CN109147369A - 一种车辆自动驾驶引导方法、无人驾驶车辆及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆自动驾驶引导方法、无人驾驶车辆及存储介质，所述方法包括：接收来自主设备的发现信标帧，并加入主设备所在的Wi‑Fi Aware群组，其中，所述主设备被安装于道路上，并与过往的车辆建立Wi‑Fi Aware群组；接收来自主设备的同步信标帧，以实现时钟同步；接收来自主设备广播的路况信息，并响应所述路况信息执行相应的自动驾驶策略。本发明旨在通过路况设备与车辆之间组建NAN群组并互相通信，使得车辆能够准确识别路况，实现自动无人驾驶。

Description

一种车辆自动驾驶引导方法、无人驾驶车辆及存储介质
技术领域
本发明涉及无人驾驶领域技术领域，尤其涉及一种车辆自动驾驶引导方法、无人驾驶车辆及存储介质。
背景技术
随着科技的飞速发展，无人驾驶技术备受大众的关注，一些无人驾驶车辆也逐步投产并在部分区域试运营，在保障安全性的同时省去了司机劳动力。现有的无人驾驶技术，通过在车辆安装摄像头、雷达和激光雷达等设备，来自动识别各种复杂的路况。但是现有的无人驾驶技术，具有较高的设备部署成本，现阶段还难以实现大规模的量产，难以广泛地应用于实际生活中。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种车辆自动驾驶引导方法、无人驾驶车辆及存储介质。本发明旨在通过路况设备与车辆之间组建NAN群组并互相通信，使得车辆能够准确识别直行道路、转弯道路、十字路口红绿灯和人行横道这四种路况，实现自动无人驾驶。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
本发明提供一种车辆自动驾驶引导方法，应用于无人驾驶车辆，包括：
接收来自主设备的发现信标帧，并加入主设备所在的Wi-Fi Aware群组，其中，所述主设备被安装于道路上，并与过往的车辆建立Wi-Fi Aware群组；
接收来自主设备的同步信标帧，以实现时钟同步；
接收来自主设备广播的路况信息，并响应所述路况信息执行相应的自动驾驶策略。
所述的车辆自动驾驶引导方法，其中，所述接收来自主设备广播的路况信息，并响应所述路况信息执行相应的自动驾驶策略的步骤具体包括：
当所述路况信息表示即将进入直行道路时，保持无人驾驶车辆按预设的方向行驶；
当所述路况信息表示即将进入转弯道路时，将无人驾驶车辆的速度调整为预设速度，并接收来自主设备的偏转信息，根据所述偏转信息进行行驶角度的偏转；
当所述路况信息表示即将进入交叉路口时，接收来自主设备的红绿灯颜色及时间信息，根据所述红绿灯颜色及时间信息确定行驶或者等待；
当所述路况信息表示即将经过人行横道时，接收来自主设备的人行横道行人信息，并根据人行横道行人信息确定行驶或礼让行人。
所述的车辆自动驾驶引导方法，其中，当所述路况信息表示即将进入转弯道路时，所述接收来自主设备的偏转信息具体包括：
每隔预设时间接收GPS位置信息，并将GPS位置信息发送至主设备，所述主设备还用于根据接收的GPS位置信息确定偏转角度，并将偏转角度发送至无人驾驶车辆；
接收主设备发送的偏转角度。
所述的车辆自动驾驶引导方法，其中，主设备具有一与偏转角度相关联的偏转表，并在接收到GPS位置信息后查找所述偏转表，获取偏转角度，将偏转角度发送至无人驾驶车辆。
所述的车辆自动驾驶引导方法，其中，当所述路况信息表示即将进入交叉路口时，所述接收来自主设备的红绿灯颜色及时间信息，根据所述红绿灯颜色及时间信息确定行驶或者等待具体包括：
在预设的间隔时间内接收GPS信息，并根据相邻时间内接收的两次GPS信息确定行驶方向；
根据行驶方向确定通信的主设备，其中，交叉的每个路口均设置有一个主设备，所述主设备存储有对应路口的红绿灯颜色及时间信息；
向确定的主设备发送获取信号，所述主设备还用于在接收到获取信号后，将红绿灯颜色及时间信息发送至无人驾驶车辆；
接收主设备发送的红绿灯颜色及时间信息，当红绿灯颜色为红色时，自动驾驶策略为行驶，当红绿灯为黄色或红色时，自动驾驶策略为等待。
所述的车辆自动驾驶引导方法，其中，当所述路况信息表示即将经过人行横道时，所述接收来自主设备的人行横道行人信息具体包括：
在预设的间隔时间内接收GPS信息，并根据相邻时间内接收的两次GPS信息确定行驶方向；
根据行驶方向确定通信的主设备，其中，所述人行横道的两侧分别设置有一个主设备及至少一个同步设备，所述主设备通过与所述同步设备通信确定人行横道是否有行人，并将人行横道行人信息发送至无人驾驶车辆；
接收主设备发送的人行横道行人信息。
所述的车辆自动驾驶引导方法，其中，所述主设备通过与所述同步设备通信确定人行横道是否有行人具体包括：
主设备向人行横道对侧的同步设备发送第一预设信令，其中所述同步设备用于接收第一预设信令后向无人驾驶车辆反馈第一回馈信令，并将第一回馈信令发送至主设备，所述第一预设信令及第一回馈信令能够被障碍物所阻挡；
主设备接收同步设备发送的第一回馈信令；
