CN109683600A - 一种无人驾驶汽车行进路线自主控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，属于汽车技术领域，包括驾驶控制单元、特征物提取单元、路径识别判断单元、通讯单元、存储器、导航定位单元、误差修正单元和激光发射单元，驾驶控制单元与继电器连接，继电器与电磁铁和电磁阀连接，电磁阀与油管连接，电磁铁与刹车系统连接；通讯单元与汽车前挡单元和汽车前驱单元连接，汽车前挡单元分别与红绿灯检测单元和行车线检测单元电连接，汽车前驱单元与红绿灯距离探测单元电连接。本发明能对车间距和红绿灯进行检测，控制汽车动力和制动，能够自主避障和转向避障，能进行路径识别判断，并进行误差修正，保持正确的汽车行驶路线，预防追尾，能主动进行刹车，避免交通事故。

Description

一种无人驾驶汽车行进路线自主控制系统
技术领域
本发明涉及一种汽车行进路线控制系统，特别是涉及一种无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，属于汽车技术领域。
背景技术
汽车作为人们的代步工具，随着物质生活水平的提高，近些年得到大范围的普及，在汽车行驶中，驾驶员的主观因素是导致许多交通事故的根本原因，为提供交通安全性和运输效率，自主驾驶、无人驾驶的智能车辆的研究受到许多国家的重视，并成为研究的重要内容，无人驾驶汽车也被称为自动驾驶汽车或轮式移动机器人，它在没有人类输入指令的情况下，通过车载传感器感知周围环境，并根据所获取的交互信息，依靠以车内计算机控制系统为主的智能驾驶模块实现无人驾驶。
如上文所述，无人驾驶汽车的实现至少包含三部分，即大量传感器、定位装置和智能驾驶模块，如公开号为100999202A的中国专利文件所公布的自动导航汽车，但是目前影响无人驾驶汽车，尤其是影响无人驾驶汽车的导航技术的难题集中在两方面，一为GPS导航的精准度问题，二为基于地图的循迹技术的智能度问题，具体的，由于汽车在行驶过程中会出现进入GPS信号弱或无信号的地区，自动驾驶无法实现，或者，在行驶过程中传感器采集信号减弱甚至丢失的情况，又或者，由于GPS的地图更新问题使得实际道路和电子地图的数据不符，这些情况都会影响无人驾驶的精准度。
发明内容
本发明的主要目的是为了提供一种无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，能够监控红绿灯和行车路线，及时停车或启动，控制汽车的动力供应和行车制动，能够对左方、前方和右方的障碍物进行探测，实现自主路线选择并进行误差修正，有效预防追尾的发生，避免交通事故的发生。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，包括驾驶控制单元、特征物提取单元、路径识别判断单元、通讯单元、存储器、导航定位单元、误差修正单元和激光发射单元，所述驾驶控制单元用于采集数据信息，对数据信息进行处理，并用于汽车驾驶控制，所述驾驶控制单元分别与所述存储器和所述导航定位单元电连接；所述驾驶控制单元与继电器电连接，所述继电器分别与电磁铁和电磁阀电连接，所述电磁阀与所述油管电连接，所述电磁铁与刹车系统连接，所述驾驶控制单元还分别与速度传感器、制动传感器和自动电压调整器电连接，所述制动传感器与所述继电器电连接，所述通讯单元通过所述自动电压调整器与所述驾驶控制单元电连接；所述激光发射单元包括前方激光发射单元、右方激光发射单元和左方激光发射单元；驾驶控制单元用于根据所述右方激光发射单元和所述左方激光发射单元发送的障碍物距离信号发出相应避障指令；所述特征物提取单元用于对行径路线上的视觉特征物的数据进行采集，同时对车辆在行经路线上的驾驶信息数据进行记录和储存；所述路径识别判断单元用于识别判定将要行进的路线是否是首次路径，并根据所述视觉特征物的数据自动生成视觉特征坐标库，所述误差修正单元用于对障碍物距离信号和视觉特征物的数据进行误差修正。
