智能化無人駕駛電動汽車的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種智能化無人駕駛電動汽車，包括北斗星導航設備、移動通信設備和凌陽SPCE061A芯片，北斗星導航設備用于對電動汽車和附近各個充電站進行導航定位，移動通信設備用于與遠端的充電站管理服務器進行附近各個充電站的相關信息提取，凌陽SPCE061A芯片與北斗星導航設備和移動通信設備分別連接，基于北斗星導航設備和移動通信設備的輸出確定電動汽車的目標充電站。通過本發明，能夠提高無人駕駛電動汽車的智能化程度，減少人工參與程度。
【專利說明】智能化無人駕駛電動汽車
[0001 ]本發明是申請號為201610125361.8、申請日為2016年3月6日、發明名稱為“智能化無人駕駛電動汽車”的專利的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及電動汽車領域，尤其涉及一種智能化無人駕駛電動汽車。
【背景技術】
[0003]電動汽車越來越受到人們的關注，世界強國在電動汽車領域的競爭也愈演愈烈。電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由于對環境影響相對傳統汽車較小，其前景被廣泛看好，甚至開始出現無人駕駛電動汽車，但當前技術尚不成熟。
[0004]電動汽車的工作原理如下:蓄電池一一電流一一電力調節器一一電動機一一動力傳動系統一一驅動汽車行駛。電動汽車的種類如下:純電動汽車(BEV)、混合動力汽車(PHEV)、燃料電池汽車(FCEV)。電動汽車，相對燃油汽車而言，主要差別在于四大部件:驅動電機，調速控制器、動力電池、車載充電器。相對于加油站而言，他有公用充電站。電動汽車之品質差異取決于這四大部件，其價值高低也取決于這四大部件的品質。電動汽車的用途也在四大部件的選用配置直接相關。
[0005]當前，無人駕駛電動汽車制造商的研發方向主要在于電動汽車正常行駛時一些自動功能的實現，但由于發展時間有限，這些自動功能本身不夠完善，例如基于引導軌跡的無人駕駛電動汽車在行駛過程中還是會出現偏離軌跡的情況，無法面對復雜的路面環境，且結構仍需要改進。
[0006]另外，對于一些特定的應用的場景就更缺乏關注，例如，電動汽車電力不足需要充電時，現有技術中僅僅采用衛星導航設備提供一些基本的導航服務，包括附近各個充電站的位置和相關路線，但無法為電動汽車選擇最合適的充電站進行充電，智能化水平仍有待提尚O
[0007]因此，需要一種新型無人駕駛電動汽車，能夠對基于引導軌跡的無人駕駛電動汽車的驅動控制結構進行優化，提高控制精度以應對各種復雜的路面環境，更重要的是，能夠在衛星導航的基礎上增加了充電站方便程度比較的功能，以自動選擇出能夠最快提供充電服務的目標充電站，從而提高整個電動汽車的智能化水準。

【發明內容】

[0008]為了解決上述問題，本發明提供了一種智能化無人駕駛電動汽車，首先，以北斗星導航設備為基礎設備，基于附近每一個充電站的占用百分比、占用百分比權重、附近每一個充電站的GPS距離和距離權重計算附近每一個充電站的便利程度，并選擇出附近最方便的充電站，同時，完善現有技術中基于引導軌跡的無人駕駛電動汽車的驅動控制設備。
[0009]根據本發明的一方面，提供了一種智能化無人駕駛電動汽車，所述電動汽車包括北斗星導航設備、移動通信設備和凌陽SPCE061A芯片，北斗星導航設備用于對電動汽車和附近各個充電站進行導航定位，移動通信設備用于與遠端的充電站管理服務器進行附近各個充電站的相關信息提取，凌陽SPCE061A芯片與北斗星導航設備和移動通信設備分別連接，基于北斗星導航設備和移動通信設備的輸出確定電動汽車的目標充電站。
