CN108646737A - 一种新型智能公路运输车辆控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型智能公路运输车辆控制系统及其控制方法,所述系统包括光学传感模块、雷达模块、卫星定位模块、中央控制模块、无线通讯模块、运动控制模块;所述方法:头车根据自己采集的路面信息、目标障碍物信息以及自身位置信息、航向信息生成车辆驾驶策略辅助驾驶员控制车辆改变行驶状态;跟随车辆根据自己采集的路面信息、目标障碍物信息,自身位置信息、航向信息以及接收头车和编队内其它车辆发送的路面信息、目标障碍物状态信息、位置信息、航向信息生成车辆驾驶策略跟随头车驾驶。安装本系统的车辆可自动跟随前方编队内车辆,只需要一位驾驶员便可带领整个车队行驶,避免因疲劳驾驶、超载产生的危害,提高运输效率,保证运输安全。
Description
技术领域
本发明属于车辆驾驶技术领域,具体涉及一种新型智能公路运输车辆控制系统及其控制方法。
背景技术
传统公路运输车辆完全依赖于驾驶人员驾驶,且每一辆车都需要驾驶人员独立驾驶,为了提高运输效率,超载和疲劳驾驶的情况非常普遍,众所周知,超载和疲劳驾驶非常危险,极易导致交通事故发生,严重的危及人们的生命,还会造成重大的经济损失。目前自动驾驶技术尚不成熟,还无法使车辆完全脱离驾驶员自主驾驶。
发明内容
本发明提供了一种新型智能公路运输车辆控制系统,是介于完全依靠驾驶员驾驶和无人驾驶之间的驾驶技术,作为编队内的头车半自动驾驶,作为头车后面的跟随车辆可自动跟随驾驶,解决现有公路运输车辆运输效率低,容易发生道路交通事故的问题。
本发明提供的一种新型智能公路运输车辆控制系统包括
光学传感模块:用于采集路面信息,所述路面信息包括路面障碍物信息、路面标线信息、交通信号灯信息、交通标志信息、车辆所处环境光线信息;
雷达模块:用于采集目标障碍物状态信息,所述目标障碍物状态信息包括车辆距目标障碍物的距离,目标障碍物的方向、速度;
定位模块:包括卫星定位模块和惯性测量单元,用于确定车辆位置信息以及航向信息;
中央控制模块:用于根据本车采集的路面信息、目标障碍物状态信息、位置信息、航向信息生成车辆驾驶策略并控制车辆改变行驶状态;还用于根据本车采集的路面信息、目标障碍物状态信息、位置信息、航向信息以及接收其他车辆发送的路面信息、目标障碍物状态信息、位置信息、航向信息生成车辆驾驶策略并控制车辆改变行驶状态,所述驾驶策略包括行驶轨迹和行驶速度;
无线通讯模块:用于编队内车辆之间通信;
运动控制模块:用于依据驾驶策略,控制车辆改变车辆行驶状态。
进一步的,还包括车联网管理中心,车辆通过无线通讯模块与车联网管理中心通信,车联网管理中心可远程获取车辆信息、车辆行驶状态。
进一步的,还包括移动终端管理模块,所述移动终端管理模块与车联网管理中心通讯,驾驶员通过登录移动终端管理模块来获取编队内车辆信息、编队内车辆顺序、编队内车辆行驶状态,解锁车辆。
优选的,所述光学传感模块至少有一个,可以是CCD摄像头、CMOS摄像头、红外摄像头中的至少一种。
优选的,所述雷达模块至少有一个,可以是激光雷达、微波雷达中的至少一种。
优选的,所述无线通讯模块可以是GPRS,CDMA,GSM,短信发送设备,移动传真机,长波、中波、短波、微波无线电通讯设备以及蓝牙当中的一种。
本发明还提供了一种采用所述新型智能公路运输车辆控制系统控制车队车辆驾驶的方法:头车根据自己采集的路面信息、目标障碍物信息以及自身位置信息、航向信息生成车辆驾驶策略辅助驾驶员控制车辆改变行驶状态;跟随车辆根据自己采集的路面信息、目标障碍物信息,自身位置信息、航向信息以及接收头车和/或编队内其它车辆发送的路面信息、目标障碍物状态信息、位置信息、航向信息生成车辆驾驶策略跟随头车驾驶。
进一步的,所述方法还包括头车接收跟随车辆发送的车辆状态信息、路面信息、目标障碍物信息、航向信息,驾驶员判断是否加减车速或者停车等待后方车辆或者继续正常行驶的步骤。
进一步的,所述方法还包括任一跟随车辆与编队内其他车辆保持通讯,根据驾驶策略自动规避障碍物后,再根据前车位置信息以及本车位置信息和车辆行驶状态自动寻找并跟随前车的步骤。
本发明的有益效果:
使用本发明控制系统的车辆既可以由驾驶员单独驾驶,也可以依靠驾驶系统自动跟随头车驾驶;一个运输车队出车,只需要头车有驾驶员即可,跟随车辆通过驾驶系统内各模块的配合自动跟随头车驾驶,驾驶员数量大大减少,避免因疲劳驾驶产生的危害,同时,一个头车可跟随多个车辆,可依照载重要求装载货物,避免超载的发生,提高运输效率,保证运输安全;编队内车辆可共享信息使载重运输车体高效、安全的同步工作。适用于燃油车辆、混合动力车辆以及纯电动车辆。
附图说明
图1为新型智能公路运输车辆驾驶系统的原理框图,
图2为新型智能公路运输车辆驾驶系统的应用实例示意图。
附图标注:
1、车辆,2、光学传感模块,3、中央控制模块,4、无线通讯模块,5、雷达模块,6、定位模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,不能理解为对本发明具体保护范围的限定。
实施例
参照图1-2,本实施例的新型智能公路运输车辆控制系统包括光学传感模块:用于采集路面信息,所述路面信息包括路面障碍物信息、路面标线信息、交通信号灯信息、交通标志信息、车辆所处环境光线信息;
雷达模块:用于采集目标障碍物状态信息,所述目标障碍物状态信息包括车辆距目标障碍物的距离,目标障碍物的方向、速度;
定位模块:包括卫星定位模块和惯性测量单元,用于确定车辆位置信息以及航向信息;
中央控制模块:用于根据本车采集的路面信息、目标障碍物状态信息、位置信息、航向信息生成车辆驾驶策略并控制车辆改变行驶状态;还用于根据本车采集的路面信息、目标障碍物状态信息、位置信息、航向信息以及接收其他车辆发送的路面信息、目标障碍物状态信息、位置信息、航向信息生成车辆驾驶策略并控制车辆改变行驶状态,所述驾驶策略包括行驶轨迹和行驶速度;
无线通讯模块:用于编队内车辆之间通信;
运动控制模块:用于依据驾驶策略,控制车辆油门、刹车、方向盘和变速杆动作,改变车辆行驶状态。
每个编队内必须具有一个头车,跟随车辆的数量适具体运输情况而定,编队内的所有车辆都安装本实施例的新型智能公路运输车辆控制系统,任意的车辆均可以作为头车使用。只有头车内有驾驶员,头车的驾驶员在本实施例系统的辅助下实现半自动的驾驶,而跟随车辆则完全自动跟随驾驶,实现自动驾驶。
具体的,每一辆车的运动控制模块可以控制刹车总泵实现刹车功能,
运动控制模块还可以控制节气门与喷油系统实现车辆加速,
运动控制模块还可以控制转向电机实现车辆方向控制,
运动控制模块还可以控制车辆变速杆实现车辆换挡等。
为了便于对车辆运输编队的管控,作为本实施例的一个优选实施方式,本实施例系统还包括车联网管理中心,车辆通过无线通讯模块与车联网管理中心通信,车联网管理中心可远程获取车辆信息、车辆行驶状态。
为了便于驾驶员对编队车辆的管控,作为本实施例的一个优选实施方式,本实施例系统还包括移动终端管理模块,所述移动终端管理模块与车联网管理中心通讯,驾驶员通过登录移动终端管理模块来获取编队内车辆信息、编队内车辆顺序、编队内车辆行驶状态,解锁车辆。
本实施例光学传感模块至少有一个,优选CCD摄像头、CMOS摄像头、红外摄像头中的至少一种。雷达模块至少有一个,优选激光雷达、微波雷达中的至少一种。无线通讯模块优选GPRS,CDMA,GSM,短信发送设备,移动传真机,长波、中波、短波、微波无线电通讯设备以及蓝牙当中的一种。
采用上述新型智能公路运输车辆控制系统控制车队车辆驾驶的方法:头车根据自己采集的路面信息、目标障碍物信息以及自身位置信息、航向信息生成车辆驾驶策略辅助驾驶员控制车辆改变行驶状态;跟随车辆根据自己采集的路面信息、目标障碍物信息,自身位置信息、航向信息以及接收头车和/或编队内其它车辆发送的路面信息、目标障碍物状态信息、位置信息、航向信息生成车辆驾驶策略跟随头车驾驶。
同样,一个编队内的每辆车可以是单独的个体由驾驶员单独驾驶,也可通过雷达模块、光学传感模块、定位模块、无线通讯模块、中央控制模块与运动控制模块配合无需驾驶员干预驾驶,自动跟随前方的车辆行驶,但一个编队内必须有一辆头车由驾驶员驾驶。
头车的中央控制模块将采集的路面信息、目标障碍物信息以及自身位置信息、航向信息通过无线通讯模块传输给其它跟随车辆,头车采取制动措施或规避障碍物时所有跟随车辆的中央控制模块通过无线通讯模块收到信号后通过运动控制模块同时采取同样措施。