进一步的，所述特征物提取单元通过所述自动电压调整器与所述驾驶控制单元电连接，所述光源控制单元分别与所述前方激光发射单元、所述右方激光发射单元、所述左方激光发射单元和激光接收单元电连接。
进一步的，所述前方激光发射单元用于沿汽车的行驶方向发射出一光束，所述右方激光发射单元用于沿汽车的右转向方向发射出一光束，所述左方激光发射单元用于沿汽车的左转向方向发射出一光束。
进一步的，所述激光接收单元用于接收经反射后的光束，所述光源控制单元用于调整所述前方激光发射单元、所述右方激光发射单元和所述左方激光发射单元所发射的光束的光强，并将所述激光接收单元接收的光束的光强与内设的一预设值相比较。
进一步的，所述制动传感器分别与所述驾驶控制单元和所述继电器电连接，所述制动传感器用于通过所述驾驶控制单元获取制动信息，并将所述制动信息转化为包括刹车和减小加油在内的制动指令，制动指令通过所述继电器将制动指令发送至所述电磁铁和所述电磁阀，所述电磁铁控制所述刹车系统进行刹车，所述电磁阀控制所述油管减少供油。
进一步的，所述特征物提取单元和所述路径识别判断单元分别与所述自动电压调整器电连接，所述自动电压调整器与所述导航定位单元电连接，所述导航定位单元用于为无人驾驶汽车提供导航，包括北斗导航系统和GPS定位系统。
进一步的，所述自动电压调整器与所述通讯单元电连接，所述通讯单元分别与汽车前挡单元和汽车前驱单元通讯连接，所述汽车前挡单元设置在汽车的前挡风玻璃上，所述汽车前驱单元设置在汽车的前保险杠附近。
进一步的，所述汽车前挡单元分别与红绿灯检测单元和行车线检测单元电连接，所述汽车前驱单元与红绿灯距离探测单元电连接，所述红绿灯检测单元通过摄像头获取前方红绿灯的颜色，若获取到的图像只有一个红绿灯发出的色彩，则根据此色彩发出相应的语音指令；若获取到图像具有两个以上的红绿灯发出的色彩，则根据距获取的图像上水平方向中心线最近的那个红绿灯的色彩发出相应的语音指令。
进一步的，所述通讯单元与所述驾驶控制单元电连接，所述通讯单元用于有线和无线通讯，所述存储器用于存储数据，所述速度传感器用于测量本车车速并将车速数据传送至所述驾驶控制单元。
进一步的，所述驾驶控制单元还与转向角度传感器电连接，所述转向角度传感器与转向信号灯电连接，所述转向角度传感器安装在汽车转向轴外侧，所述转向信号灯安装在汽车尾部，所述转向信号灯与所述驾驶控制单元电连接。
本发明的有益技术效果：按照本发明的无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，本发明提供的无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，能够监控红绿灯和行车路线，及时停车或启动，控制汽车的动力供应和行车制动，能够对左方、前方和右方的障碍物进行探测，实现自主路线选择并进行误差修正，有效预防追尾的发生，避免交通事故的发生，采用红绿灯检测单元和红绿灯距离探测单元对车间距离和红绿灯进行检测，根据光源控制单元调整前方激光发射单元所发射的光束的光强，并将激光接收单元接收的光束的光强与内设的一预设值相比较，遇到障碍物时，将控制汽车的动力供应和行车制动，有效预防追尾的发生，能够在车辆处于危险状况的时候主动进行刹车，避免交通事故的发生，通过左方、前方和右方的前方激光发射单元能够对左方、前方和右方的障碍物进行探测，有效减小追尾事故发生的概率，通过路径识别判断单元和特征物提取单元实现自主避障，通过路径识别判断单元和特征物提取单元进行路径识别判断，并进行误差修正，保持正确的汽车行驶路线。
附图说明
图1为按照本发明的无人驾驶汽车行进路线自主控制系统的一优选实施例的结构示意图。
