自動駕駛車輛改裝主流方式

兩年前開始，自動駕駛在全世界掀起巨浪，無論大小企業都投身於自動駕駛L5水平的爭奪中，大楊也不例外。自動駕駛整個過程是一個「感知——規劃——決策——執行」的過程，強大的感測器要做的是感知，牛逼的演算法是去規劃和決策，而這一切又脫離不了車輛本身，最終所有的結果都要去讓車輛去執行。今天難得有雅興，在這裡給非專業人事科普一下，有興趣的朋友，說明在這個方面你還不是很了解，接著看下去，你一定會有收穫的。專業的朋友和想深入了解更加專業的朋友可以按下ctrl+w觀看重點筆記。（這裡的內容對於專業人士可能就是個常識，對於不了解又有興趣的朋友算是一個科普了。）

首先說一下整個市場行情，成本的高低主要是兩個方面的事情，第一是感測器，第二是車輛基礎，巨頭們用的64線激光雷達當前價格都在六十幾萬，比車都貴，他們做的探索，更多在演算法上，他們用最好的感測器+原廠車輛的底層支持就很完備的車輛，等到以後感測器技術突破，用量增加後，成本整體下降後，有望自動駕駛車輛的商品化，但在這裡暫且不談。今天在這裡談談低成本方案。

噹噹當，敲黑板了。大家記一下重點，所謂低成本方案，儘可能不去用價格不菲的激光雷達，一般前向一顆77G毫米波，四個角各一顆24G毫米波，一個前向攝像頭，十二顆超聲波；車輛的基本要求就是自動擋（AT、AMT、CVT都無所謂），電動助力轉向（EPS），電子穩定系統（ESP或ESC），電子油門。總體方案下來車輛選擇一台十萬以內的國產車，感測器總體下來四萬以內，加上工控機（一萬/台，需要兩台）、晶元、蓄電池等三萬左右，執行機構的改裝不會超過兩萬。總體方案物料成本下來在二十萬（10+4+3+2=19）以內。

不好意思，要拖堂了，一不留神，沒摟住，說的有點多了。下面正式進入正題——自動駕駛車輛改裝方式。主要分為制動、油門、轉向三部分。主要方式是儘可能不給車輛增加其餘設備為前提，通過線控控制各個執行部分。

一、油門

先以油門為例，原廠電子油門的執行過程是這樣的。踏板位置感測器——信號處理單元——執行電機。當駕駛員踩下油門踏板，踏板會輸出一個表徵踏板位置的電信號給到信號處理單元，信號處理單元根據這個電信號來量化執行電機的行程。以上是一個典型的開環控制，對於電子油門執行誤差可以忽略不計。

改裝方案：與踏板位置感測器並聯一個信號模擬器，用繼電器對踏板位置感測器和信號模擬器進行切換。用提前採樣或者自學習的方式得到油門踏板的信號特徵後，就可以通過模擬信號去控制車輛的油門了。

二、轉向

再來說一下方向盤的控制，原車方向盤的控制一般是這樣的。轉向管柱扭矩感測器+方向盤轉角感測器——電控單元——助力電機。首先說明一下，扭矩感測器是一個被動感測器，只有去打方向盤才會由於「扭麻花」動作給扭矩感測器一個輸入，進而產生一個電信號，轉角感測器可以記錄方向盤狀態，比如位置及角速度。通過扭矩信號和角速度信號，電控單元計算後量化助力電機動作。這也是一個開環控制，對於助力操作來說，足夠用了。

改裝方案，類似油門的改裝，和扭矩感測器並聯一個信號模擬器，用繼電器進行切換。這個不用自學習了，因為在這裡可以閉環控制。原車電控單元就是一個黑盒子，我輸入扭矩信號就會對應推動助力電機轉動。當我需要控制方向盤轉動的時候，我需要按照一定的規則去給一個模擬信號，然後電控單元驅動助力電機轉動，同時轉角感測器反饋回一個方向盤狀態，運用pid演算法實現一個平滑精準的轉向控制。

三、制動

最後談一下制動原車的一個原理吧，原車有一個ESP，也就是傳說中的電子穩定系統，這個電子穩定系統自帶技能就是可以使各個車輪單獨進行不同力度的制動，需要了解的朋友請移步百科自己查詢。當我們了解到這個規律以後，再講一下這個系統的組成：輪速感測器+電控單元+ABS泵。說到這你可能會說，「哦，這個應該是給一個模擬的轉速數組，然後達到一個制動的效果吧？」

其實不然，這裡的制動就是簡單粗暴，直接控制ABS泵各個電磁閥的開閉，直接實現制動的，通過制動液壓力反饋制動力的大小，具體控制也是通過pid演算法實現。

最後這一部分就當是給各位客官老爺留個作業吧，具體怎麼實現的不再此贅述了，相信你通過油門和轉向的講解能夠推出制動的實現方式。

感謝各位客官老爺給面子，雖然拖堂了還能這麼斯文的聽完，下課！

歡迎各位一起交流探討，第一次發帖，請大家多多指教。

推薦閱讀：