一种交互式感知车辆姿态系统的制作方法

1.本实用新型涉及自动驾驶技术领域，具体涉及一种交互式感知车辆姿态系统。


背景技术：

2.随着人工智能在各行业高速发展，作为人工智能的一个重要应用，自动驾驶技术逐渐兴起。自动驾驶，是指在无需驾驶员执行物理性驾驶操作的情况下，能够对车辆行驶任务进行指导与决策，并替代驾驶员操控行为使车辆实现安全驾驶，即目标就是实现车辆在无人状态下自主沿道路行驶，同时保证不对其他交通参与者的安全造成直接或间接危害。
3.在车辆自动驾驶模式下，车辆的预判系统对周围车辆未来数秒内行驶趋势的判断显得至关重要，预判系统的准确率，严重影响自动驾驶安全等级。在行驶过程中，通过对车辆行驶轨迹的预测，处于自动驾驶模式的车辆才能够理解其他车辆是否处于正常的保持车道状态，还是有变道的企图，从而帮助目标车辆做出保持车道、变道、减速、超车等决策。
4.当前相关技术人员主要研究领域集中在主动式侦测(如测距传感器、图像传感器)获取周围车辆姿态信息并感知融合信息来进行车辆行驶轨迹的预判，但此方式并未有效提高轨迹预判系统的准确率。因此，如何提高轨迹预判系统的准确率是亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种交互式感知车辆姿态系统，其增加了车辆之间的行驶数据交互，提高了轨迹预判系统的准确率的问题，增加了自动驾驶系统的可靠性。
6.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
7.一种交互式感知车辆姿态系统，包括：多个车载传感器1、数据采集模块2、数据存储模块3和数据通信模块4，所述多个车载传感器1与所述数据采集模块2连接，所述数据采集模块2与所述数据存储模块3连接，所述数据存储模块3与所述数据通信模块4连接；
8.所述多个车载传感器1将自车的行驶数据实时发送至所述数据采集模块2，所述数据采集模块2通过并行采集所述多个车载传感器1中的行驶数据并融合后发送至所述数据存储模块3，所述数据存储模块3将所述行驶数据进行存储，所述数据通信模块4用于获取所述数据存储模块3中的所述行驶数据并以广播的形式发送至所述自车周围的目标车辆。
9.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
10.优选的，所述多个车载传感器1包括：车辆定位传感器、车速传感器、加速度传感器和角速度传感器；
11.所述车辆定位传感器，用于实时获取所述自车的当前位置；
12.所述车速传感器，用于实时获取所述自车的当前车速；
13.所述加速度传感器，用于实时获取所述自车的当前加速度；
14.所述角速度传感器，用于实时获取所述自车的角速度。
15.优选的，所述多个车载传感器1还包括：图像传感器和测距传感器；
16.所述图像传感器，用于获取所述自车周边的图像数据；
17.所述测距传感器，用于获取所述自车与其周边目标车辆的距离。
18.优选的，所述数据采集模块2包括：现场可编程逻辑门阵列；
19.所述现场可编程逻辑门阵列，用于对所述多个车载传感器1进行并行数据采集，并对采集到的数据进行融合后传输至所述数据存储模块3。
20.优选的，所述数据通信模块4使用的通信协议为ieee802.11p标准和ieee1609标准的v2v和v2i通信协议。
21.优选的，所述交互式感知车辆姿态系统，还包括：轨迹预测模块；
22.所述轨迹预测模块，用于根据所述自车的行驶数据和所述目标车辆的行驶数据基于二维坐标系进行轨迹模拟，并判断是否有碰撞风险。
23.优选的，所述交互式感知车辆姿态系统，还包括：碰撞预警模块6，所述碰撞预警模块6用于在所述轨迹预测模块判定有碰撞风险时，发出碰撞警报。
24.本实用新型的有益效果是：本实用新型的交互式感知车辆姿态系统，通过数据通信模块的v2v和v2i协议将自车的行驶数据发送给周围车辆，同时通过数据通信模块获取周围车辆的行驶数据，从而实现交互式获取自车和周围车辆的行驶轨迹，同时与自车主动感知传感器获取周围车辆的行驶轨迹进行融合，使得对周围车辆行驶轨迹预判更加准确，提高了轨迹预判系统的准确率，提高了车辆行驶过程中的安全性。
附图说明
25.图1为本实用新型整体原理框图；
26.图2为本实用新型自车与目标车辆之间进行数据交互示意图；
27.图3为本实用新型系统结构示意图。
具体实施方式
28.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
29.本实施例提供一种交互式感知车辆姿态系统，如图1的原理框图所示，该交互式感知车辆姿态系统包括防多个车载传感器、数据采集模块、数据存储模块和数据通信模块，所述多个车载传感器与所述数据采集模块连接，所述数据采集模块与所述数据存储模块连接，所述数据存储模块与所述数据通信模块连接。