图中：1-驾驶控制单元，2-特征物提取单元，3-路径识别判断单元，4-速度传感器，8-制动传感器，9-通讯单元，10-存储器，11-自动电压调整器，12-光源控制单元，13-前方激光发射单元，14-右方激光发射单元，15-左方激光发射单元，16-激光接收单元，17-电磁铁，19-继电器，20-电磁阀，21-刹车系统，23-导航定位单元，24-汽车前挡单元，25-误差修正单元，26-汽车前驱单元，28-红绿灯检测单元，29-行车线检测单元，30-红绿灯距离探测单元，31-油管。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，本实施例提供的一种无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，包括驾驶控制单元1、特征物提取单元2、路径识别判断单元3、通讯单元9、存储器10、导航定位单元23、误差修正单元25和激光发射单元，所述驾驶控制单元1用于采集数据信息，对数据信息进行处理，并用于汽车驾驶控制，所述驾驶控制单元1分别与所述存储器10和所述导航定位单元23电连接；所述驾驶控制单元1与继电器19电连接，所述继电器19分别与电磁铁17和电磁阀20电连接，所述电磁阀20与所述油管31电连接，所述电磁铁17与刹车系统21连接，所述驾驶控制单元1还分别与速度传感器4、制动传感器8和自动电压调整器11电连接，所述制动传感器8与所述继电器19电连接，所述通讯单元9通过所述自动电压调整器11与所述驾驶控制单元1电连接；所述激光发射单元包括前方激光发射单元13、右方激光发射单元14和左方激光发射单元15；驾驶控制单元1用于根据所述右方激光发射单元14和所述左方激光发射单元15发送的障碍物距离信号发出相应避障指令；所述特征物提取单元2用于对行径路线上的视觉特征物的数据进行采集，同时对车辆在行经路线上的驾驶信息数据进行记录和储存；所述路径识别判断单元3用于识别判定将要行进的路线是否是首次路径，并根据所述视觉特征物的数据自动生成视觉特征坐标库，所述误差修正单元25用于对障碍物距离信号和视觉特征物的数据进行误差修正。
进一步的，在本实施例中，如图1所示，所述特征物提取单元2通过所述自动电压调整器11与所述驾驶控制单元1电连接，所述光源控制单元12分别与所述前方激光发射单元13、所述右方激光发射单元14、所述左方激光发射单元15和激光接收单元16电连接；所述前方激光发射单元13用于沿汽车的行驶方向发射出一光束，所述右方激光发射单元14用于沿汽车的右转向方向发射出一光束，所述左方激光发射单元15用于沿汽车的左转向方向发射出一光束。
进一步的，在本实施例中，如图1所示，所述激光接收单元16用于接收经反射后的光束，所述光源控制单元12用于调整所述前方激光发射单元13、所述右方激光发射单元14和所述左方激光发射单元15所发射的光束的光强，并将所述激光接收单元16接收的光束的光强与内设的一预设值相比较；所述制动传感器8分别与所述驾驶控制单元1和所述继电器19电连接，所述制动传感器8用于通过所述驾驶控制单元1获取制动信息，并将所述制动信息转化为包括刹车和减小加油在内的制动指令，制动指令通过所述继电器19将制动指令发送至所述电磁铁17和所述电磁阀20，所述电磁铁17控制所述刹车系统21进行刹车，所述电磁阀20控制所述油管31减少供油。
进一步的，在本实施例中，如图1所示，所述特征物提取单元2和所述路径识别判断单元3分别与所述自动电压调整器11电连接，所述自动电压调整器11与所述导航定位单元23电连接，所述导航定位单元23用于为无人驾驶汽车提供导航，包括北斗导航系统和GPS定位系统。
进一步的，在本实施例中，如图1所示，所述自动电压调整器11与所述通讯单元9电连接，所述通讯单元9分别与汽车前挡单元24和汽车前驱单元26通讯连接，所述汽车前挡单元24设置在汽车的前挡风玻璃上，所述汽车前驱单元26设置在汽车的前保险杠附近；所述汽车前挡单元24分别与红绿灯检测单元28和行车线检测单元29电连接，所述汽车前驱单元26与红绿灯距离探测单元30电连接，所述红绿灯检测单元28通过摄像头获取前方红绿灯的颜色，若获取到的图像只有一个红绿灯发出的色彩，则根据此色彩发出相应的语音指令；若获取到图像具有两个以上的红绿灯发出的色彩，则根据距获取的图像上水平方向中心线最近的那个红绿灯的色彩发出相应的语音指令。
