CN104064050A - 自动驾驶系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动驾驶系统及方法，该系统包括：车辆调度服务器、及安装在车辆上的客户端模块，所述车辆具有自动驾驶及手动驾驶两种操控模式；所述车辆调度服务器包括：路况信息处理模块，车辆信息处理模块，判断模块，发送模块，交通信号数据获取模块，接收模块，数据处理模块。利用本发明，可以实现拥堵路段车辆的统一调度和行驶，减少人为造成的交通资源损失。

Description

自动驾驶系统及方法

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种自动驾驶系统及方法。

背景技术

随着社会的发展和人们生活水平的提高，家用汽车数量正呈现井喷式的增长，据统计2013年中国汽车数量已达到1.8亿，大量的城市存在严重的交通拥堵，严重影响经济和社会的发展。

目前交通调度主要依赖交通信号，驾驶由驾驶员完成。在拥堵路段每个交通车辆都是一个独立的单元，车辆间协调主要靠驾驶员的经验来实现，一旦驾驶员存在经验不足、不遵守交通信号等情况，极易造成交通肇事，对本来已经拥堵不堪的交通无疑是雪上加霜。

发明内容

本发明实施例提供了一种自动驾驶系统及方法，以实现拥堵路段车辆的统一调度和行驶，减少人为造成的交通资源损失。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种自动驾驶系统，所述系统包括：车辆调度服务器、及安装在车辆上的客户端模块，所述车辆具有自动驾驶及手动驾驶两种操控模式；

所述车辆调度服务器包括：

路况信息处理模块，用于实时获取路况信息，并根据所述路况信息确定拥堵路段和非拥堵路段；

车辆信息处理模块，用于实时获取所有车辆的位置信息，并根据所述车辆的位置信息确定所述车辆所处路段及所在车道；

判断模块，用于判断所述车辆是否处于拥堵路段；如果是，则通知发送模块；

发送模块，用于在收到所述判断模块的通知后，向所述车辆客户端模块发送控制命令，以使所述车辆从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式；

交通信号数据获取模块，用于实时获取交通信号数据；

接收模块，用于实时接收所述车辆的行驶变换请求信息；

数据处理模块，用于根据所述交通信号数据和所述车辆的行驶请求信息、以及所述车辆所在车道，生成自动驾驶数据；所述自动驾驶数据包括：行车方向数据和行车速度数据；

所述发送模块，还用于将所述自动驾驶数据发送给所述车辆客户端模块，以使所述车辆客户端模块根据所述自动驾驶数据控制所述车辆的方向和速度。

优选地，所述车辆信息处理模块通过全球定位系统获取所有车辆的位置信息。

优选地，所述系统还包括：

安装在车辆上的定位装置，用于实时获取所述车辆的位置信息；

所述客户端模块，用于将所述车辆的位置信息上传到所述车辆调度服务器。

优选地，所述定位装置通过全球定位系统获取所述车辆的定位信息。

优选地，所述客户端模块，还用于在接收到所述发送模块发送的控制命令后，将所述车辆从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式；并在接收到驾驶员的行驶变换请求后，生成对应的行驶变换请求信息，所述行驶变换请求包括：变道请求、转向请求，然后将所述行驶变换请求信息发送给所述车辆调度服务器。

一种自动驾驶方法，所述方法包括：

车辆调度服务器分别实时获取路况信息，并根据所述路况信息确定拥堵路段和非拥堵路段；

实时获取所有车辆的位置信息，并根据所述车辆的位置信息确定所述车辆所处路段及所在车道；

判断所述车辆是否处于拥堵路段；

如果是，则向所述车辆发送控制命令，以使所述车辆从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式；

实时获取交通信号数据，并实时接收所述车辆的行驶变换请求信息；

根据所述交通信号数据和所述车辆的行驶变换请求信息、以及所述车辆所在车道，生成自动驾驶数据并发送给所述车辆，以使所述车辆根据所述自动驾驶数据控制所述车辆的方向和速度；所述自动驾驶数据包括：行车方向数据和行车速度数据。

优选地，所述车辆调度服务器实时获取所有车辆的位置信息包括：

所述车辆调度服务器通过全球定位系统获取所有车辆的位置信息。

优选地，所述方法还包括：

所述车辆实时获取自己的定位信息并上传到所述车辆调度服务器；

所述车辆调度服务器实时获取所有车辆的位置信息包括：

所述车辆调度服务器通过各车辆自己上传的定位信息获取所有车辆的位置信息。

优选地，所述车辆实时获取自己的定位信息包括：

所述车辆通过安装在所述车辆上的全球定位系统实时获取自己的定位信息。

优选地，所述方法还包括：

所述车辆在接收到所述车辆调度服务器发送的控制命令后，从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式；

