CN106292668A - 基于太赫兹波检测的无人驾驶汽车系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于太赫兹波检测的无人驾驶汽车系统，通过THz检测车辆与障碍物之间的距离或与障碍物的相对速度，通过北斗定位技术确定车辆行驶的地理信息并提供最佳线路，通过光谱仪判断信号灯的信息。THz波波长非常短，其波长范围在0.03‑3.00mm，与激光雷达相比，THz检测系统具有更高的分辨率，因此可以实现更精确的测量。而现有的电子信号的传输主要集中在微波及红外波段，很难影响到THz波段，所以THz检测系统具有更强的抗干扰性，能够有效防止其他信号的干扰，减少了误判的概率，大大提高了无人驾驶车辆对障碍物判断的准确性。这就为无人驾驶的安全性提供了强有力的保障。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能汽车控制技术，特别涉及一种基于太赫兹波检测的无人驾驶汽车系统。
背景技术
无人驾驶系统作为近年来智能控制领域前沿课题，能够极大的方便普通人的出行，为平安高效出行提供了可能，近年来中国企业投入了很大的投资，百度公司与奇瑞汽车合作开发无人驾驶，百度董事长李彦宏坚信中国将出现第一个无人驾驶的城市，而国家《“十三五”汽车工业发展规划意见》中八个目标之一“积极发展智能网联汽车”的产业方向，也说明无人驾驶正快速地发展。
近期蓬勃发展的无人驾驶技术主要基于图像处理技术与激光雷达技术。基于图像处理技术的无人驾驶技术通过摄像机拍摄，并将处理的图像传递给计算机，经计算机处理后对路径或障碍物进行识别，该方法存在图像分辨率不高，测量距离不准等不足，而且在光线微弱的环境或者在晚上，摄像机不能够正常工作或存在误判，这对无人驾驶的影响非常大；而基于激光雷达的无人驾驶系统，因为激光雷达在工作时受天气和大气影响大。激光一般在晴朗的天气里衰减较小，传播距离较远。但在大雨、浓烟、浓雾等坏天气里，衰减急剧加大，传播距离大受影响。如工作波长为10.6μm的激光，是所有激光中大气传输性能较好的，在恶劣天气的衰减是晴天的6倍。大气环流还会使激光光束发生畸变、抖动，直接影响激光雷达的测量精度，而且对于低反射率材质，如黑色车辆，其测量精度更为有限。
综上所述，基于图像处理的无人驾驶系统和基于激光雷达检测的无人驾驶系统，容易受到环境因素的干扰，对无人驾驶产生不良的影响。
发明内容
本发明是针对传统无人驾驶技术受环境因素影响大，测量分辨率不高的问题，提出了一种基于太赫兹波检测的无人驾驶汽车系统，通过THz检测车辆与障碍物之间的距离或与障碍物的相对速度，通过北斗定位技术确定车辆行驶的地理信息并提供最佳线路，通过光谱仪判断信号灯的信息。THz波波长非常短，其波长范围在0.03-3.00mm，与激光雷达相比，THz检测系统具有更高的分辨率，因此可以实现更精确的测量。而现有的电子信号的传输主要集中在微波及红外波段，很难影响到THz波段，所以THz检测系统具有更强的抗干扰性，这就为无人驾驶的安全性提供了强有力的保障。
本发明的技术方案为：一种基于太赫兹波检测的无人驾驶汽车系统，包括中央处理模块、太赫兹波障碍检测模块、控制模块、信号灯判断模块、路径规划模块、车辆状态更新模块；太赫兹波障碍检测模块探测车辆前方、后方以及左、右的障碍物信息，传给中央处理系统；信号灯判断模块通过光谱仪接收路灯的信号，传给中央处理模块；路径规划模块通过北斗系统，识别路径并将最佳路径传给中央处理模块；中央处理模块接收太赫兹波障碍检测模块、车辆更新状态模块、信号灯判断模块、路径规划模块的信号，并分析处理信号，然后将处理后的信息传给控制模块；控制模块接收中央处理模块的信号，控制车辆的方向与动力；车辆状态更新模块将车辆信息更新并反馈给中央处理模块。
所述太赫兹波障碍检测模块包括三套太赫兹波发送接收系统，在车辆前方中间位置安装一套太赫兹波发送接收系统，负责前方的障碍物检测；在车辆后方的中间位置安装一套太赫兹波发送接收系统，负责后方的障碍物检测，车辆需要时刻检测后方的障碍物情况；在车辆前方左侧和车辆后方的左侧安装一套太赫兹波发送接收系统，负责左侧的障碍物检测；在车辆前方右测和车辆后方的右侧安装一套太赫兹波发送接收系统，负责右侧的障碍物检测。
本发明的有益效果在于：本发明基于太赫兹波检测的无人驾驶汽车系统，基于THz检测，受环境干扰少，能够减少误判的概率，为平安出行提供保证；在车辆前方、后方，前方左、右侧与后方左、右侧都设计了THz检测系统，检测的范围更广，检测的准确性更高，安全性更好；利用THz波作为检测的波信号，THz波的频率范围在0.1-10THz,其波长范围在0.03-3.00mm，现代社会微波与红外光无处不在，THz拥有更强的抗干扰性，用于障碍物的检测，准确性更高；利用波长更短的THz,其载波频率更高，更容易发射大带宽信号，从而具有极高的分辨特性，可以实现更精确的目标测量。
附图说明
图1为本发明系统控制结构示意图；