根据第一预设信令的发送时间与第一回馈信令的接收时间的时间差计算传播时长，并根据传播时长确定人行横道是否有行人；
当传播时长为预设值时，判断人行横道无行人；
当传播时长大于预设值时，判断人行横道有行人。
所述的车辆自动驾驶引导方法，其中，主设备向人行横道对侧的同步设备先后发送两次第一预设信令，并根据两次第一预设信令的发送时间与第一回馈信令的接收时间的时间差的平均值计算传播时长。
本发明还提供一种无人驾驶车辆，包括处理器以及与所述处理器连接的存储器，所述存储器存储有车辆自动驾驶引导程序，所述车辆自动驾驶引导程序被所述处理器执行用于实现上述所述的车辆自动驾驶引导的方法。
本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存储有车辆自动驾驶引导程序，所述车辆自动驾驶引导程序被处理器执行用于实现上述所述车辆自动驾驶引导方法。
有益效果：
1.通过路况设备与车辆之间组建NAN群组并互相通信，使得车辆能够在各种复杂的路况下实现自动无人驾驶，通过实时检测附近车辆的Wi-Fi信号强度，来防止前后车辆碰撞；通过车辆与转弯道路起始点之间收发GPS信息和转弯角度信息，来实现车辆自动转弯；通过车辆与红绿灯之间收发红绿灯的颜色和持续时间消息，来实现车辆自动判断十字路口的路况；通过人行横道Wi-Fi设备之间收发信令，进而计算一条信令的传播时长，来判断人行横道是否有行人。
2.能够准确识别路况，安全系数高，而且设备部署成本和功耗都比较低，为汽车厂商和市政部门提供了一套有效的无人驾驶解决方案。
附图说明
图1是本发明构建的Wi-Fi Aware群组的典型拓扑结构图。
图2是本发明构建Wi-Fi Aware群组的NAN操作流程图。
图3是本发明构建Wi-Fi Aware群组的NAN操作对应的时序图。
图4是本发明所述的车辆自动驾驶引导方法较佳实施例的流程图。
图5是本发明所述的车辆自动驾驶引导方法应用于转弯道路路况的流程图。
图6是本发明所述的车辆自动驾驶引导方法应用于转弯道路路况图。
图7是本发明所述的车辆自动驾驶引导方法应用于十字路口路况的流程图。
图8是本发明所述的车辆自动驾驶引导方法应用于十字路口路况图。
图9是本发明所述的车辆自动驾驶引导方法应用于人行横道路况的流程图。
图10是本发明所述的车辆自动驾驶引导方法应用于人行横道路况图。
图11是本发明所述的车辆自动驾驶引导方法的信令交互图。
图12是本发明所述的车辆自动驾驶引导方法应用于所述电磁波传播过程中的多径现象图。
图13是本发明无人驾驶车辆较佳实施例功能原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了更好的理解本发明，先对本发明的术语作详细的说明。
本发明的技术方案是基于Wi-Fi Aware协议，所述Wi-Fi Aware协议是一种基于位置邻近的Wi-Fi协议，即在Wi-Fi Aware群组里的设备无需建立Wi-Fi连接就可以发现其他设备及其服务，因此，Wi-FiAware协议也称为Wi-Fi NAN(Neighbor AwarenessNetworking)协议。相比于普通Wi-Fi协议，Wi-Fi Aware协议在组建网络方面具有稳固、低功耗的优点，应用于车联网领域。
下面用具体实施例对本发明的技术方案加以说明。
请参阅图1，图1为构建的Wi-Fi Aware群组的典型拓扑结构图，方框代表设备，如A设备、B设备、C设备以及D设备，每个设备具有Wi-Fi Aware功能，箭头代表设备与设备间通信交互，即既能接收若干个其他设备发送的消息，也能向若干个其他设备发送消息。每个Wi-Fi Aware(为方便叙述，下文均用NAN表示)群组都有一个编号，用于区分不同的群组。NAN的群组中的每个设备都有一个接口地址(Interface Address)，用来区分不同的设备。在NAN群组中的所有NAN设备保持同步时钟，处在同一信道，在所述NAN群组中，NAN设备分为三类，分别是主设备、非主同步设备以及非主非同步设备。图1中，若A设备作为主设备(Master)，那么B设备、C设备以及D设备则作为非主同步设备(Non-Master Sync)或非主非同步设备(Non-Master Non-Sync)，当然，主设备可以更换，也就是说，当主设备离开NAN群组时，非主同步设备和非主非同步设备可以根据等级高低竞选成为新的主设备，而不会破坏原先的NAN群组。例如，A设备关机退出时，B设备、C设备以及D设备仍然处于NAN群组中，将B设备、C设备以及D设备根据优先级高低排序，B>C>D，此时B设备作为主设备。
当某一NAN设备(如E设备)在NAN群组的传输范围内，需要加入到这个NAN群里，将经过如图2所示的Wi-Fi Aware操作过程，其中，NAN群组的传输范围是半径为200米的圆形区域，所述Wi-Fi Aware操作包括主设备进行设备发现的操作、主设备与非主同步设备进行时钟同步的操作以及主设备、非主同步设备以及非主非同步设备进行服务发现的操作。当然，主设备、非主同步设备以及非主非同步设备相互间进行消息传递是通过传递相应的信标帧和发现帧，如表1所示。表1为NAN设备的类型及其对应的收发帧，表1中，Tx表示向其他NAN设备发送帧消息，Rx表示接收其他NAN设备发送的帧消息，例如，非主同步设备既能发送同步信标帧和服务发现帧，也能接收同步信标帧和服务发现帧，但是只能接收发现信标帧。
