CN107831789A - 一种无人自动驾驶汽车交通信号灯同步控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无人自动驾驶汽车交通信号灯同步控制方法，包括配备硬件设备，身份识别信息设定，构建控制网及自主运行控制。本发明一方面系统构成简单，操作使用灵活方便，运行成本及设备建设维护成本低，系统通用性及扩展性能力好，可有效的满足车辆运行与交通灯运行同步匹配运行作业，另一方面可有效的提高对交通灯运行状态预判，并根据交通灯运行状态制定车辆运行路线和方案，在提高车辆运行稳定性、可靠性和安全性的同时，另有效的提高车辆运行的经济性和连续性，提高车辆运行效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人驾驶车辆运行控制方法，属无人驾驶技术领域。
背景技术
随着车辆在运行过程中，交通信号灯是确保交通安全的重要措施和手段之一，但在实际使用中，当前的车辆均缺乏有效的自主交通信号辨识能力，主要通过驾驶人员对交通灯的状态进行辨识，然后控制车辆运行，这种方式虽然可以满足操作人员驾驶车辆操作的需要，但一方面易发生因障碍物遮挡及交通灯故障等原因造成的驾驶人员无法辨识交通信号灯信息，严重影响车辆运行的安全性和可靠性，另一方面也导致当前的交通灯信息辨识方式无法有效满足自动驾驶车辆自主运行的需要，因此针对这一现状，迫切需要开发一种车辆运行过程中与交通信号灯同步运行的方法，以满足实际使用的需要。
发明内容
本发明目的就在于克服上述不足，提供一种无人自动驾驶汽车交通信号灯同步控制方法。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：
一种无人自动驾驶汽车交通信号灯同步控制方法，包括以下步骤：
第一步，配备硬件设备，首先根据使用需要，在车辆端面设至少一个视频采集摄像头和至少一个测距装置，然后在车辆行车电脑电路内设设无线数据通讯装置、数据处理装置及GNSS卫星导航装置，然后由数据处理装置分别无线数据通讯装置、GNSS卫星导航装置、车辆行车电脑系统、视频采集摄像头和测距装置电气连接，其中视频采集摄像头和测距装置轴线与水平面呈0°—90°夹角；
第二步，身份识别信息设定，完成第一步后，在数据处理装置中录入当前车辆基本识别信息和视频识别检测操作系统备用；
第三步，构建控制网，首先由车辆通过无线数据通讯装置与交通控制网络建立数据连接，首先通过数据处理装置内第二步录入的车辆基本识别信息在交通控制网络中完成身份识别确认，并在完成车辆身份识别确认后，直接获取当前路段的各交通信号灯运行状态数据，并将获取的交通信号灯运行状态数据保存到车辆行车电脑系统中备用，通过GNSS卫星导航装置直接获取当前运行路段位置的车辆定位信息，并将车辆定位信息保存到车辆行车电脑系统中备用；
第四步，自主运行控制，在完成第三步作业后，首先将保存在车辆行车电脑系统中的交通信号灯运行状态数据和GNSS卫星导航装置的车辆定位信息进行对比，初步得到当前车辆周边各交通灯工作状态，并根据车辆的定位信息确定车辆与交通灯间的距离信息，并结合交通灯运行状态，计算获得最佳通过交通等车辆行驶路线及车速方案，然后根据视频采集摄像头和测距装置直接检测当前车辆与交通灯的距离和交通灯的状态，并将或缺的数据传输至数据处理装置中，一方面通过测距装置检测的测距信息与GNSS卫星导航装置的测距信息进行修正，提高车辆定位精度，另一方面由数据处理装置内的视频识别检测操作系统对视频采集摄像头采集到的交通灯运行状态视频信息进行辨识，并通过辨识结果对交通控制网络的交通信号灯运行状态数据进行数据修正，从而获得最终的车辆与交通灯相互匹配的运行控制方式。
进一步的，所述的第一步中，视频采集摄像头为CCD视频采集摄像头、3D扫描摄像头。
进一步的，所述的第一步中，无线数据通讯装置为基于WIFI无线通讯系统、Zigbee无线通讯系统、DSRC无线通讯系统级及RFID射频通讯系统中的任意一种或几种共同使用。
进一步的，所述的第一步中，数据处理装置包括主控模块、编码模块、身份识别模块及串口通讯模块，所述的数据处理模块分别与编码模块、身份识别模块及串口通讯模块电气连接，其中数据处理模块为基于DSP、FPGA芯片为基础的控制电路。
