CN108442198A - 一种基于封闭道路的自动驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于封闭道路的自动驾驶系统，包括：封闭高架，该封闭高架上部行车结构地面划有可电子识别的实线标线；中心控制站，设置有接收器，用于接收封闭高架上自动驾驶汽车速度、位置、规划路径数据，并将周围车辆信息发送给任意一辆在封闭高架上行驶的自动驾驶汽车；自动驾驶汽车，装有车载电脑以及多个探测器，探测器包括标线识别装置、测距装置、卫星定位和无线定位接收装置、无线信号发送和接收装置，自动驾驶汽车通过探测器获取外部信号并将外部信号通过车载电脑计算行驶路径、车速。

Description

一种基于封闭道路的自动驾驶系统

技术领域

本发明涉及一种公路及行驶车辆，具体涉及一种供自动驾驶汽车行驶的高架道路以及自动驾驶系统。

背景技术

目前，各种桥梁、道路的设计、施工技术已很成熟，很多城市已经建设了各种高架系统，各地对城市基础设施建设非常重视，对解决城市拥堵问题极其迫切。

随着电子识别、自动控制和导航技术的广泛运用，自动驾驶技术得到极大发展，百度无人驾驶成为首批国家新一代人工智能开放创新平台，但是无人驾驶汽车离实际投入社会化运用还有很大距离。

2018年2月11日，北京启用了我国首个自动驾驶封闭测试场，但是模拟的是较为复杂的驾驶环境，我国目前还没有为自动驾驶汽车提供社会化运营的专用道路。

2017年10月23日，由中车株洲电力机车研究所研制的智能轨道快运列车正式上路运行，其原理就是识别地面虚线循线行驶，从而实现了自动驾驶功能。

随着城市人口增加和私人小轿车的快速发展，城市拥堵和交通安全问题日趋突出。本方案设计一种专供自动驾驶汽车行驶的道路系统，为特定功能的自动驾驶汽车提供运行环境，通过计算机系统自动调度车辆运行，可极大提高车辆运行速度和效率，解决道路运输能力不足、城市道路拥堵、行车安全事故频发的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于封闭道路的自动驾驶系统。

本发明的技术方案如下：

一种基于封闭道路的自动驾驶系统，其特征在于，包括：

封闭高架，包括由下部支撑结构，设置在所述下部支撑结构上的上部行车结构，所述上部行车结构上设置有安全护栏，以及在所述上部行车结构左右两侧间隔均匀设置的多个停车区，该封闭高架上部行车结构地面行车道上中心位置划有可电子识别的实线标线；

中心控制站，设置有接收器，用于接收封闭高架上自动驾驶汽车速度、位置、规划路径数据，并将周围车辆信息发送给任意一辆在封闭高架上行驶的自动驾驶汽车；

自动驾驶汽车，装有车载电脑以及多个探测器，探测器包括标线识别装置、测距装置、卫星定位和无线定位接收装置、无线信号发送和接收装置，自动驾驶汽车通过探测器获取中心控制站信号并将外部信号通过车载电脑计算行驶路径、车速，自动驾驶汽车通过标线识别装置识别标线并沿标线居中行驶。

进一步的，所述封闭高架上部行车结构地面表面为直接在混凝土板梁上铺设树脂类材料或聚氨酯类材料。

进一步的，所述可电子识别的实线标线包括引导直行标线、引导右转弯标线、引导左转弯标线以及引导停车标线。

进一步的，所述封闭高架上为双向四车道，每一个车道的宽度为2m；所述自动驾驶汽车的宽度为1.5m。

进一步的，所述引导直行标线设置在所述车道中心位置；所述引导右转弯标线连接所述自动驾驶汽车前进方向的直行车道和前进方向右前方与前进方向垂直的另一直行车道；所述引导左转弯标线连接所述自动驾驶汽车前进方向的直行车道和前进方向左前方与前进方向垂直的另一直行车道。

进一步的，所述引导停车标线设置在所述停车区上。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

封闭高架的表面为直接在混凝土板梁上铺设环氧地坪形成，相比现有的沥青路线，能够防止自动驾驶汽车沿固定路线行驶，将路面压坏；

设置封闭的道路行驶环境，避免了外部干扰，以统一的行车规则，通过中心控制站、车载电脑及汽车动力控制系统协同，可以避免出现拥堵，大大提高了道路通行效率，最大程度的缩短了乘客通勤时间，提高了出行效率。