[0010]更具體地，在所述智能化無人駕駛電動汽車中，包括:齒輪齒條轉向器，設置在電動汽車的驅動車輪上方，用于將轉向驅動電機與電動汽車的驅動車輪連接;北斗星導航設備，用于接收北斗星導航定位衛星實時發送的、電動汽車的當前北斗星導航位置，還用于接收北斗星導航電子地圖中、電動汽車的當前北斗星導航位置附近各個充電站的北斗星導航位置;移動通信設備，設置在電動汽車的外側，用于基于電動汽車的當前北斗星導航位置從遠端的充電站管理服務器處接收電動汽車的當前北斗星導航位置附近各個充電站的占用百分比，還從遠端的交通管理服務器處接收抵達當前北斗星導航位置附近各個充電站所分別對應的各個路段的擁堵程度;電量檢測設備，設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;光源設備，設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行照明；光電傳感器，設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，設置在電動汽車的前端儀表盤內，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，設置在電動汽車的前端儀表盤內，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行放大;8位模數轉換器，設置在電動汽車的前端儀表盤內，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換為數字信號，以獲得對應的數字通道電壓;轉向控制器，設置在電動汽車的前端儀表盤內，與凌陽SPCE06IA芯片連接，用于基于電動汽車的橫向偏差計算電動汽車的轉向齒輪轉角，電動汽車的轉向齒輪轉角用于將電動汽車從偏離引導軌跡狀態恢復到位于引導軌跡正上方狀態;轉向電機驅動器，設置在電動汽車的驅動車輪上方，與轉向控制器連接，用于基于電動汽車的轉向齒輪轉角確定電機驅動控制信號;轉向驅動電機，設置在電動汽車的驅動車輪上方，與轉向電機驅動器和電動汽車的驅動車輪分別連接，用于基于電機驅動控制信號控制驅動車輪的轉向角度，以將電動汽車從偏離引導軌跡狀態恢復到位于引導軌跡正上方狀態;凌陽SPCE061A芯片，設置在電動汽車的前端儀表盤內，與8位模數轉換器連接，接收每一個光電檢測通道的數字通道電壓，將每一個光電檢測通道的數字通道電壓與預設數字電壓閾值比較，當一個光電檢測通道的數字通道電壓大于等于預設數字電壓閾值時，將對應光電檢測通道的偏差標志設為I，當一個光電檢測通道的數字通道電壓小于預設數字電壓閾值時，將對應光電檢測通道的偏差標志設為0，基于相鄰光電傳感器的間距、光電檢測通道的數量和每一個光電檢測通道的偏差標志計算電動汽車的橫向偏差;其中，凌陽SPCE061A芯片還與移動通信設備、電量檢測設備和北斗星導航設備分別連接，當實時剩余電量小于等于預設電量閾值時，啟動移動通信設備和北斗星導航設備，從北斗星導航設備處接收當前北斗星導航位置和附近各個充電站的北斗星導航位置，將當前北斗星導航位置發送給移動通信設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的各個路段的擁堵程度，基于當前北斗星導航位置和附近各個充電站的北斗星導航位置確定當前北斗星導航位置到附近各個充電站的北斗星導航位置的各個充電站北斗星導航距離;凌陽SPCE061A芯片還基于每一個充電站對應的路段的擁堵程度、擁堵程度權重、附近每一個充電站的占用百分比、占用百分比權重、附近每一個充電站的北斗星導航距離和距離權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，北斗星導航距離越短，便利程度越高，凌陽SPCE061A芯片選擇便利程度最高的附近充電站作為目標充電站。
[0011]更具體地，在所述智能化無人駕駛電動汽車中:移動通信設備為頻分雙工通信設備。
[0012]更具體地，在所述智能化無人駕駛電動汽車中，所述電動汽車還包括:FLASH存儲芯片，用于預先存儲擁堵程度權重、占用百分比權重和距離權重。
[0013]更具體地，在所述智能化無人駕駛電動汽車中:擁堵程度權重、占用百分比權重和距離權重均為預設固定數值。
[0014]更具體地，在所述智能化無人駕駛電動汽車中:凌陽SPCE061A芯片根據目標充電站的北斗星導航距離和目標充電站對應的路段的擁堵程度確定實時控制速度。
【附圖說明】
[0015]以下將結合附圖對本發明的實施方案進行描述，其中:
[0016]圖1為根據本發明實施方案示出的智能化無人駕駛電動汽車的結構方框圖。
[0017]附圖標記:I北斗星導航設備;2移動通信設備;3凌陽SPCE061A芯片
【具體實施方式】
[0018]下面將參照附圖對本發明的智能化無人駕駛電動汽車的實施方案進行詳細說明。
