CN109164801B - 一种无人驾驶系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无人驾驶系统,应用于无人驾驶技术领域,通过采用五套图片信息转化系统,对车辆正前方、左侧、右侧、正后方以及导航实时图片信息进行分辨;并根据具体的分辨结果,控制车辆的实时运行状态;实现无人驾驶或者自动驾驶的效果。
Description
技术领域
本发明属于人工智能领域,特别涉及一种无人驾驶技术。
背景技术
据世界卫生组织统计,全球每年有124万人死于交通事故,这一数字在2030年可能达到220万人。仅在美国,每年大约有3.3万人死于交通意外。无人驾驶汽车可能大幅降低交通事故数量,为此可能挽救数百万人的生命。研究显示,如果美国公路上90%的汽车变成无人驾驶汽车,车祸数据量将从600万起下降至130万起,死亡人数从3.3万人降至1.13万人。
无人驾驶汽车可以避免一些因为驾驶员的失误而造成的交通事故,并且可以减少酒后驾驶、恶意驾驶等行为的出现;从而有效提高道路交通的安全性。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提出一种无人驾驶系统,通过采用4套图片信息转化系统,分别用来输入车辆前方图片信息、车辆左侧图片信息、车辆右侧图片信息以及北斗导航图片信息;从而实现控制车辆的自动驾驶效果。
本发明采用的技术方案为:一种无人驾驶系统,包括:五套图片信息转化系统,第一套图片信息转化系统用于对输入的车辆正前方实时图片信息进行分辨,并根据分辨结果控制电机工作;第二套图片信息转化系统用于对输入的车辆左侧实时图片信息进行分辨,并根据分辨结果控制滑动杆工作;第三套图片信息转化系统用于对输入的车辆右侧实时图片信息进行分辨,并根据分辨结果控制滑动杆工作;第四套图片信息转化系统用于对输入的车辆正后方实时图片信息进行分辨,并根据分辨结果控制滑动杆工作;第五套图片信息转化系统用于对输入的实时北斗导航图片进行分辨,并根据分辨结果控制滑动杆工作;所述滑动杆工作时改变第一套图片信息转化系统输入的车俩前方实时图片信息。
进一步地,所述图片信息转化系统,包括:N条输入电路以及2N个信息分辨器;所述2N个信息分辨器分为N级,每一级包括2N-1个信息分辨器;每个信息分辨器包括一个输入端与两个输出端;前N-1级的每一个信息分辨器的两个输出端分别与下一级两个信息分辨器的输入端相连;所述N条输入电路与第1级信息分辨器的输入端相连;且采用第k条输入电路作为第k级各信息分辨器的判断电路;若第k条输入电路无电时,则第k级各信息分辨器采用第一输出端输出;若第k条输入电路有电时,第k级各信息分辨器采用第二输出端输出;k=1,2,…,N。
进一步地,每条输入电路包括第一输入支路与第二输入支路,第一条输入支路包括:第一三极管与塑料输入器,具体为:第一三极管的栅极与点的判断结果电路相连,第一三极管的源极与塑料输入器相连;第二条输入支路包括:第二三极管与磁铁输入器,具体为:第二三极管的栅极与点的判断结果电路相连,第一三极管的源极与磁铁输入器相连;所述第一三极管开断电压大于第二三极管的开断电压;
将图片中的点分为明点与暗点两类;当图片中的点为暗点时,第一三极管截止,第二三极管导通;当图片中的点为明点时,第一三极管与第二三极管均导通;当第一三极管导通时,塑料输入器无电流输出,当第二三极管导通时,磁铁输入器有电流输出。
进一步地,所述磁铁输入器具体为:当所连接的输入电路有电流输出时,直流电动机转动,并带动磁铁旋转,使得绕于磁铁外周的铜线圈中产生感应电流输出。