进一步的，在本实施例中，如图1所示，所述通讯单元9与所述驾驶控制单元1电连接，所述通讯单元9用于有线和无线通讯，所述存储器10用于存储数据，所述速度传感器4用于测量本车车速并将车速数据传送至所述驾驶控制单元1；所述驾驶控制单元1还与转向角度传感器电连接，所述转向角度传感器与转向信号灯电连接，所述转向角度传感器安装在汽车转向轴外侧，所述转向信号灯安装在汽车尾部，所述转向信号灯与所述驾驶控制单元1电连接。
综上所述，在本实施例中，按照本实施例的无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，本实施例提供的无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，能够监控红绿灯和行车路线，及时停车或启动，控制汽车的动力供应和行车制动，能够对左方、前方和右方的障碍物进行探测，实现自主路线选择并进行误差修正，有效预防追尾的发生，避免交通事故的发生，采用红绿灯检测单元和红绿灯距离探测单元对车间距离和红绿灯进行检测，根据光源控制单元调整前方激光发射单元所发射的光束的光强，并将激光接收单元接收的光束的光强与内设的一预设值相比较，遇到障碍物时，将控制汽车的动力供应和行车制动，有效预防追尾的发生，能够在车辆处于危险状况的时候主动进行刹车，避免交通事故的发生，通过左方、前方和右方的前方激光发射单元能够对左方、前方和右方的障碍物进行探测，有效减小追尾事故发生的概率，通过路径识别判断单元和特征物提取单元实现自主避障，通过路径识别判断单元和特征物提取单元进行路径识别判断，并进行误差修正，保持正确的汽车行驶路线。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，包括驾驶控制单元(1)、特征物提取单元(2)、路径识别判断单元(3)、通讯单元(9)、存储器(10)、导航定位单元(23)、误差修正单元(25)和激光发射单元，其特征在于：所述驾驶控制单元(1)用于采集数据信息，对数据信息进行处理，并用于汽车驾驶控制，所述驾驶控制单元(1)分别与所述存储器(10)和所述导航定位单元(23)电连接；所述驾驶控制单元(1)与继电器(19)电连接，所述继电器(19)分别与电磁铁(17)和电磁阀(20)电连接，所述电磁阀(20)与所述油管(31)电连接，所述电磁铁(17)与刹车系统(21)连接，所述驾驶控制单元(1)还分别与速度传感器(4)、制动传感器(8)和自动电压调整器(11)电连接，所述制动传感器(8)与所述继电器(19)电连接，所述通讯单元(9)通过所述自动电压调整器(11)与所述驾驶控制单元(1)电连接；所述激光发射单元包括前方激光发射单元(13)、右方激光发射单元(14)和左方激光发射单元(15)；驾驶控制单元(1)用于根据所述右方激光发射单元(14)和所述左方激光发射单元(15)发送的障碍物距离信号发出相应避障指令；所述特征物提取单元(2)用于对行径路线上的视觉特征物的数据进行采集，同时对车辆在行经路线上的驾驶信息数据进行记录和储存；所述路径识别判断单元(3)用于识别判定将要行进的路线是否是首次路径，并根据所述视觉特征物的数据自动生成视觉特征坐标库，所述误差修正单元(25)用于对障碍物距离信号和视觉特征物的数据进行误差修正。
2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，其特征在于：所述特征物提取单元(2)通过所述自动电压调整器(11)与所述驾驶控制单元(1)电连接，所述光源控制单元(12)分别与所述前方激光发射单元(13)、所述右方激光发射单元(14)、所述左方激光发射单元(15)和激光接收单元(16)电连接。