[0019]傳統能源汽車發展數百年以來，其弊端不斷呈現，尤其是近年隨著經濟的發展和人們生活水平的提高，私家車數量的巨幅增長，傳統能源汽車帶來的空氣污染、噪聲污染、城市擁堵以及能源耗盡等缺點變得更加突出，已經對人們的工作和生活造成了不利影響。
[0020]新能源汽車，尤其是電動汽車，由于具有以下優點而逐漸成為傳統能源汽車的替代發展方向:①零排放，電動汽車使用電能，在行駛中無廢氣排出，不污染環境;②電動汽車比汽油機驅動汽車的能源利用率要高;③因使用單一的電能源，省去了發動機、變速器、油箱、冷卻和排氣系統，所以結構較簡單，占用面積相對較小;④噪聲小;⑤可在用電低峰時進行汽車充電，可以平抑電網的峰谷差，使發電設備得到充分利用。甚至開始出現智能化水平更高的無人駕駛電動汽車。
[0021]然而，由于無人駕駛電動汽車發展時間較短，在行駛中的一些問題在現有技術中仍沒有得到妥善的解決，甚至還需要人工參與完成:①基于引導軌跡的無人駕駛電動汽車控制精度不高，偏離引導軌跡的情況時有發生;②導航功能不夠完備，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充電站以前往充電。
[0022]為了克服上述不足，本發明搭建了一種智能化無人駕駛電動汽車，一方面，能夠建立新的基于引導軌跡的電動汽車驅動控制結構，提高無人駕駛的引導精度，另一方面，能夠根據北斗星導航信息在確定附近各個充電站位置的同時，選擇出最方便的充電站為無人駕駛電動汽車提供充電服務。
[0023]圖1為根據本發明實施方案示出的智能化無人駕駛電動汽車的結構方框圖，所述電動汽車包括北斗星導航設備、移動通信設備和凌陽SPCE061A芯片，北斗星導航設備用于對電動汽車和附近各個充電站進行導航定位，移動通信設備用于與遠端的充電站管理服務器進行附近各個充電站的相關信息提取，凌陽SPCE061A芯片與北斗星導航設備和移動通信設備分別連接，基于北斗星導航設備和移動通信設備的輸出確定電動汽車的目標充電站。
[0024]接著，繼續對本發明的智能化無人駕駛電動汽車的具體結構進行進一步的說明。
[0025]所述電動汽車包括:齒輪齒條轉向器，設置在電動汽車的驅動車輪上方，用于將轉向驅動電機與電動汽車的驅動車輪連接。
[0026]所述電動汽車包括:北斗星導航設備，用于接收北斗星導航定位衛星實時發送的、電動汽車的當前北斗星導航位置，還用于接收北斗星導航電子地圖中、電動汽車的當前北斗星導航位置附近各個充電站的北斗星導航位置。
[0027]所述電動汽車包括:移動通信設備，設置在電動汽車的外側，用于基于電動汽車的當前北斗星導航位置從遠端的充電站管理服務器處接收電動汽車的當前北斗星導航位置附近各個充電站的占用百分比，還從遠端的交通管理服務器處接收抵達當前北斗星導航位置附近各個充電站所分別對應的各個路段的擁堵程度；電量檢測設備，設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。
[0028]所述電動汽車包括:光源設備，設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行照明；光電傳感器，設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軌跡，反射光強度不同，其檢測出的光電檢測電壓也不同。
[0029]所述電動汽車包括:信號采集器，設置在電動汽車的前端儀表盤內，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，設置在電動汽車的前端儀表盤內，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行放大;8位模數轉換器，設置在電動汽車的前端儀表盤內，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換為數字信號，以獲得對應的數字通道電壓。
[0030]所述電動汽車包括:轉向控制器，設置在電動汽車的前端儀表盤內，與凌陽SPCE06IA芯片連接，用于基于電動汽車的橫向偏差計算電動汽車的轉向齒輪轉角，電動汽車的轉向齒輪轉角用于將電動汽車從偏離引導軌跡狀態恢復到位于引導軌跡正上方狀態；轉向電機驅動器，設置在電動汽車的驅動車輪上方，與轉向控制器連接，用于基于電動汽車的轉向齒輪轉角確定電機驅動控制信號。
