一种通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统的制作方法

1.本发明属于车辆自动驾驶技术领域，具体涉及一种通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统。


背景技术：

2.随着科技水平的快速发展，智能交通系统已广泛应用在各种场景中。其中，自动驾驶，又称无人驾驶，是汽车智能化的核心领域。自动驾驶车辆一般由雷达、视觉计算、定位仪、控制装置、gps和主控电脑组成，主要靠车内的计算机系统以代替人类完成一系列的驾驶行为，为人们的出行和生活带来更多便利。
3.目前，车辆的自动驾驶系统主要是基于单车智能，依据车辆本身的数据实现的。然而，在无人驾驶汽车单车智能遇到技术瓶颈的当下，仅仅依靠单车智能实现真正意义上的自动驾驶还有很长的路需要走。另外，对于复杂交通环境下，自动驾驶车辆存在着对环境感知精度不高，决策规划不够准确的问题，从而导致交通事故，造成不小的损失。
4.因此，急需一种有效的解决方案，实现复杂交通环境下，对自动驾驶车辆的接管引导，以更好的保证自动驾驶车辆行驶过程中的安全性。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
6.本发明提供了一种通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统，包括通感一体化模块、车辆模块以及云智能计算模块，其中，
7.所述通感一体化模块设置在道路一侧，用于获取感知探测信息，对所述感知探测信息进行处理生成车辆引导指令；
8.所述车辆模块安装在行驶车辆上，用于获取车辆行驶信息，将所述车辆行驶信息发送至所述通感一体化模块，还用于接收所述通感一体化模块发送的所述车辆引导指令，并根据所述车辆引导指令实现车辆的自动驾驶；
9.所述云智能计算模块，用于根据接收的所述通感一体化模块发送的感知探测信息构建和更新道路状态地图，为所述通感一体化模块提供数据支撑。
10.在本发明的一个实施例中，所述通感一体化模块包括感知单元、通信单元和数据处理单元，其中，
11.所述感知单元，用于获取所述感知探测信息，所述感知探测信息包括道路信息以及当前道路上行驶的所有车辆的车辆行驶信息；
12.所述通信单元，用于建立与当前道路上行驶车辆的实时通信链路，使通信范围内的车辆与所述通感一体化模块能够进行车辆行驶信息和车辆引导指令的传递；
13.所述数据处理单元，用于根据所述道路信息和所述车辆行驶信息进行数据计算、信息整合，得到道路避障信息和车辆行驶路线，并根据所述道路避障信息和车辆行驶路线
生成所述车辆引导指令。
14.在本发明的一个实施例中，所述车辆行驶信息包括车辆的实时位置和速度信息。
15.在本发明的一个实施例中，所述道路信息包括在当前道路上行驶的车辆数据以及当前道路的交通环境信息。
16.在本发明的一个实施例中，所述车辆模块包括车辆感知单元和obu单元，其中，
17.所述车辆感知单元，利用车载传感器获取车辆的实时位置和速度信息；
18.所述obu单元，用于实现车辆与所述通信单元之间的通信连接。
19.在本发明的一个实施例中，所述车载传感器包括车载雷达、摄像头、imu和gps。
20.在本发明的一个实施例中，所述通感一体化模块还用于在车辆驶出可通信范围时，发送结束指令至所述车辆。
21.在本发明的一个实施例中，所述云智能计算模块包括数据存储单元和云计算单元，其中，
22.所述数据存储单元，用于实时接收并存储所有道路的道路信息和车辆行驶信息；
23.所述云计算单元，用根据存储的所有道路的道路信息和车辆行驶信息进行高精度地图的构建和更新，得到道路状态地图。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
25.1、本发明的通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统，通过利用通信感知一体化设备感知探测，获得车辆及周围交通环境信息，利用其与车辆建立通信链路，通过实时通信获得准确的多车信息，从而生成道路避障和行驶路线的引导指令，同时结合云智能计算数据对信息进行处理，从而更准确地构建高精度地图，更好地实现对自动驾驶车辆的接管引导，保证车辆自动驾驶的安全性；
26.2、本发明的通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统，通过通信单元在与自动驾驶车辆通信获得行车信息的同时利用感知信息实时对车辆进行引导，提高通信性能，为多车协作感知提供支撑，降低信息交互时延，使得本发明能够使用于更加复杂的交通场景。
27.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
28.图1是本发明实施例提供的一种通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统结构示意图；
具体实施方式
29.为了进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本发明提出的一种通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统进行详细说明。