表1
具体地，请参阅图3，图3示例了所述Wi-Fi Aware操作对应的时序流程图。图3中，主设备在发现窗口之外发送发现信标帧，在发现窗口内发送同步信标帧和服务发现帧；非主同步设备在发现窗口内发送同步信标帧和服务发现帧；非主非同步设备在发现窗口内发送服务发现帧。
结合图3，上述Wi-Fi Aware操作详细描述如下：
1.设备发现操作：
主设备在发现窗口之外发送发现信标帧，其目的是主设备发现未在NAN群组的设备。表2示例了发现信标帧的格式，其中，FC(Frame Control)是指帧控制；Duration是指信标帧的持续时间；A1是指广播地址，即值为51-6F-9A-01-00-00的MAC地址；A2是指发送者的MAC地址；A3是指NAN群组的编号，即其值为50-6F-9A-01-00-00到50-6F-9A-01-FF-FF之间的随机MAC地址；Seq.Ctrl.(Sequence Control)是指序列控制；Time Stamp是指信标帧的时间戳；Beacon Interval是指信标间隔；Capability是指容量信息；IE(InformationElement)是指NAN信息元素；FCS(Frame Checksum)是指信标帧的校验和，Size/Bytes表示字节位数。
表2
表2中的NAN信息元素(Information Element，IE)的格式如表3所示，Element ID是指IEEE 802.11规定的信息元素编号；Length是指OUI、OUI Type和Attributes的字节总长度；OUI是指组织唯一编号(Organizationally Unique Identifier)；OUI Type是指信息元素的类型；Attributes是指属性，Value是指字符值。
Field Element ID Length OUI OUI Type Attributes
Value 0xDD x+4 0x50-6F-9A 0x13 var.
Size/Bytes 1 1 3 1 x
表3
NAN属性(Attributes)的通用格式如表4所示，其中，ID是指NAN属性的编号，Length是指Body Field的长度；Body Field是指属性的内容。
Field ID Length Body Field … ID Length Body Field
Value x1 … x2
Size/Bytes 1 2 x1 … 1 2 x2
表4
属性ID的类别及其对应的帧类别如表5所示，其中，YES/M表示该帧必须包含该属性，YES/O表示该帧可选择性地包含该属性，
NO表示该帧不包含该属性，NA表示无效。
Attribute ID 描述 发现信标帧 同步信标帧 服务发现帧
0 主设备显示属性 YES/M YES/M NO
1 群组属性 YES/M YES/M NO
2 服务编号列表属性 YES/O YES/O NO
3 服务描述属性 NO NO YES/M
4 NAN连接能力属性 NO NO YES/O
5 WLAN基础设施属性 NO NO YES/O
6 P2P操作属性 NO NO YES/O
7 IBSS属性 NO NO YES/O
8 Mesh属性 NO NO YES/O
9 未来NAN服务发现属性 NO NO YES/O
10 未来有效地图属性 NO NO YES/O
11 国家代码属性 YES/O YES/O YES/O
12 范围属性 NO NO YES/O
13 群组发现属性 NO NO NO
14-220 保留字段 NA NA NA
221 制造商特定属性 YES/O YES/O YES/O
222-255 保留字段 NA NA NA
表5
2.时钟同步操作：
设备和非主同步设备在发现窗口内发送同步信标帧，且每个设备在一个发现窗口内最多发送一次。时钟同步的目的是使群组里的所有设备的时钟保持一致，这样可以降低时延和功耗。其中，同步信标帧的格式与NAN发现信标帧相同，故在此不再赘述。
3.服务发现操作：
在NAN群组里的任何一台设备都可以发送服务发现帧，目的是让设备发布(Publish)自己的服务，并订阅(Subscribe)其他设备的服务。
服务发现帧的格式如表6所示，其中，Category是指该帧的类型为公共行动帧(Public Action Frame)；Action Field是指与指定制造商有关的公共行动帧；OUI是指组织唯一编号(Organizationally Unique Identifier)；OUI Type是指OUI的类型；Attributes是指属性。
Field Category Action Field OUI OUI Type Attributes
Value 0x04 0x09 0x50-6F-9A 0x13 var.