在接收到驾驶员的行驶变换请求后，生成对应的行驶变换请求信息，所述行驶变换请求包括：变道请求、转向请求，并将所述行驶变换请求信息发送给所述车辆调度服务器。

本发明实施例提供的自动驾驶系统及方法，由车辆调度服务器实时获取路况信息及所有车辆的位置信息，对处于拥堵路段的车辆，向其发送控制命令，使该车辆从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式，而且根据交通信号数据和车辆的行驶请求信息、以及车辆所在车道，生成自动驾驶数据并发送给相应车辆，使车辆根据所述自动驾驶数据控制方向和速度，从而实现对拥堵路段车辆的统一调度和行驶，减少了人为造成的交通资源损失。

附图说明

图1是本发明实施例自动驾驶系统的一种结构示意图；

图2是本发明实施例自动驾驶方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

本发明实施例提供的自动驾驶系统及方法，可以实现对拥堵路段车辆的统一调度和行驶，减少了人为造成的交通资源损失。需要说明的是，应用本发明实施例的系统及方法的车辆应同时具备自动驾驶及手动驾驶两种操控模式。

如图1所示，是本发明实施例自动驾驶系统的一种结构示意图。

在该实施例中，所述系统包括：车辆调度服务器100、及安装在车辆上的客户端模块200。

车辆调度服务器100包括：

路况信息处理模块101，用于实时获取路况信息，并根据所述路况信息确定拥堵路段和非拥堵路段；

车辆信息处理模块102，用于实时获取所有车辆的位置信息，并根据所述车辆的位置信息确定所述车辆所处路段及所在车道；

判断模块103，用于判断所述车辆是否处于拥堵路段；如果是，则通知发送模块；

发送模块104，用于在收到所述判断模块103的通知后，向所述车辆客户端模块发送控制命令，以使所述车辆从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式；

交通信号数据获取模块105，用于实时获取交通信号数据(主要是信号灯状态)，可以从系统后台(比如交通信号实时数据库)获取；

接收模块106，用于实时接收所述车辆的行驶变换请求信息；

数据处理模块107，用于根据所述交通信号数据和所述车辆的行驶请求信息、以及所述车辆所在车道，生成自动驾驶数据；所述自动驾驶数据包括：行车方向数据和行车速度数据；

所述发送模块104，还用于将所述自动驾驶数据发送给所述车辆客户端模块200，以使所述车辆客户端模块200根据所述自动驾驶数据控制所述车辆的方向和速度。

上述路况信息处理模块101可以通过安装在道路上的监测设备实时获取路况信息，或者直接从相应路况监测系统的输出接口获得实时路况信息。另外，拥堵路段和非拥堵路段的判定原则可以根据实际城市及路段的通行能力等综合指标来确定，对此本发明实施例不做限定。

需要说明的是，在实际应用中，上述车辆信息处理模块102可以通过全球定位系统(GPS)获取所有车辆的位置信息，比如所有车辆向车辆调度服务器100进行注册，车辆信息处理模块102对注册的每台车辆进行位置监测。另外，上述车辆信息处理模块102也可以通过接收模块106接收各客户端模块自动上报的所在车辆的位置信息，比如，在各车辆上安装定位装置，以实时获取车辆的位置信息(比如通过GPS获取定位装置所在车辆的位置信息)。

前面提到，应用本发明实施例自动驾驶系统的一个前提是：车辆应同时具备自动驾驶及手动驾驶两种操控模式。在本发明实施例中，在正常行驶情况下，车辆应保持在手动驾驶操控模式。一旦遇到拥堵状况，车辆调度服务器100获取当前车辆的控制权，使车辆进入由服务器控制的自动驾驶模式。具体地，由上述发送模块104向该车辆的客户端模块200发送控制命令。相应地，所述客户端模块200在接收到发送模块104发送的控制命令后，强制将所在车辆的控制模式从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式。

车辆进入自动驾驶模式后，车辆的控制权即交由车辆调度服务器100，车辆调度服务器100会将该车辆的自动驾驶数据(比如行驶方向、车速等数据)通过发送模块104发送给车辆客户端模块200。客户端模块200按照所述自动驾驶数据控制该车辆的方向和速度。