进一步地,所述塑料输入器具体为:当所连接的输入电路有电流输出时,直流电动机转动,并带动塑料旋转,绕于塑料外周的铜线圈中无电流输出。
本发明的有益效果:本发明的无人驾驶系统,通过5套图片转化系统,分别分辨车辆正前方实时图片信息、车辆左侧实时图片信息、车辆右侧实时图片信息、车辆正后方实时图片信息以及北斗导航实时图片信息,实现车辆自动直行、左转、右转以及倒车等运行;达到无人驾驶或自动驾驶的效果。
附图说明
图1为信息分辨器示意图;
图2为本发明实施例提供的图片信息转化原理示意图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明的技术内容,下面结合附图对本发明内容进一步阐释。
本发明通过采用五套图片信息转化系统来对车辆正前方、右侧、左侧、正后方以及导航的实时图片信息进行分辨,得到车辆正前方、右侧、左侧、正后方以及导航的环境信息,从而控制车辆的运行状态信息,实现车辆的无人驾驶效果。
本发明的一种无人驾驶方法及系统,包括:五套图片信息转化系统,第一套图片信息转化系统用于对输入的车辆正前方实时图片信息进行分辨,并根据分辨结果控制电机工作;第二套图片信息转化系统用于对输入的车辆左侧实时图片信息进行分辨,并根据分辨结果控制滑动杆工作;第三套图片信息转化系统用于对输入的车辆右侧实时图片信息进行分辨,并根据分辨结果控制滑动杆工作;第四套图片信息转化系统用于对输入的车辆正后方实时图片信息进行分辨,并根据分辨结果控制滑动杆工作;第五套图片信息转化系统用于对输入的实时北斗导航图片进行分辨,并根据分辨结果控制滑动杆工作;所述滑动杆工作时改变第一套图片信息转化系统输入的车俩前方实时图片信息。
具体过程如下:
出发前,打开北斗导航,确定目的地,北斗导航根据路线图、天气状况和路况设计好路上无车时的基本速度;第五套图片信息转化系统根据实时的北斗导航图片分辨结果,控制车辆的驾驶路线;出发,当遇到前方有车时,图片发生变化,第一套图片信息转化系统的输出信息相应变化,车辆自动减速;当导航路线需要左转时,会根据第二套图片信息转化系统的分辨输出,来控制滑动杆工作,当满足左转条件时,滑动杆挡住第一套图片转化系统的部分输入图片信息,使得第一套图片转化系统的输入信息改变,分辨输出结果为控制电机工作,实现左转弯;同理,当根据导航路线需要右转弯时,根据第三套图片信息转化系统的分辨输出,来控制滑动杆工作,当满足右转条件时,滑动杆挡住第一套图片转化系统的部分输入图片信息,使得第一套图片转化系统的输入信息改变,分辨输出结果为控制电机工作,实现右转弯;当需要倒车时,根据第四套图片信息转化系统的分辨结果,控制电机工作,实现倒车。
车辆正前方、右侧、左侧、正后方所采集的实时图片应能拼接为车辆外侧360度的图片信息;以确保车辆外侧环境的全面检测;比如可设定正前方、右侧、左侧、正后方各方位采集的图片的视角范围大于90度。
本发明主要提供五套图片信息分辨系统,来实现对车辆正前方、右侧、左侧、正后方以及导航的实时图片信息进行分辨,并输出对应的信息,本发明的具有N条输入电路的图片信息转化系统,可以分辨2N张图片,能够满足车辆的运行需求;具体的控制车辆运行状态可以采用如机器学习的方式,通过大量的训练,得到各个运行状态与图片分辨结果的对应关系;从而在实际运行过程中根据训练模型,控制汽车的相应动作;但是本领域的技术人员应注意,这里只是为了便于理解,提出的一种实现方式,具体的根据各图片信息转化系统的分辨输出如何控制车辆运行状态,非本发明的主要内容;本发明在此不做详细阐述。