[0031 ]所述電動汽車包括:轉向驅動電機，設置在電動汽車的驅動車輪上方，與轉向電機驅動器和電動汽車的驅動車輪分別連接，用于基于電機驅動控制信號控制驅動車輪的轉向角度，以將電動汽車從偏離引導軌跡狀態恢復到位于引導軌跡正上方狀態。
[0032]所述電動汽車包括:凌陽SPCE061A芯片，設置在電動汽車的前端儀表盤內，與8位模數轉換器連接，接收每一個光電檢測通道的數字通道電壓，將每一個光電檢測通道的數字通道電壓與預設數字電壓閾值比較，當一個光電檢測通道的數字通道電壓大于等于預設數字電壓閾值時，將對應光電檢測通道的偏差標志設為1，當一個光電檢測通道的數字通道電壓小于預設數字電壓閾值時，將對應光電檢測通道的偏差標志設為O，基于相鄰光電傳感器的間距、光電檢測通道的數量和每一個光電檢測通道的偏差標志計算電動汽車的橫向偏差。
[0033]其中，凌陽SPCE061A芯片還與移動通信設備、電量檢測設備和北斗星導航設備分別連接，當實時剩余電量小于等于預設電量閾值時，啟動移動通信設備和北斗星導航設備，從北斗星導航設備處接收當前北斗星導航位置和附近各個充電站的北斗星導航位置，將當前北斗星導航位置發送給移動通信設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的各個路段的擁堵程度，基于當前北斗星導航位置和附近各個充電站的北斗星導航位置確定當前北斗星導航位置到附近各個充電站的北斗星導航位置的各個充電站北斗星導航距離。
[0034]其中，凌陽SPCE061A芯片還基于每一個充電站對應的路段的擁堵程度、擁堵程度權重、附近每一個充電站的占用百分比、占用百分比權重、附近每一個充電站的北斗星導航距離和距離權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，北斗星導航距離越短，便利程度越高，凌陽SPCE061A芯片選擇便利程度最高的附近充電站作為目標充電站。
[0035]可選地，在所述電動汽車中:移動通信設備為頻分雙工通信設備;所述電動汽車還包括:FLASH存儲芯片，用于預先存儲擁堵程度權重、占用百分比權重和距離權重;擁堵程度權重、占用百分比權重和距離權重均為預設固定數值；以及凌陽SPCE061A芯片可以根據目標充電站的北斗星導航距離和目標充電站對應的路段的擁堵程度確定實時控制速度。
[0036]另外，北斗衛星導航系統是中國自行研制的全球衛星定位與通信系統(BDS)，是繼美全球定位系統(GPS)和俄羅斯GL0NASS之后第三個成熟的衛星導航系統。系統由空間端、地面端和用戶端組成，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力，已經初步具備區域導航、定位和授時能力，定位精度優于20m，授時精度優于I OOns。
[0037]2012年12月27日，北斗系統空間信號接口控制文件正式版正式公布，北斗導航業務正式對亞太地區提供無源定位、導航、授時服務。
[0038]采用本發明的智能化無人駕駛電動汽車，針對現有技術中無人駕駛電動汽車缺乏高精度驅動控制機制以及缺乏附近充電站比較機制的技術問題，一方面，引用高精度的光電傳感器為電動汽車的驅動控制提供準確的引導信息，另一方面，引用了北斗星導航設備、無線通信設備以及有效的比較模式用于選擇能夠最快提供充電服務的充電站，從而解決了上述技術問題。
[0039]可以理解的是，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1.一種智能化無人駕駛電動汽車，所述電動汽車包括北斗星導航設備、移動通信設備和凌陽SPCE061A芯片，北斗星導航設備用于對電動汽車和附近各個充電站進行導航定位，移動通信設備用于與遠端的充電站管理服務器進行附近各個充電站的相關信息提取，凌陽SPCE061A芯片與北斗星導航設備和移動通信設備分別連接，基于北斗星導航設備和移動通信設備的輸出確定電動汽車的目標充電站。2.