3.根据权利要求2所述的一种无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，其特征在于：所述前方激光发射单元(13)用于沿汽车的行驶方向发射出一光束，所述右方激光发射单元(14)用于沿汽车的右转向方向发射出一光束，所述左方激光发射单元(15)用于沿汽车的左转向方向发射出一光束。
4.根据权利要求3所述的一种无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，其特征在于：所述激光接收单元(16)用于接收经反射后的光束，所述光源控制单元(12)用于调整所述前方激光发射单元(13)、所述右方激光发射单元(14)和所述左方激光发射单元(15)所发射的光束的光强，并将所述激光接收单元(16)接收的光束的光强与内设的一预设值相比较。
5.根据权利要求1所述的一种无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，其特征在于：所述制动传感器(8)分别与所述驾驶控制单元(1)和所述继电器(19)电连接，所述制动传感器(8)用于通过所述驾驶控制单元(1)获取制动信息，并将所述制动信息转化为包括刹车和减小加油在内的制动指令，制动指令通过所述继电器(19)将制动指令发送至所述电磁铁(17)和所述电磁阀(20)，所述电磁铁(17)控制所述刹车系统(21)进行刹车，所述电磁阀(20)控制所述油管(31)减少供油。
6.根据权利要求1所述的一种无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，其特征在于：所述特征物提取单元(2)和所述路径识别判断单元(3)分别与所述自动电压调整器(11)电连接，所述自动电压调整器(11)与所述导航定位单元(23)电连接，所述导航定位单元(23)用于为无人驾驶汽车提供导航，包括北斗导航系统和GPS定位系统。
7.根据权利要求1所述的一种无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，其特征在于：所述自动电压调整器(11)与所述通讯单元(9)电连接，所述通讯单元(9)分别与汽车前挡单元(24)和汽车前驱单元(26)通讯连接，所述汽车前挡单元(24)设置在汽车的前挡风玻璃上，所述汽车前驱单元(26)设置在汽车的前保险杠附近。
8.根据权利要求7所述的一种无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，其特征在于：所述汽车前挡单元(24)分别与红绿灯检测单元(28)和行车线检测单元(29)电连接，所述汽车前驱单元(26)与红绿灯距离探测单元(30)电连接，所述红绿灯检测单元(28)通过摄像头获取前方红绿灯的颜色，若获取到的图像只有一个红绿灯发出的色彩，则根据此色彩发出相应的语音指令；若获取到图像具有两个以上的红绿灯发出的色彩，则根据距获取的图像上水平方向中心线最近的那个红绿灯的色彩发出相应的语音指令。
9.根据权利要求1所述的一种无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，其特征在于：所述通讯单元(9)与所述驾驶控制单元(1)电连接，所述通讯单元(9)用于有线和无线通讯，所述存储器(10)用于存储数据，所述速度传感器(4)用于测量本车车速并将车速数据传送至所述驾驶控制单元(1)。
10.根据权利要求1所述的一种无人驾驶汽车行进路线自主控制系统，其特征在于：所述驾驶控制单元(1)还与转向角度传感器电连接，所述转向角度传感器与转向信号灯电连接，所述转向角度传感器安装在汽车转向轴外侧，所述转向信号灯安装在汽车尾部，所述转向信号灯与所述驾驶控制单元(1)电连接。
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