在本发明实施例中,首先通过软件算法提取图片中的像素点,通过设定明点与亮点各自的亮度值取值区间,实现按照明点与暗点对各像素点进行归类;具体的像素点提取过程为现有技术,本实施例中不做详细阐述。
本实施例中暗只能打开一种三极管光电开关;而明点可以打开两种三极管光电开关。暗点能打开的三极管开关的那条电路接入塑料输入器,不能打开三极管开关的那条电路接人磁铁输入器;明点能打开两条线路,其中一条线路接塑料输入器,另一条线路接磁铁输入器;图片中是暗点时,虽然能打开一条电路,但经过塑料输入器后,无电流输出,而磁铁输入器那条线路暗点又打不开。结果是,当图片中的点是明点时,有电流输出。当图片中的点是暗点时,无电流输出。
这样图片中的点就能一一对应一条输入电路,暗点对应无电输入电路,明点对应有电输入电路。图片中点的位置和电路位置也要对应。
本实施例中的两种三极管可以为:第一种三极管开断电压为0.7,只要明点的输入电压高于0.7即可,第二种三极管开断电压为0.5,只需暗点的输入电压低于0.7且大于或等于0.5即可。
所述磁铁输入器包括:直流电动机、隔磁线圈、铜线圈、圆柱形隔磁材料以及一个圆形磁铁;直流发电机的转子与圆柱形隔瓷材料第一端通过焊接连接,圆柱形隔瓷材料外绕隔磁线圈,圆柱形隔瓷材料第二端与圆柱形磁铁一端通过焊接连接,圆柱形磁铁外绕铜线圈。
当有电进入磁铁输入器时,电机带动磁铁转动与铜线圈产生磁通量变化,铜线圈中产生感应电流,则磁铁输入器输出有电信号;无电进入,则此帖输入器没有信号输出;
所述塑料输入器包括:直流电动机、隔磁线圈、铜线圈、圆柱形隔磁材料以及一个圆形塑料;直流发电机的转子与圆柱形隔瓷材料第一端通过焊接连接,圆柱形隔瓷材料外绕隔磁线圈,圆柱形隔瓷材料第二端与圆柱形塑料一端通过焊接连接,圆柱形塑料外绕铜线圈。
当有电进入塑料输入器时,电机带动塑料转动,不会产生磁通量变化,相应的铜线圈中没有感应电流,即,不论塑料输入器是否有电进入,均不会有输出信号。
磁铁输入器与塑料输入器的输出接分辨单元的输入端;分辨单元包括若干信息分辨器;用于对所有输入电路进行识别然后输出。如图1所示,信息分辨器至少包括上方铜线与下方铜线;其中,如图1所示,方框表示该信息分辨器主体,实线表示上方铜线,虚线表示下方铜线;上方铜线的第一端作为该信息分辨器的输入端;上方铜线第二端与下方铜线作为该信息分辨器的两个输出端。
信息分辨器中判断电路实现原理为:通过绝缘体杆上不同位置分别连接上下方铜线实现,具体的,绝缘体杆上设置第一位置、第二位置以及第三位置;第一位置固定上方铜线,第二位置固定下方铜线,第三位置固定一粗铁丝,在第二位置与第三位置之间设置一电磁铁,所述电磁铁可固定于分辨器外壳上与绝缘杆不相连,保持其位置不变;初始时,上方铜线与信息分辨器的输入端相连,当作为判断输入电磁铁的电路有电时,电磁铁产生磁场吸引下方铁丝上升,使得绝缘杆上升带动上方铜线同时上升,上方铜线与该信息分辨器的输入端断开,下方铜线通过电磁吸引与该分辨器的输入端相连;当作为判断输入电磁铁的电路无电时,粗铁丝因重力作用下落,使得下方铜线与该信息分辨器的输入端断开,上方铜线与该信息分辨器的输入端接通。
具体的电磁铁与粗铁丝的距离可根据需要进行设定,较简便的设置方式为初始时电磁铁与第三位置等于第一位置与第二位置的距离;只要通电后电磁铁所产生磁场足够吸引粗铁丝上升,并吸附粗铁丝于该电磁铁下表面即可。但是本领域的技术人员应注意,这里的实施例仅用于解释本发明信息分辨器中判断电路的工作原理,具体的判断电路可以是其他可行的任意一种实现形式。
