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无人车技术工业和信息化部重点实验室

无人车技术重点实验室2015年获工业和信息化部批准成立。实验室目前拥有仪器设备等100多台()。实验室地面无人车辆配备了先进的外部传感器设备、车辆底层平台电控系统,同时具备适应地面无人系统测试与仿真所需要的软件平台,能够完成的实验有: (1)地面无人车辆电控技术相关实验:转向、制动、发动机、电动车辆电机车辆平台系统适应自动驾驶的电控化技术与线控技术实验;(2)车辆平台动力学与运动学特性对无人驾驶车辆感知、规划、控制的影响实验;复杂动力学系统的建模与仿真研究实验;(3)地面无人车辆环境感知技术实验:环境感知多传感器信息融合测试实验、特定环境检测实验、交通要素包括车辆行人等检测实验等,目标识别与搜索测试实验;(4)地面无人车辆行为决策技术实验:驾驶行为研究与类人经验与知识的学习实验;(5)地面无人车辆规划控制技术测试:全局路径规划测试实验、局部路径规划测试实验、车辆纵向速度跟踪测试实验、车辆路径跟踪控制实验,地面车辆自主导航系统综合开发及实验;(6)编队与智能车辆联网技术实验:多智能体协同规划与综合智能控制实验,基于互联网的网络控制系统技术测试。 此外实验室每学年能够接待本科学生50人课外科技活动以及课程教学任务,同时满足研究生60人的课程、课题研究实验与验证测试实验任务。

 

实验室用于的典型设备如下:

 

1. 系列无人驾驶车辆实验平台

 

实验室拥有适合城市结构化环境和越野环境的系列无人驾驶车辆实验平台,如图1,无人驾驶车辆是国内首辆采用线控技术,实现了整车一体化控制。自动驾驶与无人驾驶有多种方式切换,非常方便进行无人驾驶车辆相关技术测试;横向控制采用原车的电动助力转向系统,纵向控制与车辆发动机转速、变速箱档位控制相结合,充分考虑了车辆的动力传动及运动学特性;自动驾驶控制系统能源消耗很少,可采用车辆原发电机进行供电,不用外加供电装置;电控系统充分考虑了感知规划体系结构特点,形成了控制网络和车辆CAN总线网络的有机结合;该车集成了环境感知系统、路径规划与决策系统,形成了相对稳定的无人驾驶车辆感知与控制技术。

 

 

1   系列无人驾驶车辆实验技术平台

 

2. 摇臂悬挂无人平台

 

实验室自行研制了摇臂悬挂无人平台,该平台完全基于非道路越野行驶环境设计,具有极强的动力性和越野通过性,如图2。摇臂悬挂无人平台完全基于非道路越野行驶环境设计,具有极强的动力性和越野通过性。相比美国MULE,选用高转速的高功率密度电机,对车辆越野机动性能有很大的提升;结合肘内传动技术,降低悬挂系统的簧下质量,提高悬挂的响应能力,同时减小悬挂的动载荷;采用主动摇臂控制技术,相比Crusher可以使车辆有更强的跨越垂直墙等障碍的能力,可以通过该平台开展无人控制技术研究。

 

该平台如图2所示,基本参数如下:总重量≤3000kg,承载能力≥500kg,最大爬坡度≥32°,越壕宽≥1.75m,越垂直障碍≥1m(低速10km/h)≥0.3m(中速25km/h)

 

 

2   摇臂悬挂无人平台

 

3. 虚拟现实车辆实验平台

 

Force Dynamics 401虚拟驾驶模拟器,与Prescan软件相结合,可以模拟真实交通环境。该驾驶模拟器座椅具有3个运动自由度,可以模拟车辆加速、减速、转弯时的动态感觉。基于车辆动力学的虚拟现实仿真平台:如图3所示,车辆动力学模型由Matlab/Simulink搭建,虚拟环境由Vizard实现,拥有所有源代码,可以进行多车联合仿真,可以进行底层(驾驶环境)的修改。

 

 

 (a) Force Dynamics 401虚拟驾驶模拟器

  

                                         (b)虚拟实验平台硬件设备                             (c)车辆参数设置界面

  

                                                     (d) 驾驶视野图                                (e)虚拟实验环境展示

3   虚拟现实车辆实验平台