上述自动驾驶数据可以由数据处理模块107根据交通信号数据和车辆所在车道等信息生成。需要说明的是，因为不同车辆的目的地不同，行驶路线也会不同，因此，即使处于同一拥堵路段的车辆，也会有不同的行驶需求。针对这种情况，在本发明实施例的系统中，客户端模块200还用于接收驾驶员的行驶变换请求(比如变道请求、转向请求等)，具体地可以是在车辆上设置相应的按钮，客户端模块200通过相应的接口(比如I/O接口)与其相连。驾驶员按动相应的按钮，客户端模块200即可感知到相应的请求。客户端模块200接收到驾驶员的行驶变换请求后，生成对应该请求的行驶变换请求信息，并将该行驶变换请求信息发送给车辆调度服务器100。相应地，数据处理模块107在生成自动驾驶数据时，还会考虑上述车辆的行驶请求信息。比如，可以有以下情况:

(1)假设所有车辆都不申请变道，则左转车道的车辆都会统一左转，则服务器会给每一个车辆都规划相同的速度和方向信号，让所有车辆都按照相同的驾驶数据行驶。

(2)假设有车辆想从直行车道变道到左转车道，这时驾驶员需要发出“向左”的请求，车辆调试服务器100接收到客户端模块200发送的相应请求后，会降低左转车道后方车辆的速度，并给当前车辆一个左转变道驾驶数据包，待变道完成后，则向直行车道后方车辆发送加速数据包，补上直行车道上的空缺，左转车道的车辆也改变成(1)中的状态。

(3)假设有车辆想从左转车道掉头，这时驾驶员需要发出“向左”的请求，车辆调试服务器100接收到客户端模块200发送的相应请求后，会进行规划，如果此处允许掉头，则车辆调试服务器100向当前车辆发送掉头驾驶数据包，否则警告用户不允许掉头，此次申请无效。

(4)向右变道等都类似执行。

当然，如果车辆的客户端模块200没有发出行驶变换请求，车辆调度服务器100会根据当前所在车道判断车辆意图，如在左转车道，车辆将被控制左转而不会被掉头，右转车道则被控制右转，中间车道则直接前行。

可见，本发明实施例提供的自动驾驶系统，由车辆调度服务器实时获取路况信息及所有车辆的位置信息，对处于拥堵路段的车辆，向其发送控制命令，使该车辆从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式，而且根据交通信号数据和车辆的行驶请求信息、以及车辆所在车道，生成自动驾驶数据并发送给相应车辆，使车辆根据所述自动驾驶数据控制方向和速度，从而实现对拥堵路段车辆的统一调度和行驶，减少了人为造成的交通资源损失。

相应地，本发明实施例还提供一种自动驾驶方法，如图2所示，是该方法的流程图，包括以下步骤：

步骤301，车辆调度服务器实时获取路况信息，并根据所述路况信息确定拥堵路段和非拥堵路段；

步骤302，车辆调度服务器实时获取所有车辆的位置信息，并根据所述车辆的位置信息确定所述车辆所处路段及所在车道；

步骤303，判断所述车辆是否处于拥堵路段；如果是，则直接返回步骤303继续执行判断操作，或者间隔一定时间(比如20秒)后返回步骤303继续执行判断操作；

步骤304，向所述车辆发送控制命令，以使所述车辆从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式；

步骤305，实时获取交通信号数据，并实时接收所述车辆的行驶变换请求信息；

步骤306，根据所述交通信号数据和所述车辆的行驶变换请求信息、以及所述车辆所在车道，生成自动驾驶数据并发送给所述车辆，以使所述车辆根据所述自动驾驶数据控制所述车辆的方向和速度；所述自动驾驶数据包括：行车方向数据和行车速度数据。

在实际应用中，车辆调度服务器可以通过GPS实时获取所有车辆的位置信息；另外，也可以由各车辆实时获取自己的定位信息并上传到所述车辆调度服务器，比如，通过安装在所述车辆上的GPS实时获取自己的定位信息，也就是说，车辆调度服务器通过各车辆自己上传的定位信息获取所有车辆的位置信息。

需要说明的是，应用本发明实施例自动驾驶方法的一个前提是：车辆应同时具备自动驾驶及手动驾驶两种操控模式。在本发明实施例中，在正常行驶情况下，车辆应保持在手动驾驶操控模式。一旦遇到拥堵状况，车辆调度服务器向处于拥堵路段的车辆发送控制命令，相应地，所述车辆在接收到所述车辆调度服务器发送的控制命令后，从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式，从而使车辆调度服务器获得该车辆的控制权，使车辆进入由服务器控制的自动驾驶模式。