进一步的，所述的第二步中的车辆身份识别信息包括车辆发动机号、车架号、行车证号、车牌照及车主身份证号中的任意一种或几种。
进一步的，所述的第三步中通过交通控制网络获取交通信号灯运行状态数据时时，当车辆更换路线后的10—30秒内进行一次交通信号灯运行状态数据更新。
进一步的，所述的第三步中通过GNSS卫星导航装置获取当前运行路段位置的车辆定位信息时，在完成交通信号灯运行状态数据更新后的10秒内完成。
进一步的，所述的第四步中，初步得到当前车辆周边各交通灯工作状态时，为以车辆为中线周围300米范围内的各交通灯的工作状态数据。
本发明一方面系统构成简单，操作使用灵活方便，运行成本及设备建设维护成本低，系统通用性及扩展性能力好，可有效的满足车辆运行与交通灯运行同步匹配运行作业，另一方面可有效的提高对交通灯运行状态预判，并根据交通灯运行状态制定车辆运行路线和方案，在提高车辆运行稳定性、可靠性和安全性的同时，另有效的提高车辆运行的经济性和连续性，提高车辆运行效率。
附图说明
图1为本发明控制方法流程示意图；
图2为数据处理装置结构示意图；
图3为车辆运行数据控制结构示意图。
具体实施方式
如图1、2和3所示，一种无人自动驾驶汽车交通信号灯同步控制方法，包括以下步骤：
第一步，配备硬件设备，首先根据使用需要，在车辆端面设至少一个视频采集摄像头和至少一个测距装置，然后在车辆行车电脑电路内设设无线数据通讯装置、数据处理装置及GNSS卫星导航装置，然后由数据处理装置分别无线数据通讯装置、GNSS卫星导航装置、车辆行车电脑系统、视频采集摄像头和测距装置电气连接，其中视频采集摄像头和测距装置轴线与水平面呈0°—90°夹角；
第二步，身份识别信息设定，完成第一步后，在数据处理装置中录入当前车辆基本识别信息和视频识别检测操作系统备用；
第三步，构建控制网，首先由车辆通过无线数据通讯装置与交通控制网络建立数据连接，首先通过数据处理装置内第二步录入的车辆基本识别信息在交通控制网络中完成身份识别确认，并在完成车辆身份识别确认后，直接获取当前路段的各交通信号灯运行状态数据，并将获取的交通信号灯运行状态数据保存到车辆行车电脑系统中备用，通过GNSS卫星导航装置直接获取当前运行路段位置的车辆定位信息，并将车辆定位信息保存到车辆行车电脑系统中备用；
第四步，自主运行控制，在完成第三步作业后，首先将保存在车辆行车电脑系统中的交通信号灯运行状态数据和GNSS卫星导航装置的车辆定位信息进行对比，初步得到当前车辆周边各交通灯工作状态，并根据车辆的定位信息确定车辆与交通灯间的距离信息，并结合交通灯运行状态，计算获得最佳通过交通等车辆行驶路线及车速方案，然后根据视频采集摄像头和测距装置直接检测当前车辆与交通灯的距离和交通灯的状态，并将或缺的数据传输至数据处理装置中，一方面通过测距装置检测的测距信息与GNSS卫星导航装置的测距信息进行修正，提高车辆定位精度，另一方面由数据处理装置内的视频识别检测操作系统对视频采集摄像头采集到的交通灯运行状态视频信息进行辨识，并通过辨识结果对交通控制网络的交通信号灯运行状态数据进行数据修正，从而获得最终的车辆与交通灯相互匹配的运行控制方式。
进一步的，所述的第一步中，视频采集摄像头为CCD视频采集摄像头、3D扫描摄像头。
进一步的，所述的第一步中，无线数据通讯装置为基于WIFI无线通讯系统、Zigbee无线通讯系统、DSRC无线通讯系统级及RFID射频通讯系统中的任意一种或几种共同使用。
进一步的，所述的第一步中，数据处理装置包括主控模块、编码模块、身份识别模块及串口通讯模块，所述的数据处理模块分别与编码模块、身份识别模块及串口通讯模块电气连接，其中数据处理模块为基于DSP、FPGA芯片为基础的控制电路。
进一步的，所述的第二步中的车辆身份识别信息包括车辆发动机号、车架号、行车证号、车牌照及车主身份证号中的任意一种或几种。
进一步的，所述的第三步中通过交通控制网络获取交通信号灯运行状态数据时时，当车辆更换路线后的10—30秒内进行一次交通信号灯运行状态数据更新。
进一步的，所述的第三步中通过GNSS卫星导航装置获取当前运行路段位置的车辆定位信息时，在完成交通信号灯运行状态数据更新后的10秒内完成。
进一步的，所述的第四步中，初步得到当前车辆周边各交通灯工作状态时，为以车辆为中线周围300米范围内的各交通灯的工作状态数据。
