
1️⃣ 环境感知系统 🧐
环境感知系统是自动驾驶汽车的“眼睛”和“耳朵”,负责实时采集车辆周边的环境信息。该系统通常由多种传感器组成,包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达以及超声波雷达等。摄像头可识别交通信号灯、车道线和行人等视觉信息,毫米波雷达擅长探测远距离目标的速度和距离,激光雷达则能生成高精度的三维点云地图,超声波雷达主要用于近距离泊车辅助。这些传感器的数据会通过数据融合技术进行整合,以提高环境感知的准确性和可靠性,为后续的决策规划提供基础。
2️⃣ 决策规划系统 🧠
决策规划系统是自动驾驶汽车的“大脑”,基于环境感知系统提供的信息,结合高精度地图和车辆状态,制定合理的行驶策略。该系统需要处理复杂的交通场景,如车道保持、超车、避障、红绿灯识别等。决策规划过程通常分为全局路径规划和局部路径规划,全局路径规划根据起点和终点确定大致的行驶路线,局部路径规划则根据实时路况调整车辆的具体行驶轨迹。同时,决策规划系统还需考虑交通规则和安全约束,确保车辆行驶的合法性和安全性。
3️⃣ 控制执行系统 🚗
控制执行系统是自动驾驶汽车的“手脚”,负责将决策规划系统的指令转化为车辆的实际动作。该系统主要包括转向控制、油门控制和制动控制等子系统。通过电子控制单元(ECU)发送信号,控制转向电机、节气门和制动泵等执行机构,实现车辆的加速、减速、转向等操作。控制执行系统需要具备高精度和快速响应的特点,以确保车辆能够准确执行决策规划的指令,保障行驶的平稳性和安全性。
4️⃣ 高精度定位系统 📍
高精度定位系统用于确定车辆在道路上的精确位置,是自动驾驶的重要基础。传统的GPS定位精度通常在米级,无法满足自动驾驶的需求,因此需要结合惯性导航系统(INS)、车轮里程计和高精度地图等技术,实现厘米级的定位精度。高精度地图包含详细的道路信息,如车道线位置、交通标志、坡度和曲率等,可为自动驾驶系统提供更丰富的环境信息,辅助车辆进行定位和决策。
5️⃣ 车辆网络与通信系统 📡
车辆网络与通信系统负责自动驾驶系统内部各子系统之间的数据传输,以及车辆与外部设施的信息交互。内部网络通常采用CAN总线、以太网等通信协议,确保传感器数据、决策指令和控制信号的实时传输。外部通信则包括车与车(V2V)、车与路(V2I)、车与云(V2C)等,可实现交通信息共享、远程控制和软件升级等功能。车辆网络与通信系统的可靠性和安全性直接影响自动驾驶系统的整体性能。