如图2所示,以4个点的图片的分辨过程为例进行说明;4个点中包括2个暗点与2个明点;排序依次为:暗点1、明点1、明点2、暗点2;暗点1能打开一种三极管开关,打开的线路是与塑料输入器连接,塑料输入器无输出电流;明点1能打开两种三极管开关,其中一条与塑料输入器连接,塑料输入器无输出电流,另一条与磁铁输入器连接,磁铁输入器有输出电流;明点2能打开两种三极管开关,其中一条与塑料输入器连接,塑料输入器无输出电流,另一条与磁铁输入器连接,磁铁输入器有输出电流;暗点2能打开一种三极管开关,打开的线路是与塑料输入器连接,塑料输入器无输出电流;这样四个点对应的四条电路中,暗点1对应的电路1无电,明点1对应的电路2有电,明点2对应的电路3有电,暗点2对应的电路4无电。
具体分辨过程中,采用第k条输入电路作为第k次分辨时各信息分辨器的判断电路;若第k条输入电路无电时,则第k次分辨时各信息分辨器采用第一输出端输出;若第k条输入电路有电时,第k次分辨时各信息分辨器采用第二输出端输出;k=1,2,…,N;以下为具体分辨过程:
第一次分辨时,需要21-1个信息分辨器,第一次分辨采用输入电路1作为信息分辨器的判断电路;分辨电路1时,由于输入电路1无电,信息分辨器没有电流输出;分辨输入电路2时,由于输入电路2有电,且初始与信息分辨器的上方铜丝连接,判断电路为输入电路1无电,因此,仍旧从信息分辨器的上方输出;分辨输入电路3时,由于输入电路3有电,且初始与信息分辨器的上方铜丝连接,判断电路为输入电路1无电,因此,仍旧从信息分辨器的上方输出;分辨输入电路4时,由于输入电路4无电,信息分辨器没有电流输出;因此第一次分辨有2条有电输出,即明点1与明点2对应的电路;
第二次分辨时,需要22-1个信息分辨器,第二次分辨采用输入电路2作为信息分辨器的判断电路;且第一次分辨时的信息分辨器的输出与第二次分辨时信息分辨器的上方铜丝相连;分辨输入电路2时,由于输入电路2有电,且初始与信息分辨器的上方铜丝连接,并且判断电路为输入电路2有电,因此,从信息分辨器的下方输出;分辨输入电路3时,由于输入电路3有电,且初始与信息分辨器的上方铜丝连接,并且判断电路为输入电路2有电,因此,从信息分辨器的下方输出;
第三次分辨时,需要23-1个信息分辨器,第三次分辨采用电路3作为信息分辨器的判断电路;且第二次分辨时的信息分辨器的输出与第三次分辨时信息分辨器的上方铜丝相连;分辨输入电路2时,由于输入电路2有电,且初始与信息分辨器的上方铜丝连接,并且判断电路为输入电路3有电,因此,从信息分辨器的下方输出;分辨输入电路3时,由于输入电路3有电,且初始与信息分辨器的上方铜丝连接,并且判断电路为输入电路3有电,因此,从信息分辨器的下方输出;
第四次分辨时,需要24-1个信息分辨器,第四次分辨采用输入电路4作为信息分辨器的判断电路;且第三次分辨时的信息分辨器的输出与第四次分辨时信息分辨器的上方铜丝相连;分辨输入电路2时,由于输入电路2有电,且初始与信息分辨器的上方铜丝连接,判断电路为输入电路4无电,因此,从信息分辨器的上方输出;分辨输入电路3时,由于输入电路3有电,且初始与信息分辨器的上方铜丝连接,判断电路为输入电路4无电,因此,从信息分辨器的上方输出。
如图1所示,4条电路经过4次分辨可以识别以暗点1、明点1、明点2、暗点2表示的图片;同理对于暗点、暗点、暗点、明点表示的图片,以及明点、明点、明点、明点表示的图片等不同的4个点特征的图片也可识别;即4条电路经4次分辨可以识别24张图片,其中,全部为暗点的图片经分辨后没有输出。且每张不同点序不同的图片(即明点与暗点排序不同)经最后一次分辨之后从某个分辨器的同一个端口输出。