Size/Bytes 1 1 3 1 var.
表6
需要说明的是，本发明的NAN协议中，服务发现帧必须包含服务描述属性，可选择性地包含NAN连接能力属性、WLAN基础设施属性、P2P操作属性、IBSS属性、Mesh属性、未来NAN服务发现属性、未来有效地图属性、国家代码属性、范围属性和制造商特定属性。
本发明针对NAN协议改进点在于让各个NAN设备利用服务发现帧互相收发规定的信息，即在符合Wi-Fi NAN协议的基础上，本发明规定服务发现帧的属性只有服务描述属性和制造商特定属性。其中，服务描述属性最小占12字节。制造商特定属性格式如表7所示，其中，Attribute ID是指制造商特定属性的编号；Length是指OUI和Body的字节长度和；OUI是指制造商的编号；Body是指制造商的特定信息，用作本专利规定的信息。
Field Attribute ID Length OUI Body
Value 0xDD x+3
Size/Bytes 1 2 3 x
表7
本发明对于表6的Attributes属性，NAN群组中任一台设备发送的服务发现帧格式如表6与表8结合所示：
因此，根据Wi-Fi Aware协议，NAN设备加入NAN群组的Wi-FiAware操作即NAN设备的组网过程归纳为以下3步：
1)主设备发送发现信标帧，用来发现周边的NAN设备；
2)主设备和非主同步设备发送同步信标帧，用来同步整个NAN群组的时钟，降低群组的功耗；
3)主设备、非主同步设备和非主非同步设备，收发服务发现帧，获取特定信息。
进一步地，将本发明的服务发现帧进行简化表示，如表9所示。其中，Body字段即为表8中的Body字段。
表9
在表9中，消息ID的定义及其说明，如表10所示，用于各种路况下NAN群组里各设备之间收发消息。
消息ID 说明
0x10 该路况为直行道路
0x20 该路况为转弯道路
0x21 转弯道路上车辆向起始点发送位置消息
0x22 转弯道路起始点向车辆发送偏转角度消息
0x31 十字路口东边红绿灯向所有车辆广播消息
0x32 车辆向十字路口东边红绿灯发送状态请求消息
0x33 十字路口东边红绿灯向车辆发送红绿灯状态消息
0x40 该路况为人行横道
0x41 人行横道信令0
0x42 人行横道信令1
0x43 人行横道信令2
0x44 人行横道信令3
0x45 人行横道没有行人的消息
0x46 人行横道有行人的消息
表10
实施例一
本发明结合上述Wi-Fi Aware协议特点，提供了一种车辆自动驾驶引导方法，其应用于无人驾驶车辆，图4示例了本发明实施例的车辆自动驾驶引导方法的流程图，如图4所示，所述方法包括：
S100，接收来自主设备的发现信标帧，并加入主设备所在的Wi-FiAware群组，其中，所述主设备被安装于道路上，并与过往的车辆建立Wi-Fi Aware群组。
本发明实施例中，将道路上的设备与无人驾驶车辆之间建立Wi-Fi Aware群组进行互相通信，具体为：在道路上固定安装一个支持Wi-Fi Aware协议的Wi-Fi设备作为主设备，所述主设备可以是安装在无人驾驶车辆上，也可是交通灯上，根据路况进行合适地设定主设备，然后主设备在Wi-Fi Aware群组的传输范围内向周边发送信标帧，寻找过往的具有Wi-Fi Aware功能的Wi-Fi设备进行组网，当有其他设备进行接收到来自主设备的发现信标帧并进行响应，自动加入主设备所在的Wi-Fi Aware群组。例如，在直行道路的起始点的无人驾驶车辆作为主设备，去寻找在直行道路上非起始点的具有Wi-Fi Aware功能的其他设备；在转弯道路的起始的无人驾驶车辆作为主设备，去寻找转弯道路上非起始点的具有Wi-Fi Aware功能的其他设备；在十字路口中其中一交通灯作为主设备，去寻找十字路口周边的NAN设备；在人行横道上的无人驾驶车辆作为主设备，去寻找人行横道周边的NAN设备。
S200，接收来自主设备的同步信标帧，以实现时钟同步。
具体地，主设备向Wi-Fi Aware群组内所有NAN设备发送同步信标帧，使得群组内所有设备处在同一信道，保持时钟同步，用以降低通信时延和功耗。