30.有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之
用，并非用来对本发明的技术方案加以限制。
31.实施例一
32.请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统结构示意图，如图所示，本实施例的通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统，包括：通感一体化模块、车辆模块以及云智能计算模块。
33.其中，通感一体化模块设置在道路一侧，用于获取感知探测信息，对感知探测信息进行处理生成车辆引导指令；车辆模块安装在行驶车辆上，用于获取车辆行驶信息，将车辆行驶信息发送至通感一体化模块，还用于接收通感一体化模块发送的车辆引导指令，并根据车辆引导指令实现车辆的自动驾驶；云智能计算模块，用于根据接收的通感一体化模块发送的感知探测信息构建和更新道路状态地图，为通感一体化模块提供数据支撑。
34.在一个可选地实施方式中，通感一体化模块包括感知单元、通信单元和数据处理单元。
35.其中，感知单元用于获取感知探测信息，感知探测信息包括道路信息以及当前道路上行驶的所有车辆的车辆行驶信息。
36.可选地，感知单元用于利用无线感知信号探测当前道路上行驶的所有车辆的车辆行驶信息以及道路信息。
37.在本实施例中，车辆行驶信息包括车辆的实时位置和速度信息，道路信息包括在当前道路上行驶的车辆数据以及当前道路的交通环境信息。
38.示例性地，车辆数据包括车辆id信息；车辆行驶信息包括车辆经过时的实时位置、速度和加减速；交通环境信息包括车辆前方障碍物的信息、一段时间内道路的交通流量和占有率。
39.其中，通信单元用于建立与当前道路上行驶车辆的实时通信链路，使通信范围内的车辆与通感一体化模块能够进行车辆行驶信息和车辆引导指令的传递。
40.在本实施例中，通过建立通感一体化模块与车辆模块的实时通信链路，使通信范围内的车辆均能传递车辆行驶信息至通感一体化模块，实现了多车互联，增强车辆信息共享能力。
41.其中，数据处理单元用于根据道路信息和车辆行驶信息进行数据计算、信息整合，得到道路避障信息和车辆行驶路线，并根据道路避障信息和车辆行驶路线生成车辆引导指令。
42.在一个可选地实施方式中，数据处理单元可以根据当前道路中所有车辆的车辆信息，在当前道路上行驶的车辆数据以及当前道路的交通环境信息进行信息整合，使用具体的感知信号处理算法进行数据处理。
43.例如，探测范围内车辆前方障碍物的信息(包括停车、慢车、建筑物、设施等)、车辆经过时的实时位置、速度、加减速以及一段时间内的交通流量、占有率等数据，通过卷积神经网络、张标定法等算法对障碍物或车辆目标进行检测识别，发出警示提醒以避障，通过利用路侧设备安装的绝对位置和检测到的目标的相对位置进行计算得到目标实时位置，利用雷达多普勒效应得到实时速度，由于车辆和通感一体模块可通信传递车辆id信息，以此统计得到流量、占有率等信息，通过数据融合算法、聚类、扩展卡尔曼滤波、群跟踪等算法可对目标行驶轨迹预测规划，从而以此生成道路避障信息和车辆行驶路线。
44.示例性地，对于一个目标车辆，当目标车辆驶入当前可通信范围内后，通感一体化模块根据获取的目标车辆的实时位置和速度信息，在当前道路中其他车辆的实时位置和速度信息，以及当前道路上行驶的车辆数据以及当前道路的交通环境信息，进行处理生成引导指令，并由通信链路传递至目标车辆的车辆模块，以指导目标车辆的驾驶行为。
45.在本实施中，通感一体化模块与车辆模块进行通信来传递车辆引导指令，以实现对目标自动驾驶车辆的引导。在实际应用中，通感一体化设备中与自动驾驶车辆通信获得车辆行驶信息的同时可以利用感知探测信息实时对车辆进行引导，提高通信性能，为多车协作感知提供支撑，降低信息交互时延，使得本发明能够使用于更加复杂的交通场景。
46.进一步地，通感一体化模块还用于在车辆驶出可通信范围时，发送结束指令至车辆，以方便对该车辆在下一路段的管控。
47.在一个可选地实施方式中，车辆模块包括车辆感知单元和obu单元，其中，车辆感知单元利用车载传感器获取车辆的实时位置和速度信息；obu单元用于实现车辆与通信单元之间的通信连接。
48.可选地，车载传感器包括车载雷达、摄像头、imu和gps。obu单元与通信单元进行5g、6g通信以传递车辆行驶信息至通感一体模块，同时，车辆通过obu单元接收通感一体化模块传递的车辆引导指令以引导车辆驾驶。
49.在一个可选地实施方式中，云智能计算模块包括数据存储单元和云计算单元，其中，数据存储单元用于实时接收并存储所有道路的道路信息和车辆行驶信息；云计算单元用根据存储的所有道路的道路信息和车辆行驶信息进行高精度地图的构建和更新，得到道路状态地图。
50.可选地，云智能计算模块可以通过5g或6g通信，接收通感一体化模块中的车辆信息和道路信息，计算并存储当前时段下当前道路的环境信息，以构建复杂的高精度地图，也以便于数据处理单元利用该高精度地图规划下一时刻车辆的行驶路径，从而为更好地引导车辆自动驾驶提供重要的数据支撑。
51.例如，当云智能计算模块得到历史时间的道路行车数据，结合当前路况，将安装在多个道路的若干个通感一体化模块获取的局部道路信息拼接处理，可利用大量交通数据进行更复杂的高精度地图的构建，在不断获取新的道路信息时，对地图进行更新。
