dòng)車輛底盤(pán)以及車輛，用于解決相關(guān)技術(shù)中車輛底盤(pán)的運(yùn)動(dòng)控制精度較低的技術(shù)問(wèn)題。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于自動(dòng)駕駛測(cè)試的全向運(yùn)動(dòng)車輛底盤(pán)，包括底盤(pán)框架、兩個(gè)主動(dòng)輪、兩個(gè)從動(dòng)輪、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制單元以及環(huán)境感知系統(tǒng)；

3、所述主動(dòng)輪和從動(dòng)輪均設(shè)置在所述底盤(pán)框架上，且兩個(gè)主動(dòng)輪處于同一對(duì)角線上，所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在所述底盤(pán)框架上靠近兩個(gè)主動(dòng)輪的位置處，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于接收運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，從而驅(qū)動(dòng)所述主動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)；

4、所述環(huán)境感知系統(tǒng)設(shè)置在所述底盤(pán)框架上，所述環(huán)境感知系統(tǒng)用于采集車輛當(dāng)前位置的環(huán)境信息，并將采集的環(huán)境信息發(fā)送至所述控制單元；

5、所述控制單元，用于根據(jù)所述環(huán)境信息規(guī)劃出當(dāng)前底盤(pán)的運(yùn)行路徑，并根據(jù)所述運(yùn)行路徑生成對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)；

6、所述控制單元設(shè)置在所述底盤(pán)框架，所述控制單元，還用于根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)生成所述運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并將所述運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送至所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

7、在一種可能的設(shè)計(jì)中，所述環(huán)境感知系統(tǒng)包括：激光雷達(dá)、gnss定位裝置、imu慣性傳感器、圖像傳感器中的一種或者多種；

8、其中，所述激光雷達(dá)，用于采集當(dāng)前位置周圍環(huán)境的點(diǎn)云信息；

9、所述gnss定位裝置，用于獲取車輛底盤(pán)當(dāng)前的第一位置信息；

10、所述慣性傳感器，用于獲取車輛底盤(pán)當(dāng)前角速度、線性加速度以及位姿信息；

11、所述圖像傳感器，用于采集當(dāng)前位置周圍環(huán)境的圖像信息。

12、在一種可能的設(shè)計(jì)中，所述控制單元包括位置信息確定單元、信息融合單元以及路徑規(guī)劃單元；

13、所述位置信息確定單元，用于根據(jù)所述激光雷達(dá)獲取的點(diǎn)云信息生成第二位置信息；所述位置信息確定單元，還用于根據(jù)所述底盤(pán)當(dāng)前角速度、線性加速度以及位姿信息生成第三位置信息；所述位置信息確定單元，還用于根據(jù)當(dāng)前環(huán)境的圖像信息生成第四位置信息；

14、所述信息融合單元，用于對(duì)所述第一位置信息、第二位置信息、第三位置信息和第四位置信息進(jìn)行信息融合處理，得到優(yōu)化后的底盤(pán)的位置信息；

15、所述路徑規(guī)劃單元，用于根據(jù)底盤(pán)的位置信息以及周圍環(huán)境信息生成所述運(yùn)行路徑。

16、在一種可能的設(shè)計(jì)中，還包括編碼器；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)；所述編碼器與所述電機(jī)的輸出軸連接；

17、所述控制單元，還用于接收所述編碼器采集的位移信息，并根據(jù)所述位移信息對(duì)所述電機(jī)進(jìn)行位置校準(zhǔn)。

18、在一種可能的設(shè)計(jì)中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括減速機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；

19、所述電機(jī)的控制端與所述控制單元的控制輸出端連接，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述減速機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，所述減速機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過(guò)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)軸連接，以驅(qū)動(dòng)所述主動(dòng)輪運(yùn)行。

20、在一種可能的設(shè)計(jì)中，上位機(jī)還用于生成位置調(diào)度任務(wù)，根據(jù)所述位置調(diào)度任務(wù)，采用群體調(diào)度算法根據(jù)每個(gè)車輛底盤(pán)的當(dāng)前狀態(tài)信息，將所述位置調(diào)度任務(wù)分配至目標(biāo)車輛底盤(pán)；

21、所述目標(biāo)車輛底盤(pán)的控制單元，還用于根據(jù)所述位置調(diào)度任務(wù)，將所述位置調(diào)度任務(wù)中包括的虛擬場(chǎng)景中目標(biāo)位置轉(zhuǎn)換到車輛底盤(pán)坐標(biāo)下的目標(biāo)位置，并通過(guò)所述環(huán)境感知系統(tǒng)反饋的車輛底盤(pán)當(dāng)前的位置信息和環(huán)境信息，將虛擬場(chǎng)景和實(shí)際場(chǎng)景匹配，并控制車輛底盤(pán)運(yùn)動(dòng)至車輛底盤(pán)坐標(biāo)下的目標(biāo)位置；

22、所述車輛底盤(pán)的當(dāng)前狀態(tài)信息包括車輛底盤(pán)的當(dāng)前位置信息、底盤(pán)的姿態(tài)、剩余電量、運(yùn)動(dòng)速度信息和當(dāng)前的周圍環(huán)境信息。

23、在一種可能的設(shè)計(jì)中，所述控制單元還包括自動(dòng)避障系統(tǒng)；

24、所述自動(dòng)避障系統(tǒng)，用于根據(jù)反饋的車輛底盤(pán)的位置信息以及環(huán)境信息，確定在運(yùn)行路徑上是否存在障礙物，若是，則生成避障控制信號(hào)；若否，則生成所述運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)；所述控制單元，還用于根據(jù)所述避障控制信號(hào)生成避障動(dòng)作指令，并將所述避障動(dòng)作指令發(fā)送至所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)所述避障動(dòng)作指令完成避障操作。