30.其中，所述多个车载传感器将自车的行驶数据实时发送至所述数据采集模块，所述数据采集模块通过并行采集所述多个车载传感器中的行驶数据并融合后发送至所述数据存储模块，所述数据存储模块将所述行驶数据进行存储，所述数据通信模块用于获取所述数据存储模块中的所述行驶数据并以广播的形式发送至所述自车周围的目标车辆。
31.本实用新型中的交互式感知车辆姿态系统，其中，数据通信模块是采用的dsrc(专用短距离通讯)技术，此技术在ieee802.11的wi－fi技术基础上改进制定的ieee802.11p标准和ieee1609标准的v2v和v2i通信协议，可以实现在特定区域内对高速运动的车辆识别和双向通信，其工作频段可以设定为5.8ghz频段。
32.可以理解的是，上述数据通信模块可以循环的向自车周围的车辆广播自车的行驶
数据，同时接收周围车辆发送的行驶数据，使周围车辆与自车之间形成交互式感知网络。参见图2，图2为本实用新型自车与目标车辆之间进行数据交互示意图；在图2中，车辆10为自车，车辆11和车辆12分别为与自车同向行驶的目标车辆，自车通过上述数据通信模块将行驶数据以广播的方式发送给车辆11和车辆12，同时车辆11和车辆12也将各自的形式数据发送给另外两车；上述行驶数据可以车辆的姿态信息，包括：车辆的长度、车辆的运动状态、车辆的定位信息、车辆的速度、车辆的加速度和车辆的角速度。
33.应理解的是，上述数据处理模块可以将自车的行驶数据和周边的目标车辆的形式数据进行融合，从而对自车和目标车辆的运动轨迹进行碰撞风险判断，并在有碰撞风险时对自车的行驶轨迹进行调整。
34.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
35.作为实施例，所述多个车载传感器包括：车辆定位传感器、车速传感器、加速度传感器和角速度传感器；
36.其中，所述车辆定位传感器，用于实时获取所述自车的当前位置；
37.所述车速传感器，用于实时获取所述自车的当前车速；
38.所述加速度传感器，用于实时获取所述自车的当前加速度；
39.所述角速度传感器，用于实时获取所述自车的角速度。
40.可以理解的是，上述传感器可以使用常规的传感器，仅仅需要满足上述数据的获取即可。
41.作为实施例，所述多个车载传感器还包括：图像传感器和测距传感器；
42.其中，所述图像传感器，用于获取所述自车周边的图像数据；
43.所述测距传感器，用于获取所述自车与其周边目标车辆的距离。
44.可以理解的是，上述图像传感器和上述测距传感器用于主动获取自车当前位置周围目标车辆的当前行驶数据，从而获得自车和目标车辆的行驶轨迹，进而结合目标车辆发送的行驶数据对上述行驶轨迹进行修正，得到准确的车辆行驶轨迹。
45.作为实施例，所述数据采集模块包括：现场可编程逻辑门阵列；
46.其中，所述现场可编程逻辑门阵列，用于对所述多个车载传感器进行并行数据采集，并对采集到的数据进行融合后传输至所述数据存储模块。
47.可以理解的是，上述现场可编程逻辑门阵列(field programmable gatearray，fpga)是以硬件描述语言(verilog或vhdl)所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至fpga上进行测试，是现代ic设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路(比如and、or、xor、not)或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。在大多数的fpga里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器(flip－flop)或者其他更加完整的记忆块。
48.作为实施例，所述交互式感知车辆姿态系统，还包括：轨迹预测模块；
49.其中，所述轨迹预测模块，用于根据所述自车的行驶数据和所述目标车辆的行驶数据基于二维坐标系进行轨迹模拟，并判断是否有碰撞风险。
50.作为实施例，所述交互式感知车辆姿态系统，还包括：碰撞预警模块；
51.其中，所述碰撞预警模块用于在所述轨迹预测模块判定有碰撞风险时，发出碰撞警报。
52.可以理解的是，上述碰撞预警模块可以是自车上的指示灯，在判定有碰撞风险发生时，本实施例系统控制上述指示灯进行闪烁，以此对驾驶员进行提醒。