S300，接收来自主设备广播的路况信息，并响应所述路况信息执行相应的自动驾驶策略。
具体地，本发明实施例中路况种类分为以下四种情形：
1)直行道路：
当所述路况信息表示即将进入直行道路时，保持无人驾驶车辆按预设的方向行驶。即直行道路起始点广播消息的消息格式如表11所示。
表11
具体地，将直行道路的起始点以主设备的身份发送发现信标帧，当车辆进入该群组的信号覆盖范围内时，车辆自动加入该NAN群组。当即将进入直行道路行驶时，起始点的主设备在NAN群组里向所有车辆广播路况种类，以告知所有车辆当前的路况，并根据群组内车辆的Wi-Fi信号强度是否降速行驶或停车。
例如，车辆A实时检测附近车辆的Wi-Fi信号强度，当且仅当检测到另一车辆B的Wi-Fi信号强度大于预先设定的门限值时(该门限值对应前后两车的安全距离10米)，可以认为车辆A和车辆B处于临近状态，车辆A减速防止碰撞前方车辆B。进一步地，当前方车辆停车时，后方车辆也将停车，保持前后车辆10米的安全距离。
当主设备广播告知所有群组内设备当前路况种类为直行行驶的同时通过实时检测附近车辆的Wi-Fi信号强度，来实现防止前后车辆碰撞。
2)转弯道路：
当所述路况信息表示即将进入转弯道路时，将无人驾驶车辆的速度调整为预设速度，并接收来自主设备的偏转信息，根据所述偏转信息进行行驶角度的偏转。
具体地，包括以下步骤，如图5所示：
S302，每隔预设时间接收GPS位置信息，并将GPS位置信息发送至主设备，所述主设备还用于根据接收的GPS位置信息确定偏转角度，并将偏转角度发送至无人驾驶车辆；
S303，接收主设备发送的偏转角度。
进一步地，主设备具有一与偏转角度相关联的偏转表，并在接收到GPS位置信息后查找所述偏转表，获取偏转角度，将偏转角度发送至无人驾驶车辆。
下面举例说明本发明上述转弯道路的技术方案。
例2
如图6所示，转弯道路的起始点A，以主设备的身份发送发现信标帧，用来发现周边的NAN设备，建立NAN群组，该群组的信号范围覆盖整个转弯道路。当车辆进入该群组的信号覆盖范围内，车辆自动加入该NAN群组。起始点A在NAN群组里向所有车辆广播路况种类，告知所有车辆即将进入转弯道路行驶并限速，转弯道路起始点广播消息的消息格式如表12所示。
表12
当车辆接收到表12所示的转弯道路起始点广播消息后，调整车速至预设速度(比如30km/h)。然后，车辆每隔固定时间接收GPS位置信息，向起始点A发送该位置信息，转弯道路上其他车辆向起始点A发送位置消息的消息格式如表13所示。
表13
而起始点A本地存储有GPS位置与转向角度对应关系的映射表，如表14所示，该映射表存储了位置对应的经度、维度以及偏转角度的值。
位置 该位置对应的经度 该位置对应的纬度 偏转角度θ
A 经度1 纬度1 θ1
B 经度2 纬度2 θ2
… … … …
G 经度7 纬度7 θ7
表14
此时，起始点A周期性地接收车辆发送的位置信息，查找所述映射表，根据GPS经纬度信息找到对应的转弯角度θ，并将转弯角度θ发送给车辆，其转弯道路起始点向车辆发送偏转角度消息的消息格式如表15所示。
表15
其他车辆接收到消息后，调整转弯方向，偏转所述偏转角度θ。在后续的车辆转弯过程(即依次转弯顺序如：B--->C--->D--->E--->F--->G)中，车辆与起始点A不断交互GPS位置信息和转弯角度θ信息，直至车辆转弯完成。
本发明通过车辆与转弯道路起始点(主设备)之间收发GPS信息和转弯角度信息，来实现车辆自动转弯。
3)十字路口红绿灯：
当所述路况信息表示即将进入交叉路口时，接收来自主设备的红绿灯颜色及时间信息，根据所述红绿灯颜色及时间信息确定行驶或者等待。具体地，包括以下步骤，如图7所示：
S403，在预设的间隔时间内接收GPS信息，并根据相邻时间内接收的两次GPS信息确定行驶方向。
S405，根据行驶方向确定通信的主设备，向确定的主设备发送获取信号，所述主设备还用于在接收到获取信号后，将红绿灯颜色及时间信息发送至无人驾驶车辆。
S407，接收主设备发送的红绿灯颜色及时间信息，当红绿灯颜色为红色时，自动驾驶策略为行驶，当红绿灯为黄色或红色时，自动驾驶策略为等待。