进一步的,所述方法还包括头车接收跟随车辆发送的车辆状态信息、路面信息、目标障碍物信息、航向信息,驾驶员判断是否加减车速或者停车等待后方车辆或者继续正常行驶的步骤。
进一步的,所述方法还包括任一跟随车辆与编队内其他车辆保持通讯,根据驾驶策略自动规避障碍物后,再根据前车位置信息以及本车位置信息和车辆行驶状态自动寻找并跟随前车的步骤。
跟随车辆在行驶中,雷达模块检测到障碍物后,中央控制模块会通过无线通讯模块发出信号通知其后的跟随车辆同时减速或规避障碍物,规避成功后,跟随车辆通过无线通讯模块与前车建立通讯,然后中央控制模块通过定位模块与运动控制模块控制车辆自动寻找前车。
Claims (9)
1.一种新型智能公路运输车辆控制系统,其特征在于,包括
光学传感模块:用于采集路面信息,所述路面信息包括路面障碍物信息、路面标线信息、交通信号灯信息、交通标志信息、车辆所处环境光线信息;
雷达模块:用于采集目标障碍物状态信息,所述目标障碍物状态信息包括车辆距目标障碍物的距离,目标障碍物的方向、速度;
定位模块:包括卫星定位模块和惯性测量单元,用于确定车辆位置信息以及航向信息;
中央控制模块:用于根据本车采集的路面信息、目标障碍物状态信息、位置信息、航向信息生成车辆驾驶策略并控制车辆改变行驶状态;还用于根据本车采集的路面信息、目标障碍物状态信息、位置信息、航向信息以及接收其他车辆发送的路面信息、目标障碍物状态信息、位置信息、航向信息生成车辆驾驶策略并控制车辆改变行驶状态,所述驾驶策略包括行驶轨迹和行驶速度;
无线通讯模块:用于编队内车辆之间通信;
运动控制模块:用于依据驾驶策略,控制车辆改变车辆行驶状态。
2.根据权利要求1所述的新型智能公路运输车辆控制系统,其特征在于:还包括车联网管理中心,车辆通过无线通讯模块与车联网管理中心通信,车联网管理中心可远程获取车辆信息、车辆行驶状态。
3.根据权利要求2所述的新型智能公路运输车辆控制系统,其特征在于:还包括移动终端管理模块,所述移动终端管理模块与车联网管理中心通讯,驾驶员通过登录移动终端管理模块来获取编队内车辆信息、编队内车辆顺序、编队内车辆行驶状态,解锁车辆。
4.根据权利要求1所述的新型智能公路运输车辆控制系统,其特征在于:所述光学传感模块至少有一个,可以是CCD摄像头、CMOS摄像头、红外摄像头中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的新型智能公路运输车辆控制系统,其特征在于:所述雷达模块至少有一个,可以是激光雷达、微波雷达中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的新型智能公路运输车辆控制系统,其特征在于:所述无线通讯模块可以是GPRS,CDMA,GSM,短信发送设备,移动传真机,长波、中波、短波、微波无线电通讯设备以及蓝牙当中的一种。
7.一种采用如权利要求1所述新型智能公路运输车辆控制系统控制编队车辆驾驶的方法,其特征在于,所述方法为:头车根据自己采集的路面信息、目标障碍物信息以及自身位置信息、航向信息生成车辆驾驶策略辅助驾驶员控制车辆改变行驶状态;跟随车辆根据自己采集的路面信息、目标障碍物信息,自身位置信息、航向信息以及接收头车和/或编队内其它车辆发送的路面信息、目标障碍物状态信息、位置信息、航向信息生成车辆驾驶策略跟随头车驾驶。
8.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于:所述方法还包括头车接收跟随车辆发送的车辆状态信息、路面信息、目标障碍物信息、航向信息,驾驶员判断是否加减车速或者停车等待后方车辆或者继续正常行驶的步骤。
9.根据权利要求7或8所述的控制方法,其特征在于:所述方法还包括任一跟随车辆与编队内其他车辆保持通讯,根据驾驶策略自动规避障碍物后,再根据前车位置信息以及本车位置信息和车辆行驶状态自动寻找并跟随前车的步骤。
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