本发明一方面系统构成简单，操作使用灵活方便，运行成本及设备建设维护成本低，系统通用性及扩展性能力好，可有效的满足车辆运行与交通灯运行同步匹配运行作业，另一方面可有效的提高对交通灯运行状态预判，并根据交通灯运行状态制定车辆运行路线和方案，在提高车辆运行稳定性、可靠性和安全性的同时，另有效的提高车辆运行的经济性和连续性，提高车辆运行效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种无人自动驾驶汽车交通信号灯同步控制方法，其特征在于：所述的自动驾驶汽车交通信号灯同步控制方法包括以下步骤：
第一步，配备硬件设备，首先根据使用需要，在车辆端面设至少一个视频采集摄像头和至少一个测距装置，然后在车辆行车电脑电路内设设无线数据通讯装置、数据处理装置及GNSS卫星导航装置，然后由数据处理装置分别无线数据通讯装置、GNSS卫星导航装置、车辆行车电脑系统、视频采集摄像头和测距装置电气连接，其中视频采集摄像头和测距装置轴线与水平面呈0°—90°夹角；
第二步，身份识别信息设定，完成第一步后，在数据处理装置中录入当前车辆基本识别信息和视频识别检测操作系统备用；
第三步，构建控制网，首先由车辆通过无线数据通讯装置与交通控制网络建立数据连接，首先通过数据处理装置内第二步录入的车辆基本识别信息在交通控制网络中完成身份识别确认，并在完成车辆身份识别确认后，直接获取当前路段的各交通信号灯运行状态数据，并将获取的交通信号灯运行状态数据保存到车辆行车电脑系统中备用，通过GNSS卫星导航装置直接获取当前运行路段位置的车辆定位信息，并将车辆定位信息保存到车辆行车电脑系统中备用；
第四步，自主运行控制，在完成第三步作业后，首先将保存在车辆行车电脑系统中的交通信号灯运行状态数据和GNSS卫星导航装置的车辆定位信息进行对比，初步得到当前车辆周边各交通灯工作状态，并根据车辆的定位信息确定车辆与交通灯间的距离信息，并结合交通灯运行状态，计算获得最佳通过交通等车辆行驶路线及车速方案，然后根据视频采集摄像头和测距装置直接检测当前车辆与交通灯的距离和交通灯的状态，并将或缺的数据传输至数据处理装置中，一方面通过测距装置检测的测距信息与GNSS卫星导航装置的测距信息进行修正，提高车辆定位精度，另一方面由数据处理装置内的视频识别检测操作系统对视频采集摄像头采集到的交通灯运行状态视频信息进行辨识，并通过辨识结果对交通控制网络的交通信号灯运行状态数据进行数据修正，从而获得最终的车辆与交通灯相互匹配的运行控制方式。
2.根据权利要求1述的一种无人自动驾驶汽车交通信号灯同步控制方法，其特征在于：所述的第一步中，视频采集摄像头为CCD视频采集摄像头、3D扫描摄像头。
3.根据权利要求1述的一种无人自动驾驶汽车交通信号灯同步控制方法，其特征在于：所述的第一步中，无线数据通讯装置为基于WIFI无线通讯系统、Zigbee无线通讯系统、DSRC无线通讯系统级及RFID射频通讯系统中的任意一种或几种共同使用。
4.根据权利要求1述的一种无人自动驾驶汽车交通信号灯同步控制方法，其特征在于：所述的第一步中，数据处理装置包括主控模块、编码模块、身份识别模块及串口通讯模块，所述的数据处理模块分别与编码模块、身份识别模块及串口通讯模块电气连接，其中数据处理模块为基于DSP、FPGA芯片为基础的控制电路。
5.根据权利要求1述的一种无人自动驾驶汽车交通信号灯同步控制方法，其特征在于：所述的第二步中的车辆身份识别信息包括车辆发动机号、车架号、行车证号、车牌照及车主身份证号中的任意一种或几种。
6.根据权利要求1述的一种无人自动驾驶汽车交通信号灯同步控制方法，其特征在于：所述的第三步中通过交通控制网络获取交通信号灯运行状态数据时时，当车辆更换路线后的10—30秒内进行一次交通信号灯运行状态数据更新。
7.根据权利要求1述的一种无人自动驾驶汽车交通信号灯同步控制方法，其特征在于：所述的第三步中通过GNSS卫星导航装置获取当前运行路段位置的车辆定位信息时，在完成交通信号灯运行状态数据更新后的10秒内完成。
8.根据权利要求1述的一种无人自动驾驶汽车交通信号灯同步控制方法，其特征在于：所述的第四步中，初步得到当前车辆周边各交通灯工作状态时，为以车辆为中线周围300米范围内的各交通灯的工作状态数据。
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