所有车辆按统一规则协同行驶，避免了各类行车安全事故的发生，行车安全性得到了极大提高，人民的生命、财产安全得到了有力保障。

所有车辆通过电脑系统协同，不再需要诸如交通信号控制、指示标志、车辆违章检测等系统，很大程度上节约了建设和维持费用，节约了社会资源。

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，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的自动驾驶汽车道路系统的结构示意图；

图2是本发明在高架桥梁形式下的使用状态示意图；

图3是图1中供乘客上下汽车的停车区3运行示意图；

图4是道路系统中平面交叉口车流方向示意图；

图5是高架桥梁上部结构侧面示意图；

1：高架桥梁下部结构；

2：高架桥梁上部结构；21-

3：停车区；

4：高架桥护栏；

5：自动驾驶汽车；51：直行车辆；52：靠边停车上下客的车辆

6：手动驾驶汽车；

7：道路边线；

8：可电子辨识的引导实标线；81：引导直行标线；82：引导右转弯标线；83：引导左转弯标线；84：引导停车标线；

9：道路中心线；

10：行车方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1-图5：

本发明一较佳实施例所述的一种基于封闭道路的自动驾驶系统，包括多个起到支撑作用的高架桥梁下部结构1，设置在高架桥梁下部结构1上的高架桥梁上部结构2，高架桥梁上部结构2上左右两侧，间隔均匀一定距离后均设置有停车区3，高架桥梁上部结构2的左右两侧还设置有高架桥护栏4。

高架桥梁上部结构2可以直接利用梁体的表层作为基面，施作抗滑、耐磨、阻水、满足摩擦系数的特定薄层材料的形式，作为自动驾驶汽车的路面，具体结构为直接在混凝土板梁21上铺设树脂类材料22或聚氨酯类材料22。

高架桥梁上部结构2中间位置设置有道路中心线9，中心线9左右两侧均设置有2个车道，每一个车道的宽度为2m；

自动驾驶汽车5行驶在车道上，自动驾驶汽车的宽度一般小于2m；当比较宽的自动驾驶汽车5(大于2m)，可以横跨两个车道行驶；直行车辆51行驶在车道上；靠边停车上下客的车辆52行驶到停车区3上；

高架桥梁上部结构2上设置有可电子辨识的引导实标线8，包括引导直行表现81、引导右转弯标线82、引导左转弯标线83以及引导停车标线84。

自动驾驶汽车装有车载电脑以及多个探测器，探测器包括标线识别装置、测距装置、卫星定位和无线定位接收装置、无线信号发送和接收装置，自动驾驶汽车通过探测器获取外部信号并将外部信号通过车载电脑计算行驶路径、车速；所有车辆采用统一的速度、正常行驶、转弯、靠边停车等行驶规则，协同行驶，合理加减速、避让，避免发生拥堵。所有进入自动驾驶道路系统的车辆，都不允许使用人工驾驶功能。

外部还设置有一个中心控制站，设置有接收器，用于接收封闭高架上自动驾驶汽车速度、位置、规划路径数据，并控制所有车辆的直行、转弯、停靠。

自动驾驶汽车在行驶过程中，始终保持标线位于车辆的正中，或某一特定位置。

自动驾驶汽车，设定一般乘员数为2人，宽度统一采用1.5m，则车道标准宽度设置为2.0m。也可根据特殊需要设置跨两个车道行驶的特种车辆，增加一个车道宽度的车辆可采用如3.5m的宽度。

所有车辆的协同，可以由中心控制站统一调度。也可在统一行驶规则后，通过临近车辆的信息交流，由车载电脑结合电子地图计算、控制车辆行驶。一个区域范围内的车辆无论是通过中心控制站调度，还是通过车载电脑自行计算控制，都必须组成车队行驶，保持车速、车距协同，以提升通行效率。

自动驾驶汽车5在直行时，沿引导直线标线81行驶，保持设定的直行车速。在行驶过程中，自动驾驶汽车将速度、位置、规划路径等数据传送给中心控制站，也同时发送给周围的自动驾驶汽车，通过车载电脑、中心控制站，按照统一的运行规则，控制汽车与周边汽车保持速度一致、前后左右车距安全。