52.对本实施例的通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统的运行过程进行说明，其处理过程包括：
53.(1)通感一体化模块的感知单元探测当前道路中所有车辆的车辆行驶信息，以及当前道路的交通环境信息；
54.(2)通感一体化模块的通信单元建立通感一体化模块与车辆的实时通信链路，使通信范围内的车辆均能传递车辆的车辆行驶信息至通感一体化模块，为信息处理提供丰富的数据依据；
55.(3)云智能计算模块计算并存储当前及之前时段的感知探测信息，以构建复杂的高精度地图，并以便于通感一体化模块的数据处理单元规划下一时刻的车辆行驶路径；
56.(4)数据处理单元根据道路信息和车辆行驶信息，通过具体算法进行车辆状态识别、道路避障检测、路径规划，并生成引导指令；
57.(5)同时通信单元将引导指令传递到车辆以实现对车辆接管引导。
58.应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
59.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统，其特征在于，包括通感一体化模块、车辆模块以及云智能计算模块，其中，所述通感一体化模块设置在道路一侧，用于获取感知探测信息，对所述感知探测信息进行处理生成车辆引导指令；所述车辆模块安装在行驶车辆上，用于获取车辆行驶信息，将所述车辆行驶信息发送至所述通感一体化模块，还用于接收所述通感一体化模块发送的所述车辆引导指令，并根据所述车辆引导指令实现车辆的自动驾驶；所述云智能计算模块，用于根据接收的所述通感一体化模块发送的感知探测信息构建和更新道路状态地图，为所述通感一体化模块提供数据支撑。2.根据权利要求1所述的通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统，其特征在于，所述通感一体化模块包括感知单元、通信单元和数据处理单元，其中，所述感知单元，用于获取所述感知探测信息，所述感知探测信息包括道路信息以及当前道路上行驶的所有车辆的车辆行驶信息；所述通信单元，用于建立与当前道路上行驶车辆的实时通信链路，使通信范围内的车辆与所述通感一体化模块能够进行车辆行驶信息和车辆引导指令的传递；所述数据处理单元，用于根据所述道路信息和所述车辆行驶信息进行数据计算、信息整合，得到道路避障信息和车辆行驶路线，并根据所述道路避障信息和车辆行驶路线生成所述车辆引导指令。3.根据权利要求2所述的通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统，其特征在于，所述车辆行驶信息包括车辆的实时位置和速度信息。4.根据权利要求3所述的通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统，其特征在于，所述道路信息包括在当前道路上行驶的车辆数据以及当前道路的交通环境信息。5.根据权利要求4所述的通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统，其特征在于，所述车辆模块包括车辆感知单元和obu单元，其中，所述车辆感知单元，利用车载传感器获取车辆的实时位置和速度信息；所述obu单元，用于实现车辆与所述通信单元之间的通信连接。6.根据权利要求5所述的通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统，其特征在于，所述车载传感器包括车载雷达、摄像头、imu和gps。7.根据权利要求6所述的通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统，其特征在于，所述通感一体化模块还用于在车辆驶出可通信范围时，发送结束指令至所述车辆。8.根据权利要求7所述的通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统，其特征在于，所述云智能计算模块包括数据存储单元和云计算单元，其中，所述数据存储单元，用于实时接收并存储所有道路的道路信息和车辆行驶信息；所述云计算单元，用根据存储的所有道路的道路信息和车辆行驶信息进行高精度地图的构建和更新，得到道路状态地图。

技术总结
本发明涉及一种通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统，包括通感一体化模块、车辆模块以及云智能计算模块，其中，通感一体化模块设置在道路一侧，用于获取感知探测信息，对感知探测信息进行处理生成车辆引导指令；车辆模块安装在行驶车辆上，用于获取车辆行驶信息，将车辆行驶信息发送至通感一体化模块，还用于接收通感一体化模块发送的车辆引导指令，并根据车辆引导指令实现车辆的自动驾驶；云智能计算模块，用于根据接收的通感一体化模块发送的感知探测信息构建和更新道路状态地图，为通感一体化模块提供数据支撑。本发明的通感一体化设备引导车辆自动驾驶系统，可以更好地实现对自动驾驶车辆的接管引导，保证车辆自动驾驶的安全性。全性。全性。


技术研发人员：陈睿 宁佳萌 胡晓鹏 宋文飞 韩保闯
受保护的技术使用者：广州市丰海科技股份有限公司
技术研发日：2023.02.14
技术公布日：2023/6/27