在本发明中，交叉的每个路口均设置有一个主设备，所述主设备存储有对应路口的红绿灯颜色及时间信息。
下面举例说明本发明上述十字路口路况的技术方案：
例3
如图8所示，E、S、W、N分别表示十字路口东边、南边、西边、北边的红绿灯。本发明以车辆从西向东过红绿灯为例，详细说明车辆过十字路口红绿灯的方案。在图8中，十字路口的其中一个红绿灯(比如S)，以主设备的身份发送发现信标帧，用来发现周边的NAN设备，建立NAN群组，该群组的信号范围覆盖整个十字路口。其他红绿灯(比如E、W、N)自动加入该NAN群组；当车辆进入该群组的信号覆盖范围内，车辆自动加入该NAN群组。此时，E、S、W、N四个红绿灯分别在NAN群组里广播，以便车辆能够正确找到相应的红绿灯并与之通信。以以E红绿灯为例，对应的广播消息，其广播消息的消息格式如表16所示。
表16
NAN群组里的车辆接收到4个红绿灯的广播消息。同时，每一辆车每隔固定时间接收GPS信号，根据动态的GPS信号，判断本车的移动方向(即朝东或朝南或朝西或朝北移动)。本例是以车辆自西向东过红绿灯为例，则车辆判断应该与E红绿灯通信。此时，该车辆向E红绿灯发送状态请求消息，请求获取车辆红绿灯的颜色和持续时间，其红绿灯状态请求消息格式如表17所示。
表17
E红绿灯接收到该消息后，向该车辆发送灯的颜色和持续时间的消息，其反馈红绿灯状态消息格式如表18所示。群组内的所有车辆接收到红绿灯状态消息后，根据灯的颜色和持续时间判断是否行驶或停车等待。
表18
本发明通过车辆与红绿灯之间收发红绿灯的颜色和持续时间消息，实现车辆自动判断十字路口的路况。
4)人行横道：
当所述路况信息表示即将经过人行横道时，接收来自主设备的人行横道行人信息，并根据人行横道行人信息确定行驶或礼让行人。
具体地，包括以下步骤，如图9所示：
S503，在预设的间隔时间内接收GPS信息，并根据相邻时间内接收的两次GPS信息确定行驶方向。
S505，根据行驶方向确定通信的主设备，其中，所述人行横道的两侧分别设置有一个主设备及至少一个同步设备，所述主设备通过与所述同步设备通信确定人行横道是否有行人，并将人行横道行人信息发送至无人驾驶车辆。
S507，接收主设备发送的人行横道行人信息。
下面举例说明本发明上述人行横道的技术方案：
例4
如图10所示，O、A、B、C、D、E这6点安装Wi-Fi NAN设备，构成一个以O为圆心，OA和OE为边的扇形，该扇形区域基本覆盖整个人行横道。此时，人行横道的O点，以主设备的身份发送发现信标帧，用来发现周边的NAN设备，建立NAN群组，该群组的信号范围覆盖整个人行横道。A、B、C、D、E这5点自动加入该NAN群组；当车辆进入该群组的信号覆盖范围内，车辆自动加入该NAN群组。
O点在NAN群组里向所有车辆广播路况种类，告知所有车辆前方是人行横道，其广播消息的消息格式如表19所示。
表19
人行横道的O点周期性地分别与A、B、C、D、E这5点通信，来检测人行横道是否有行人。所谓周期性地通信，是指第一轮O点依次与A点、B点、C点、D点和E点通信，从第二轮开始重复第一轮的通信流程，周而复始。具体地，
主设备(O点)向人行横道对侧的同步设备(A点、B点、C点、D点和E点)发送第一预设信令，其中所述同步设备用于接收第一预设信令后向无人驾驶车辆(O点)反馈第一回馈信令，并将第一回馈信令发送至主设备，所述第一预设信令及第一回馈信令能够被障碍物所阻挡，此时主设备接收同步设备发送的第一回馈信令，然后根据第一预设信令的发送时间与第一回馈信令的接收时间的时间差计算传播时长，以所述传播时长确定人行横道是否有行人。
下面以O点和A点通信举例，来描述上述检测人行横道是否有行人。
当O点和A点之间没有行人的时候，即O点和A点之间没有障碍物，可视为直视路径。在直视路径的情形下，O点和A点之间的信令交互，如图11所示，在图11中，主设备O点向人行横道对侧的同步设备A点先后发送两次第一预设信令(即信令0和信令2)，并根据两次第一预设信令的发送时间与第一回馈信令(对应信令1和信令3)的接收时间的时间差的平均值计算传播时长。
具体地，首先，O点向A点发生信令0，通知A点发送信令1，其信令1的消息格式如表20所示：
表20