在自动驾驶汽车5需右转时，将右转信号、车速、汽车位置传送至中心控制站和周围的自动驾驶汽车，通过车载电脑、中心控制站，按运行规则，控制自动驾驶汽车5在接近转弯点前，安全转至引导右转标线82，沿右转标线82行驶，实现右转。

在自动驾驶汽车5需左转时，将左转信号、车速、汽车位置传送至中心控制站和周围的自动驾驶汽车，通过车载电脑、中心控制站，按照统一的运行规则，控制自动驾驶汽车5在接近转弯点前，沿引导左转弯标线83行驶，实现左转。

大多数情况下，自动驾驶道路系统设置如附图所示双向4条车道即可满足通行需要。在车辆通行流量超过双向4车道通行能力时，可增设车道数，届时直行、左转、右转车道可分开布设，甚至一个方向可以设置多条车道，以加大交叉路口通行效率。

在自动驾驶汽车5上、下乘客需靠边停车时，将靠边停车信号、车速、汽车位置传送至中心控制站和周围的自动驾驶汽车，通过车载电脑、中心控制站，按照运行规则，控制自动驾驶汽车5在接近停车区前，提前转至右侧标线，然后按引导停车标线84行驶，在停车区3靠边停车。待乘客下车或上车后，再驶入引导标线8，进入正常导航行驶状态。

本发明至少具有以下优点：

封闭高架的表面为直接在混凝土板梁上铺设环氧地坪形成，相比现有的沥青路线，能够防止自动驾驶汽车沿固定路线行驶，将路面压坏；

设置封闭的道路行驶环境，避免了外部干扰，以统一的行车规则，通过中心控制站、车载电脑及汽车动力控制系统协同，可以避免出现拥堵，大大提高了道路通行效率，最大程度的缩短了乘客通勤时间，提高了出行效率。

所有车辆按统一规则协同行驶，避免了各类行车安全事故的发生，行车安全性得到了极大提高，人民的生命、财产安全得到了有力保障。

所有车辆通过电脑系统协同，不再需要诸如交通信号控制、指示标志、车辆违章检测等系统，很大程度上节约了建设和维持费用，节约了社会资源。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于封闭道路的自动驾驶系统，其特征在于，包括：

封闭高架，包括由下部支撑结构，设置在所述下部支撑结构上的上部行车结构，所述上部行车结构上设置有安全护栏，以及在所述上部行车结构左右两侧间隔均匀设置的多个停车区，该封闭高架上部行车结构地面行车道上中心位置划有可电子识别的实线标线；

中心控制站，设置有接收器，用于接收封闭高架上自动驾驶汽车速度、位置、规划路径数据，并将周围车辆信息发送给任意一辆在封闭高架上行驶的自动驾驶汽车；

自动驾驶汽车，装有车载电脑以及多个探测器，探测器包括标线识别装置、测距装置、卫星定位和无线定位接收装置、无线信号发送和接收装置，自动驾驶汽车通过探测器获取中心控制站信号并将外部信号通过车载电脑计算行驶路径、车速，自动驾驶汽车通过标线识别装置识别标线并沿标线居中行驶。

2.根据权利要求1所述的一种基于封闭道路的自动驾驶系统，其特征在于：所述封闭高架上部行车结构地面表面为直接在混凝土板梁上铺设树脂类材料或聚氨酯类材料。

3.根据权利要2所述的一种基于封闭道路的自动驾驶系统，其特征在于：所述可电子识别的实线标线包括引导直行标线、引导右转弯标线、引导左转弯标线以及引导停车标线。

4.根据权利要求3所述的一种基于封闭道路的自动驾驶系统，其特征在于：所述封闭高架上为双向四车道，每一个车道的宽度为2m；所述自动驾驶汽车的宽度为1.5m。

5.根据权利要4所述的一种基于封闭道路的自动驾驶系统，其特征在于：所述引导直行标线设置在所述车道中心位置；所述引导右转弯标线连接所述自动驾驶汽车前进方向的直行车道和前进方向右前方与前进方向垂直的另一直行车道；所述引导左转弯标线连接所述自动驾驶汽车前进方向的直行车道和前进方向左前方与前进方向垂直的另一直行车道。

6.根据权利要4所述的一种基于封闭道路的自动驾驶系统，其特征在于：所述引导停车标线设置在所述停车区上。