如權利要求1所述的智能化無人駕駛電動汽車，其特征在于，所述電動汽車包括: 齒輪齒條轉向器，設置在電動汽車的驅動車輪上方，用于將轉向驅動電機與電動汽車的驅動車輪連接； 北斗星導航設備，用于接收北斗星導航定位衛星實時發送的、電動汽車的當前北斗星導航位置，還用于接收北斗星導航電子地圖中、電動汽車的當前北斗星導航位置附近各個充電站的北斗星導航位置； 移動通信設備，設置在電動汽車的外側，用于基于電動汽車的當前北斗星導航位置從遠端的充電站管理服務器處接收電動汽車的當前北斗星導航位置附近各個充電站的占用百分比，還從遠端的交通管理服務器處接收抵達當前北斗星導航位置附近各個充電站所分別對應的各個路段的擁堵程度； 電量檢測設備，設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； 光源設備，設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行照明； 光電傳感器，設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，設置在電動汽車的前端儀表盤內，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，設置在電動汽車的前端儀表盤內，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行放大； 8位模數轉換器，設置在電動汽車的前端儀表盤內，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換為數字信號，以獲得對應的數字通道電壓； 轉向控制器，設置在電動汽車的前端儀表盤內，與凌陽SPCE061A芯片連接，用于基于電動汽車的橫向偏差計算電動汽車的轉向齒輪轉角，電動汽車的轉向齒輪轉角用于將電動汽車從偏離引導軌跡狀態恢復到位于引導軌跡正上方狀態； 轉向電機驅動器，設置在電動汽車的驅動車輪上方，與轉向控制器連接，用于基于電動汽車的轉向齒輪轉角確定電機驅動控制信號； 轉向驅動電機，設置在電動汽車的驅動車輪上方，與轉向電機驅動器和電動汽車的驅動車輪分別連接，用于基于電機驅動控制信號控制驅動車輪的轉向角度，以將電動汽車從偏離引導軌跡狀態恢復到位于引導軌跡正上方狀態； 凌陽SPCE061A芯片，設置在電動汽車的前端儀表盤內，與8位模數轉換器連接，接收每一個光電檢測通道的數字通道電壓，將每一個光電檢測通道的數字通道電壓與預設數字電壓閾值比較，當一個光電檢測通道的數字通道電壓大于等于預設數字電壓閾值時，將對應光電檢測通道的偏差標志設為I，當一個光電檢測通道的數字通道電壓小于預設數字電壓閾值時，將對應光電檢測通道的偏差標志設為O，基于相鄰光電傳感器的間距、光電檢測通道的數量和每一個光電檢測通道的偏差標志計算電動汽車的橫向偏差； 其中，凌陽SPCE061A芯片還與移動通信設備、電量檢測設備和北斗星導航設備分別連接，當實時剩余電量小于等于預設電量閾值時，啟動移動通信設備和北斗星導航設備，從北斗星導航設備處接收當前北斗星導航位置和附近各個充電站的北斗星導航位置，將當前北斗星導航位置發送給移動通信設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的各個路段的擁堵程度，基于當前北斗星導航位置和附近各個充電站的北斗星導航位置確定當前北斗星導航位置到附近各個充電站的北斗星導航位置的各個充電站北斗星導航距離； 其中，凌陽SPCE061A芯片還基于每一個充電站對應的路段的擁堵程度、擁堵程度權重、附近每一個充電站的占用百分比、占用百分比權重、附近每一個充電站的北斗星導航距離和距離權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，北斗星導航距離越短，便利程度越高，凌陽SPCE061A芯片選擇便利程度最高的附近充電站作為目標充電站。3.如權利要求2所述的智能化無人駕駛電動汽車，其特征在于: 移動通信設備為頻分雙工通信設備。4.如權利要求2所述的智能化無人駕駛電動汽車，其特征在于，所述電動汽車還包括: FLASH存儲芯片，用于預先存儲擁堵程度權重、占用百分比權重和距離權重。5.如權利要求4所述的智能化無人駕駛電動汽車，其特征在于: 擁堵程度權重、占用百分比權重和距離權重均為預設固定數值。6.如權利要求2-5任一所述的智能化無人駕駛電動汽車，其特征在于: 凌陽SPCE061A芯片根據目標充電站的北斗星導航距離和目標充電站對應的路段的擁堵程度確定實時控制速度。
【文檔編號】G05D1/02GK105955277SQ201610420582
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月6日
【發明人】不公告發明人
【申請人】張華