A点接收到信令0后，向O点发送信令1，信令1包含A点发送信令1时的发送时间戳t1，其信令1的消息格式如表21所示。
表21
O点接收A点发送的信令1，由于电磁波遇到建筑物、墙壁等障碍物会反射，所以O点会在不同时间收到A点的相同信号，如图12所示。此时，O点记录最早接收到信令1时对应的时间戳，记为t2，该时间戳对应的路径为直视路径。
然后，O点向A点发送信令2，记录信令2发送时的时间戳t3，信令2的消息格式如表22所示。
表22
接着，A点接收O点发送的信令2。同样，由于多径现象，A点记录最早接收到信令2时对应的时间戳，记为t4，该时间戳对应的路径为直视路径。
接着，A点向O点发送信令3，其信令3的消息格式如表23所示。
表23
最后，O点接收A点发送的信令3，计算一条信令的传播时长Δt，如公式(1)所示。由于O点和A点的本地时钟可能存在不同步的问题，会对Δt的计算带来误差，通过对两轮收发时间戳求平均值，可以有效地消除这个误差。
由上述O点和A点信令交互机制可知，当O点和A点之间没有行人时，式(1)的Δt最短且为固定值；当O点和A点之间有行人时，式(1)的Δt较长且为值不固定。由此通过Δt可以判断O点和A点是否存在行人。即当传播时长为预设值时，判断人行横道无行人；当传播时长大于预设值时，判断人行横道有行人。
同理可以判断OB、OC、OD、OE之间是否存在行人。
因此，本发明实施例通过O点与A-E点之间收发信令，进而计算一条信令的传播时长，来判断人行横道是否有行人。
如果由OA，OE和圆弧组成的扇形区域没有行人，则O点向车辆发送人行横道没有行人的消息，其消息格式如表24所示。
表24
如果由OA，OE和圆弧组成的扇形区域有行人，则O点向车辆发送人行横道有行人的消息，其消息格式如表25所示。
表25
最后，当群组内车辆接收到O点的消息后，根据人行横道是否有行人，决定是否行驶或者停车让行。
需要说明的是，直行道路中根据Wi-Fi信号强度防车辆碰撞同样适用于转弯道路、十字路口和人行横道的路况，故不在此赘述。
实施例二
本发明实施例还提供了一种无人驾驶车辆，如图13所示，本实施例的无人驾驶车辆包括处理器10以及与所述处理器10连接的存储器20；
所述存储器20存储有车辆自动驾驶引导方法程序，所述车辆自动驾驶引导方法程序被所述处理器10执行时用于实现车辆自动驾驶引导方法，具体如上所述。
所述处理器10在一些实施例中，可以是一中央处理器(Central ProcessingUnit,CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行所述存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行车辆自动驾驶引导方法程序等，具体如上所述。
实施例三
本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存储有车辆自动驾驶引导程序，所述车辆自动驾驶引导程序被处理器10执行用于实现上述所述车辆自动驾驶引导方法，具体如上所述。
综上所述，本发明公开了一种车辆自动驾驶引导方法、无人驾驶车辆及存储介质，所述方法包括：接收来自主设备的发现信标帧，并加入主设备所在的Wi-Fi Aware群组，其中，所述主设备被安装于道路上，并与过往的车辆建立Wi-Fi Aware群组；接收来自主设备的同步信标帧，以实现时钟同步；接收来自主设备广播的路况信息，并响应所述路况信息执行相应的自动驾驶策略。本发明旨在通过路况设备与车辆之间组建NAN群组并互相通信，使得车辆能够准确识别路况，实现自动无人驾驶，安全系数高，而且设备部署成本和功耗都比较低，更加推广性。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆自动驾驶引导方法，应用于无人驾驶车辆，其特征在于，包括：
接收来自主设备的发现信标帧，并加入主设备所在的Wi-FiAware群组，其中，所述主设备被安装于道路上，并与过往的车辆建立Wi-Fi Aware群组；
接收来自主设备的同步信标帧，以实现时钟同步；
接收来自主设备广播的路况信息，并响应所述路况信息执行相应的自动驾驶策略。