25、第二方面，本申請(qǐng)還提供一種用于自動(dòng)駕駛測(cè)試的車輛，該車輛包括如上述任一項(xiàng)所述的車輛底盤(pán)。

26、第三方面，本申請(qǐng)還提供一種車輛，該車輛包括如上述任一項(xiàng)所述的全向運(yùn)動(dòng)車輛底盤(pán)以及車輛。

27、依據(jù)上述第一方面提供的用于自動(dòng)駕駛測(cè)試的全向運(yùn)動(dòng)車輛底盤(pán)，其包括底盤(pán)框架、兩個(gè)主動(dòng)輪、兩個(gè)從動(dòng)輪、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制單元以及環(huán)境感知系統(tǒng)。其中，環(huán)境感知系統(tǒng)設(shè)置在底盤(pán)框架上，環(huán)境感知系統(tǒng)用于采集車輛當(dāng)前位置的環(huán)境信息，并將采集的環(huán)境信息發(fā)送至控制單元；控制單元，用于根據(jù)環(huán)境信息規(guī)劃出當(dāng)前底盤(pán)的運(yùn)行路徑，并根據(jù)運(yùn)行路徑生成對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)；控制單元設(shè)置在底盤(pán)框架；控制單元用于根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)生成運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并將運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送至驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)動(dòng)?？梢钥闯?，本申請(qǐng)的車輛底盤(pán)增加了環(huán)境感知系統(tǒng)，可以采集車輛的當(dāng)前環(huán)境信息，使得依據(jù)環(huán)境信息規(guī)劃的驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以精確的控制車輛到達(dá)目標(biāo)位置，提高了車輛底盤(pán)的控制精度。

28、本申請(qǐng)?jiān)谏鲜龈鞣矫嫣峁┑膶?shí)現(xiàn)方式的基礎(chǔ)上，還可以進(jìn)行進(jìn)一步組合以提供更多實(shí)現(xiàn)方式。

技術(shù)特征：

1.一種用于自動(dòng)駕駛測(cè)試的全向運(yùn)動(dòng)車輛底盤(pán)，其特征在于，包括底盤(pán)框架、兩個(gè)主動(dòng)輪、兩個(gè)從動(dòng)輪、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制單元以及環(huán)境感知系統(tǒng)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自動(dòng)駕駛測(cè)試的全向運(yùn)動(dòng)車輛底盤(pán)，其特征在于，所述環(huán)境感知系統(tǒng)包括：激光雷達(dá)、gnss定位裝置、imu慣性傳感器、圖像傳感器中的一種或者多種；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于自動(dòng)駕駛測(cè)試的全向運(yùn)動(dòng)車輛底盤(pán)，其特征在于，所述控制單元包括位置信息確定單元、信息融合單元以及路徑規(guī)劃單元；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于自動(dòng)駕駛測(cè)試的全向運(yùn)動(dòng)車輛底盤(pán)，其特征在于，還包括編碼器；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)；所述編碼器與所述電機(jī)的輸出軸連接；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于自動(dòng)駕駛測(cè)試的全向運(yùn)動(dòng)車輛底盤(pán)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括減速機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的用于自動(dòng)駕駛測(cè)試的全向運(yùn)動(dòng)車輛底盤(pán)，其特征在于，上位機(jī)生成位置調(diào)度任務(wù)，根據(jù)所述位置調(diào)度任務(wù)，采用群體調(diào)度算法根據(jù)每個(gè)車輛底盤(pán)的當(dāng)前狀態(tài)信息，將所述位置調(diào)度任務(wù)分配至目標(biāo)車輛底盤(pán)；

7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的用于自動(dòng)駕駛測(cè)試的全向運(yùn)動(dòng)車輛底盤(pán)，其特征在于，所述控制單元還包括自動(dòng)避障系統(tǒng)；

8.一種用于自動(dòng)駕駛測(cè)試的車輛，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的車輛底盤(pán)。

9.一種車輛，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的全向運(yùn)動(dòng)車輛底盤(pán)。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及自動(dòng)駕駛技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于自動(dòng)駕駛測(cè)試的全向運(yùn)動(dòng)車輛底盤(pán)以及車輛。該底盤(pán)包括底盤(pán)框架、兩個(gè)主動(dòng)輪、兩個(gè)從動(dòng)輪、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制單元以及環(huán)境感知系統(tǒng)。環(huán)境感知系統(tǒng)用于采集車輛當(dāng)前位置的環(huán)境信息，并將采集的環(huán)境信息發(fā)送至控制單元；控制單元根據(jù)環(huán)境信息規(guī)劃出當(dāng)前底盤(pán)的運(yùn)行路徑，并根據(jù)運(yùn)行路徑生成對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)；控制單元還用于根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)生成運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并將運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送至驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)動(dòng)?？梢钥闯?，本申請(qǐng)的車輛底盤(pán)增加了環(huán)境感知系統(tǒng)，可以采集車輛的當(dāng)前環(huán)境信息，使得依據(jù)環(huán)境信息規(guī)劃的驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以精確的控制車輛到達(dá)目標(biāo)位置，提高了車輛底盤(pán)的控制精度。

技術(shù)研發(fā)人員：王振,代博,李亞洲,彭鋮,劉鵬超,張浩宇,李少博,王家平,陳建泉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長(zhǎng)安大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6