53.为了进一步对本实用新型系统的工作原理进行说明，参见图3.图3为本实用新型系统结构示意图；在图3中，车载传感器包括：车辆定位传感器、车速传感器、加速度传感器、角速度传感器、图像传感器和测距传感器，系统模块包括：数据采集模块、数据存储模块、数据处理模块和数据通信模块；其中系统模块通过通信协议总线与车载传感器进行数据交互；车辆的行驶数据通过通信协议总线被数据采集模块采集并发送至数据存储模块存储，数据通信模块将数据存储模块中的数据发送至周围的目标车辆，同时接收周围目标车辆的行驶数据，并将上述行驶数据发送至数据处理模块，数据处理模块将数据存储模块中的自车行驶数据和目标车辆行驶数据进行融合，从而判断自车与目标车辆是否有碰撞风险，当判定自车与目标车辆有碰撞风险时，发出碰撞风险预警和实时对自车进行行驶控制。
54.工作原理：
55.本实施例的提供的交互式感知车辆姿态系统，通过多个车载传感器将自车的行驶数据实时发送至所述数据采集模块，所述数据采集模块通过并行采集所述多个车载传感器中的行驶数据并融合后发送至所述数据存储模块，所述数据存储模块将所述行驶数据进行存储，所述数据通信模块用于获取所述数据存储模块中的所述行驶数据并以广播的形式发送至所述自车周围的目标车辆。其中，数据采集模块采用的是fpga现场可编程逻辑门阵列从而使得数据采集可以并行执行，同时也可以对数据进行融合得到自车的行驶数据，并通过数据通信模块使用v2v或v2i的通信协议，将上述行驶数据发送至周围的多个目标车辆，同时接收自车周围的多个目标车辆的行驶数据，从而构建行驶数据交互感知网络，提高车辆轨迹判断的准确性，并且还可以通过自车主动感知传感器(图像传感器和测距传感器)获得自车和周围目标车辆的行驶轨迹，以上述行驶数据对上述行驶轨迹进行修正，从而进一步提高车辆轨迹预判的准确性，大大的提高了车辆行驶过程中的安全性，减少行车过程中意外事故的发生。
56.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种交互式感知车辆姿态系统，其特征在于，包括：多个车载传感器(1)、数据采集模块(2)、数据存储模块(3)和数据通信模块(4)，所述多个车载传感器(1)与所述数据采集模块(2)连接，所述数据采集模块(2)与所述数据存储模块(3)连接，所述数据存储模块(3)与所述数据通信模块(4)连接；所述多个车载传感器(1)将自车的行驶数据实时发送至所述数据采集模块(2)，所述数据采集模块(2)通过并行采集所述多个车载传感器(1)中的行驶数据并融合后发送至所述数据存储模块(3)，所述数据存储模块(3)将所述行驶数据进行存储，所述数据通信模块(4)用于获取所述数据存储模块(3)中的所述行驶数据并以广播的形式发送至所述自车周围的目标车辆。2.根据权利要求1所述一种交互式感知车辆姿态系统，其特征在于，所述多个车载传感器(1)包括：车辆定位传感器、车速传感器、加速度传感器和角速度传感器；所述车辆定位传感器，用于实时获取所述自车的当前位置；所述车速传感器，用于实时获取所述自车的当前车速；所述加速度传感器，用于实时获取所述自车的当前加速度；所述角速度传感器，用于实时获取所述自车的角速度。3.根据权利要求2所述交互式感知车辆姿态系统，其特征在于，所述多个车载传感器(1)还包括：图像传感器和测距传感器；所述图像传感器，用于获取所述自车周边的图像数据；所述测距传感器，用于获取所述自车与其周边目标车辆的距离。4.根据权利要求1所述交互式感知车辆姿态系统，其特征在于，所述数据采集模块(2)包括：现场可编程逻辑门阵列；所述现场可编程逻辑门阵列，用于对所述多个车载传感器(1)进行并行数据采集，并对采集到的数据进行融合后传输至所述数据存储模块(3)。5.根据权利要求1所述交互式感知车辆姿态系统，其特征在于，所述数据通信模块(4)使用的通信协议为ieee802.11p标准和ieee1609标准的v2v和v2i通信协议。6.根据权利要求1所述交互式感知车辆姿态系统，其特征在于，还包括：轨迹预测模块；所述轨迹预测模块，用于根据所述自车的行驶数据和所述目标车辆的行驶数据基于二维坐标系进行轨迹模拟，并判断是否有碰撞风险。7.根据权利要求6所述交互式感知车辆姿态系统，其特征在于，还包括碰撞预警模块(6)，所述碰撞预警模块(6)用于在所述轨迹预测模块判定有碰撞风险时，发出碰撞警报。

技术总结
本实用新型涉及一种交互式感知车辆姿态系统，包括多个车载传感器、数据采集模块、数据存储模块和数据通信模块；数据采集模块通过多个车载传感器获取车辆的行驶数据，并存入数据存储模块，数据通信模块获取数据存储模块中的行驶数据发送至自车周围的目标车辆，并获取目标车辆发送的目标车辆的行驶数据。本实用新型的系统，通过数据通信模块实现自车与目标车辆的数据交互，从而获取自车和周围车辆的行驶轨迹，使得对周围车辆行驶轨迹预判更加准确，提高了轨迹预判系统的准确率，提高了车辆行驶过程中的安全性。程中的安全性。程中的安全性。


技术研发人员：张教明 李艳雨 吴玥
受保护的技术使用者：湖北英索尔电子有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/7/4