2.根据权利要求1所述的车辆自动驾驶引导方法，其特征在于，所述接收来自主设备广播的路况信息，并响应所述路况信息执行相应的自动驾驶策略的步骤具体包括：
当所述路况信息表示即将进入直行道路时，保持无人驾驶车辆按预设的方向行驶；
当所述路况信息表示即将进入转弯道路时，将无人驾驶车辆的速度调整为预设速度，并接收来自主设备的偏转信息，根据所述偏转信息进行行驶角度的偏转；
当所述路况信息表示即将进入交叉路口时，接收来自主设备的红绿灯颜色及时间信息，根据所述红绿灯颜色及时间信息确定行驶或者等待；
当所述路况信息表示即将经过人行横道时，接收来自主设备的人行横道行人信息，并根据人行横道行人信息确定行驶或礼让行人。
3.根据权利要求2所述的车辆自动驾驶引导方法，其特征在于，当所述路况信息表示即将进入转弯道路时，所述接收来自主设备的偏转信息具体包括：
每隔预设时间接收GPS位置信息，并将GPS位置信息发送至主设备，所述主设备还用于根据接收的GPS位置信息确定偏转角度，并将偏转角度发送至无人驾驶车辆；
接收主设备发送的偏转角度。
4.根据权利要求3所述的车辆自动驾驶引导方法，其特征在于，主设备具有一与偏转角度相关联的偏转表，并在接收到GPS位置信息后查找所述偏转表，获取偏转角度，将偏转角度发送至无人驾驶车辆。
5.根据权利要求2所述的车辆自动驾驶引导方法，其特征在于，当所述路况信息表示即将进入交叉路口时，所述接收来自主设备的红绿灯颜色及时间信息，根据所述红绿灯颜色及时间信息确定行驶或者等待具体包括：
在预设的间隔时间内接收GPS信息，并根据相邻时间内接收的两次GPS信息确定行驶方向；
根据行驶方向确定通信的主设备，其中，交叉的每个路口均设置有一个主设备，所述主设备存储有对应路口的红绿灯颜色及时间信息；
向确定的主设备发送获取信号，所述主设备还用于在接收到获取信号后，将红绿灯颜色及时间信息发送至无人驾驶车辆；
接收主设备发送的红绿灯颜色及时间信息，当红绿灯颜色为红色时，自动驾驶策略为行驶，当红绿灯为黄色或红色时，自动驾驶策略为等待。
6.根据权利要求2所述的车辆自动驾驶引导方法，其特征在于，当所述路况信息表示即将经过人行横道时，所述接收来自主设备的人行横道行人信息具体包括：
在预设的间隔时间内接收GPS信息，并根据相邻时间内接收的两次GPS信息确定行驶方向；
根据行驶方向确定通信的主设备，其中，所述人行横道的两侧分别设置有一个主设备及至少一个同步设备，所述主设备通过与所述同步设备通信确定人行横道是否有行人，并将人行横道行人信息发送至无人驾驶车辆；
接收主设备发送的人行横道行人信息。
7.根据权利要求6所述的车辆自动驾驶引导方法，其特征在于，所述主设备通过与所述同步设备通信确定人行横道是否有行人具体包括：
主设备向人行横道对侧的同步设备发送第一预设信令，其中所述同步设备用于接收第一预设信令后向无人驾驶车辆反馈第一回馈信令，并将第一回馈信令发送至主设备，所述第一预设信令及第一回馈信令能够被障碍物所阻挡；
主设备接收同步设备发送的第一回馈信令；
根据第一预设信令的发送时间与第一回馈信令的接收时间的时间差计算传播时长，并根据传播时长确定人行横道是否有行人；
当传播时长为预设值时，判断人行横道无行人；
当传播时长大于预设值时，判断人行横道有行人。
8.根据权利要求7所述的车辆自动驾驶引导方法，其特征在于，主设备向人行横道对侧的同步设备先后发送两次第一预设信令，并根据两次第一预设信令的发送时间与第一回馈信令的接收时间的时间差的平均值计算传播时长。
9.一种无人驾驶车辆，其特征在于，包括处理器以及与所述处理器连接的存储器，所述存储器存储有车辆自动驾驶引导程序，所述车辆自动驾驶引导程序被所述处理器执行用于实现权利要求1-8任一项所述的车辆自动驾驶引导的方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有车辆自动驾驶引导程序，所述车辆自动驾驶引导程序被处理器执行用于实现权利要求1-8任一项所述车辆自动驾驶引导方法。
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