在自动驾驶模式下，车辆接收车辆调度服务器发送的自动驾驶数据并根据所述自动驾驶数据控制所述车辆的方向和速度。

所述自动驾驶数据是由车辆调度服务器根据所述交通信号数据和车辆的行驶变换请求信息、以及所述车辆所在车道等信息综合处理后生成的。其中，车辆的行驶变换请求信息是由车辆根据自己的行驶路线需求发送给车辆调度服务器的，比如，在需要变道或转向时，驾驶员按动车辆上的相应按钮，车辆上的客户端感知到用户的操作后，向车辆调度服务器发送相应的请求信息。

另外，需要说明的是，所述客户端可以由软件或软件加硬件的方式来实现其功能，这些功能主要包括：与车辆调度服务器的信息交互、以及在自动驾驶模式下，根据自动驾驶数据控制所述车辆的方向和速度等。

本发明实施例提供的自动驾驶方法，由车辆调度服务器实时获取路况信息及所有车辆的位置信息，对处于拥堵路段的车辆，向其发送控制命令，使该车辆从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式，而且根据交通信号数据和车辆的行驶请求信息、以及车辆所在车道，生成自动驾驶数据并发送给相应车辆，使车辆根据所述自动驾驶数据控制方向和速度，从而实现对拥堵路段车辆的统一调度和行驶，减少了人为造成的交通资源损失。

以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块或单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块或单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种自动驾驶系统，其特征在于，所述系统包括：车辆调度服务器、及安装在车辆上的客户端模块，所述车辆具有自动驾驶及手动驾驶两种操控模式；

所述车辆调度服务器包括：

路况信息处理模块，用于实时获取路况信息，并根据所述路况信息确定拥堵路段和非拥堵路段；

车辆信息处理模块，用于实时获取所有车辆的位置信息，并根据所述车辆的位置信息确定所述车辆所处路段及所在车道；

判断模块，用于判断所述车辆是否处于拥堵路段；如果是，则通知发送模块；

发送模块，用于在收到所述判断模块的通知后，向所述车辆客户端模块发送控制命令，以使所述车辆从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式；

交通信号数据获取模块，用于实时获取交通信号数据；

接收模块，用于实时接收所述车辆的行驶变换请求信息；

数据处理模块，用于根据所述交通信号数据和所述车辆的行驶请求信息、以及所述车辆所在车道，生成自动驾驶数据；所述自动驾驶数据包括：行车方向数据和行车速度数据；

所述发送模块，还用于将所述自动驾驶数据发送给所述车辆客户端模块，以使所述车辆客户端模块根据所述自动驾驶数据控制所述车辆的方向和速度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车辆信息处理模块通过全球定位系统获取所有车辆的位置信息。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

安装在车辆上的定位装置，用于实时获取所述车辆的位置信息；

所述客户端模块，用于将所述车辆的位置信息上传到所述车辆调度服务器。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述定位装置通过全球定位系统获取所述车辆的定位信息。

5.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，

所述客户端模块，还用于在接收到所述发送模块发送的控制命令后，将所述车辆从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式；并在接收到驾驶员的行驶变换请求后，生成对应的行驶变换请求信息，所述行驶变换请求包括：变道请求、转向请求，然后将所述行驶变换请求信息发送给所述车辆调度服务器。

6.一种自动驾驶方法，其特征在于，所述方法包括：

车辆调度服务器分别实时获取路况信息，并根据所述路况信息确定拥堵路段和非拥堵路段；

实时获取所有车辆的位置信息，并根据所述车辆的位置信息确定所述车辆所处路段及所在车道；

判断所述车辆是否处于拥堵路段；

如果是，则向所述车辆发送控制命令，以使所述车辆从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式；

实时获取交通信号数据，并实时接收所述车辆的行驶变换请求信息；

根据所述交通信号数据和所述车辆的行驶变换请求信息、以及所述车辆所在车道，生成自动驾驶数据并发送给所述车辆，以使所述车辆根据所述自动驾驶数据控制所述车辆的方向和速度；所述自动驾驶数据包括：行车方向数据和行车速度数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述车辆调度服务器实时获取所有车辆的位置信息包括：

所述车辆调度服务器通过全球定位系统获取所有车辆的位置信息。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述车辆实时获取自己的定位信息并上传到所述车辆调度服务器；

所述车辆调度服务器实时获取所有车辆的位置信息包括：

所述车辆调度服务器通过各车辆自己上传的定位信息获取所有车辆的位置信息。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述车辆实时获取自己的定位信息包括：

所述车辆通过安装在所述车辆上的全球定位系统实时获取自己的定位信息。

10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述车辆在接收到所述车辆调度服务器发送的控制命令后，从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式；

在接收到驾驶员的行驶变换请求后，生成对应的行驶变换请求信息，所述行驶变换请求包括：变道请求、转向请求，并将所述行驶变换请求信息发送给所述车辆调度服务器。