浅谈无人驾驶汽车制动系统

作者：沈克强来源：人工智能学习圈无人驾驶汽车是一种智能汽车，它通过传感器来感知车辆的周围环境，并根据感知所获得的数据（例如道路、车辆位置、障碍物等）信息，通过计算中心处理后，由决策执行模块控制车辆完成，最终使车辆安全可靠的行驶。要实现无人驾驶，控制是关键。无人驾驶汽车主要通过线控技术来实现自动化控制，而线控技术最难的一部分便是制动系统。汽车界流传着这样一句话，让车子动起来不难，停下来难，同样的，线控制动对于无人驾驶来说更为重要。线控制动发展到今天，也还没有实现真正的brake-by-wire，都是通过将电信号转化为机械信号来控制制动系统。接下来我们按照传统的线控制动结构，来谈谈无人驾驶制动系统。Ⅰ制动系统的结构在探讨无人驾驶制动系统之前，我们先要了解传统汽车的制动过程。在日常生活中，大家都会使用小型车辆，大部分小型车都采用液压制动，因为液体是不能被压缩的，能够几乎%的传递动力，基本原理是驾驶员踩下刹车踏板，向刹车总泵中的刹车油施加压力，液体将压力通过管路传递到每个车轮刹车卡钳的活塞上，活塞驱动刹车卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大摩擦力令车辆减速。无人驾驶制动系统，顾名思义，就是要在无人驾驶状态下根据计算中心的指令控制车辆减速，同时为了防止无人驾驶系统出错带来的安全隐患，制动系统还要求可以实现有人驾驶状态下的传统液压制动。所以我们的制动系统至少要满足两种工作模式：无人驾驶模式和有人驾驶模式。根据以上的分析，我们来设计无人驾驶的制动系统：首先，假设无人驾驶车辆前方出现障碍物，计算中心向制动系统下达制动指令。PID控制器接收到指令后，将算法发送给制动电机驱动器，电机驱动器驱动电动推杆带动踏板机构运动，此时可以模拟人脚刹车的状态。踏板推动主缸活塞运动，产生液压，刹车油进入轮缸，产生轮缸压力，从而产生制动力。这里出现了一个问题，由于电子信号和人脚有着一定的区别，所以仅仅依靠踏板来带动主缸活塞运动无法达到预定的效果，此时我们就需要加入真空助力器来模拟刹车力，带动主缸活塞运动。由于真实的路况是复杂多变的，制动需要随着路况的变化而变化，此时我们需要在制动系统中添加上位移和压力传感器，反馈信号给计算中心以便做出调整。Ⅱ制动系统设计电动推杆电动推杆在该系统中作为动力来源，将电能转化为机械能作用于踏板机构。电机产生的转矩Ｔｍ，与电流Ｉｍ成正比，得出：Ｔｍ＝ＫＩｍ（K为电机力矩常数）电流Ｉａ产生的力矩，用来克服系统所含负载惯性和摩擦。制动踏板和真空助力器制动踏板和真空助力器均简化为一个比例环节。实际上，真空助力器是一个非线性环节,它的助力系数并不是常值。但本文