图2为本发明THz障碍检测模块的装配示意图；
图3为本发明具体实施方案流程图。
具体实施方式
如图1所示基于太赫兹波检测的无人驾驶汽车系统控制结构示意图，包括中央处理模块、THz障碍检测模块、控制模块、信号灯判断模块、路径规划模块、车辆状态更新模块；THz障碍检测模块探测车辆前方、后方以及左、右的障碍物信息，传给中央处理系统；信号灯判断模块通过光谱仪接收路灯的信号，传给中央处理模块；路径规划模块通过北斗系统，识别路径并将最佳路径传给中央处理模块；中央处理模块接收THz障碍检测模块、车辆更新状态模块、信号灯判断模块、路径规划模块的信号，并分析处理信号，然后将处理后的信息传给控制模块；控制模块接收中央处理模块的信号，控制车辆的方向与动力；车辆状态更新模块将车辆信息更新并反馈给中央处理模块。
中央处理模块是无人驾驶系统的“中枢神经系统”，负责各个模块传递来的信息的处理，随之传递给各个模块，各个模块采取相应的措施；THz障碍检测模块，此模块是无人驾驶系统的“眼睛”，负责道路障碍物的检测，其中包括与障碍物的距离以及相对速度的检测，该模块的详细布局见图2，其前方与后方的THz系统检测前方与后方的障碍物，其前方左、右侧与后方左、右侧的THz检测车辆左、右侧的障碍物信息，如果在前方检测到障碍物，而左右和后方没有检测到障碍物的条件下，中央处理系统将信息传给控制模块，控制模块做出转向控制；信号灯控制模块，此模块由光谱仪组成，可以快速接收信号灯的信息，并对信号灯信息做出判断，传给中央处理模块；控制模块，此模块由动力控制系统与方向控制系统组成，能够接收中央处理模块的信息，并快速作出反应；车辆状态更新模块，此模块将车辆信息更新并反馈给中央处理模块，中央处理模块再将处理后的反馈信息传给控制系统；路径规划模块，此模块利用北斗系统，准确定位车辆的位置，并将最新的路径信息传给中央处理模块。
如图2为THz障碍检测模块的装配示意图，在车辆前方中间位置安装一套THz发送接收系统，负责前方的障碍物检测；在车辆后方的中间位置安装一套THz发送接收系统，负责后方的障碍物检测，车辆需要时刻检测后方的障碍物情况；在车辆前方左侧和车辆后方的左侧安装一套THz发送接收系统，负责左侧的障碍物检测；在车辆前方右测和车辆后方的右侧安装一套THz发送接收系统，负责右侧的障碍物检测。
如图3所示具体实施方案流程图，确定要到达的地点。首先选择要到达的地点，将选的地点传给北斗系统，北斗系统通过卫星通信技术确定所选取的地点，并提供最佳的行车路线。将所选取的路线传给中央处理模块，中央处理模块对路况做出判断——是否是路口，如果是路口，则信号灯判断模块接收信号灯信息——是否是绿灯，如果是绿灯，则车辆保持行驶状态，否则车辆进入等待状态；如果不是路口，则进行THz障碍检测，如果没有障碍物，则车辆保持行驶状态，否则车辆将执行转向或刹车命令。以上所有信号，信号灯判断信息，THz检测障碍物信息，都需要传给中央处理模块，中央处理模块分析处理完信号之后，传给控制模块，控制模块将信息传给车辆状态模块，车辆状态更新模块将实时车辆信息反馈给中央处理模块。
本发明基于THz检测的无人驾驶系统，由于THz的波长范围在0.03-3mm之间，其多普勒特征更加明显，因此测量的精度更高，更有利于检测障碍物的距离，使无人驾驶技术更加为人们所确信，而且在电子产品无处不在的今天，THz检测能够有效防止其他信号的干扰，这就减少了误判的概率，大大提高了无人驾驶车辆对障碍物判断的准确性。本发明还提出利用光谱仪作为判断信号灯的技术，该技术准确性高，可以精确判定信号灯的信息。
Claims (2)
1.一种基于太赫兹波检测的无人驾驶汽车系统，其特征在于，包括中央处理模块、太赫兹波障碍检测模块、控制模块、信号灯判断模块、路径规划模块、车辆状态更新模块；太赫兹波障碍检测模块探测车辆前方、后方以及左、右的障碍物信息，传给中央处理系统；信号灯判断模块通过光谱仪接收路灯的信号，传给中央处理模块；路径规划模块通过北斗系统，识别路径并将最佳路径传给中央处理模块；中央处理模块接收太赫兹波障碍检测模块、车辆更新状态模块、信号灯判断模块、路径规划模块的信号，并分析处理信号，然后将处理后的信息传给控制模块；控制模块接收中央处理模块的信号，控制车辆的方向与动力；车辆状态更新模块将车辆信息更新并反馈给中央处理模块。
2.根据权利要求1所述基于太赫兹波检测的无人驾驶汽车系统，其特征在于，所述太赫兹波障碍检测模块包括三套太赫兹波发送接收系统，在车辆前方中间位置安装一套太赫兹波发送接收系统，负责前方的障碍物检测；在车辆后方的中间位置安装一套太赫兹波发送接收系统，负责后方的障碍物检测，车辆需要时刻检测后方的障碍物情况；在车辆前方左侧和车辆后方的左侧安装一套太赫兹波发送接收系统，负责左侧的障碍物检测；在车辆前方右测和车辆后方的右侧安装一套太赫兹波发送接收系统，负责右侧的障碍物检测。
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