图 2.3 无人驾驶系统混合体系结构框图

2.2 无人驾驶赛车控制体系结构

2.2.1 无人驾驶车辆的控制框图

本课题研究的无人驾驶赛车体系结构为分层式，分为感知层、规划层、决策层以及控制 层，共四层，如图 2.4 所示。感知层，包括环境感知系统和车辆自身状态传感两部分，经数据 融合处理后，为规划提供基础，同时车身状态传感器也作为控制层的外部输入反馈，协调控 制。规划层根据环境地图信息，规划出合理路径，进一步结合其他规则，进行决策，最后进 入底层控制层，控制车辆按照预定轨迹运动。在这一体系下，上一层发送指令信号给下一层， 下一层对上一层所给指令给出反馈信号[5]。各系统之间采用串口和 CAN 总线通信。 

图 2.4 车辆控制系统结构图

2.2.2 无人驾驶车辆的硬件组成

第一辆无人驾驶赛车主要基于大学生电动方程式赛车平台进行改装设计。其中，车价主 体为钢管桁架焊接而成的方程式赛车车架，动力形式为单电机输出后轮驱动，制动系统采用 前后定钳盘式制动器，液压形式且前后制动比可调，可通过加装直线电机的方式改成线控制 动；转向系统为齿轮齿条式转向机构，同样可通过加装转向电机的形式，实现前轮主动转向； 悬架形式为双横臂式推杆悬架，车辆的操纵稳定性能优异；由于是电动赛车，采用电子油门， 可在保留机械装置的基础上，并联一路油门控制信号，输入到电机控制器。