这样本申请的图片信息分辨方法,可以实现对多张图进行分辨,当图片信息变化时,即图片中的明暗点排序变化时,经分辨器分辨之后,其最终的输出端口也会相应的变化;本发明的无人驾驶系统,基于如上的图片信息转化系统,可以将车辆前方图片、左侧图片、右侧图片以及车辆实时北斗导航图片;分别采用一套图片信息转化系统进行分辨;并根据各套系统的分辨结果控制车辆的运行,实现无人驾驶的效果。
本领域的普通技术人员将会意识到,这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理,应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (4)
1.一种无人驾驶系统,其特征在于,包括:五套图片信息转化系统,第一套图片信息转化系统用于对输入的车辆正前方实时图片信息进行分辨,并根据分辨结果控制电机工作;第二套图片信息转化系统用于对输入的车辆左侧实时图片信息进行分辨,并根据分辨结果控制滑动杆工作;第三套图片信息转化系统用于对输入的车辆右侧实时图片信息进行分辨,并根据分辨结果控制滑动杆工作;第四套图片信息转化系统用于对输入的车辆正后方实时图片信息进行分辨,并根据分辨结果控制滑动杆工作;第五套图片信息转化系统用于对输入的实时北斗导航图片进行分辨,并根据分辨结果控制滑动杆工作;所述滑动杆工作时改变第一套图片信息转化系统输入的车辆 前方实时图片信息;
所述图片信息转化系统,包括:N条输入电路以及2N个信息分辨器;所述2N个信息分辨器分为N级,每一级包括2N-1个信息分辨器;每个信息分辨器包括一个输入端与两个输出端;前N-1级的每一个信息分辨器的两个输出端分别与下一级的两个信息分辨器的输入端相连;所述N条输入电路与第1级信息分辨器的输入端相连;且采用第k条输入电路作为第k级各信息分辨器的判断电路;若第k条输入电路无电时,则第k级各信息分辨器采用第一输出端输出;若第k条输入电路有电时,第k级各信息分辨器采用第二输出端输出;k=1,2,…,N。
2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶系统,其特征在于,每条输入电路包括第一输入支路与第二输入支路,第一条输入支路包括:第一三极管与塑料输入器,具体为:第一三极管的栅极与点的判断结果电路相连,第一三极管的源极与塑料输入器相连;第二条输入支路包括:第二三极管与磁铁输入器,具体为:第二三极管的栅极与点的判断结果电路相连,第一三极管的源极与磁铁输入器相连;所述第一三极管开断电压大于第二三极管的开断电压;
将图片中的点分为明点与暗点两类;当图片中的点为暗点时,第一三极管截止,第二三极管导通;当图片中的点为明点时,第一三极管与第二三极管均导通;当第一三极管导通时,塑料输入器无电流输出,当第二三极管导通时,磁铁输入器有电流输出。
3.根据权利要求2所述的一种无人驾驶系统,其特征在于,所述磁铁输入器具体为:当所连接的输入电路有电流输出时,直流电动机转动,并带动磁铁旋转,使得绕于磁铁外周的铜线圈中产生感应电流输出。
4.根据权利要求2所述的一种无人驾驶系统,其特征在于,所述塑料输入器具体为:当所连接的输入电路有电流输出时,直流电动机转动,并带动塑料旋转,绕于塑料外周的铜线圈中无电流输出。
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