CN109857109A - 一种智能交通用公路路径轨道定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能交通用公路路径轨道定位系统，包括包括车辆定位模块、路径轨迹定位模块、车载电子地图、无线通讯模块、地图实时更新模块、数据处理模块、超车判定模块、信息采集模块、总控模块、显示屏与车辆控制模块；所述车辆定位模块与路径轨迹定位模块通信连接，所述车载电子地图与路径轨迹定位模块通信连接，所述地图实时更新模块与车载电子地图无线连接，所述路径轨迹定位模块与数据处理模块通信连接，所述超车判定模块与数据处理模块通信连接；本发明能够使得车辆在没有车主非自主控制汽车时，汽车的自动驾驶也能安全辅助驾驶，达到行车安全的目的，同时可以更好保证汽车自动驾驶时的安全性。
Description
技术领域
本发明属于轨道定位领域，涉及智能交通技术，具体是一种智能交通用公路路径轨道定位系统。
背景技术
无人驾驶是是利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行，无人驾驶车辆在行进过程汇总需要使用到轨道定位系统来为其进的轨道定位，防止其在行进过程中偏离位置。
现有的公路路径轨道定位系统无法准确定位和识别一些道路界线模糊的道路，或者没有道路车道线标识的话，无法实现自动安全辅助驾驶，在使用过程中对车辆之间的距离的判定不够准确，使得车辆自动驾驶过程中容易出现追尾和超速的状况发生，同时现有的公路路径轨道定位系统，在超车过程中分析的数据不够准备，使得车辆超车时存在着一定的危险，为解决上述缺陷，现提供一种解决方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为：
(1)如何更好的提升该系统在使用过程中的安全性；
(2)如何更好保证使用该系统的车辆在进行超车时不会发生意外。
本发明的目的在于提供一种智能交通用公路路径轨道定位系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种智能交通用公路路径轨道定位系统，包括车辆定位模块、路径轨迹定位模块、车载电子地图、无线通讯模块、地图实时更新模块、数据处理模块、超车判定模块、信息采集模块、总控模块、显示屏与车辆控制模块；
所述车辆定位模块与路径轨迹定位模块通信连接，所述车载电子地图与路径轨迹定位模块通信连接，所述地图实时更新模块与车载电子地图无线连接，所述路径轨迹定位模块与数据处理模块通信连接，所述超车判定模块与数据处理模块通信连接，所述数据处理模块与总控模块通信连接，所述显示屏与总控模块通信连接，所述总控模块与车辆控制模块通信连接，所述车辆控制模块与无线通信模块通信连接；
所述信息采集模块由测距模块、测速模块与影像采集模块组成；
所述影像采集模块用于采集车辆的前后与两侧的车辆影像，所述测距模块用于测量采集车辆前后和两侧车辆之间的间距，所述测速模块用于测量本车前后后方车辆的车速信息；
所述车辆定位模块用于获取车辆在道路上行驶时的位置信息，所述车载电子地图用于显示道路信息，所述地图实时更新模块用于实时更新道路信息，所述路径轨迹定位模块用于进行进行车辆轨迹定位，其具体车辆轨迹定位过程如下：
步骤一：建立平面坐标系，将车辆初始位置标记为A点，其坐标为(X，Y)；
步骤二：影像采集模块会采集本车辆的前后和两侧的影像信，当发现本车辆的前后和两侧有车辆时，即会以A点为原点，将其标记为Bi(Xi，Y1)，i＝1……n；
步骤三：通过公式Xi－X＝K1可以得出x轴的差值K1；
步骤四：通过公式Y1－Y＝K2可以得出y轴的差值K2；
步骤五：当K1＞0，且K1小于预设值时，本车辆需要进行减速行驶；
步骤六：当K1＜0，且K1的绝对值小于预设值时，本车辆需要进行减速行驶需要进行车速不超过限速的加速行驶；
步骤七：当K2＞0，且K1小于预设值时本车辆需要向X轴正方向偏移；
步骤八：当K2＜0，且K1的绝对值小于预设值时，本车辆需要向X轴负方向偏移；
同时所述路径轨迹定位模块会将使用者预先输入行程路线建立成坐标系，使得车辆可以按照预设的坐标位置进行行驶；
所述超车判定模块用于判定车辆的超车状态，所述数据处理模块用于处理接收到的数据，并将接收到的数据发送到总控模块中，所述总控模块用于控制整个系统，所述车辆控制模块用于控制车辆的行驶，所述无线通讯模块用于将整个系统与外部无线网络连接；
所述超车判定模块会接收信息采集模块采集到的信息并进行超车判定，并将超车指令发送到总控模块中，所述总控模块会将超车控制指令放到车辆控制模块中控制车辆进行超车。
进一步地，所述超车判定的具体过程如下：
S1：影像采集模块会采集本车辆行驶时前后左右的车辆影像，并根据车辆的影像来判定车辆的存在，其具体判定过程如下：
当影像采集模块采集的到影像中有超过预设面积的阴影部分即判定该影像采集方向有车辆；
S2：当影像采集模块采集到的本车辆的前方有车、后方有车、右侧有车时，将该种状态标记为P1；
S3：当影像采集模块采集到的本车辆的前方有车、后方有车、左侧有车时，将该种状态标记为P2；
S4：当车辆处于P1状态时，测距模块会测量出本车辆与前方行驶车辆的距离L1，测距模块还会测出本车辆与后方行驶车辆的距离V1，同时测速模块会计算出前方车辆的行驶速度R1，将本车车速标记为T1；
S5：通过公式R1－T1＝t1可以得到车速差值t1，再通过公式L1/t1＝D1可以得出车距与车速差值的比值D1，当D1大于预设值，且V1小于预设值时，即不进行超车，当车速D1小于预设值时，且V1大于预设值时，即会从左侧进行超车；
S6：当车辆处于P2状态时，测距模块会测量出本车辆与前方行驶车辆的距离L2，测距模块还会测出本车辆与后方行驶车辆的距离V2，同时测速模块会计算出前方车辆的行驶速度R2，将本车车速标记为T2；
S7：通过公式R2－T2＝t2可以得到车速差值t2，再通过公式L2/t2＝D2可以得出车距与车速差值的比值D2，当D2大于预设值，且V2小于预设值时，即不进行超车，当车速D2小于预设值时，且V2大于预设值时，即会从左侧进行超车；
S8：当影像采集模块采集到本车辆的前方后方和左右两侧均有车辆时，即判定无法进行超车；
S9：当影像采集模块采集到本车辆的前方和左右两侧均有车辆时，即判定无法进行超车。
进一步地，所述影像采集模块由多个高清摄像头组成，且高清摄像头分别安装车辆的正前方、正后方、右侧中间位置与左侧中间位置，所述地图实时更新模块与外部网络无线连接。
进一步地，所述路径轨迹定位模块定位的轨迹被传输到车载电子地图中，所述车载电子地图会在显示屏中显示出来。
进一步地，所述测距模块由若干个测距传感器组成，所述测距传感器安装在车辆的正前方和正后方。
进一步地，所述数据处理模块也会接受到信息采集模块采集到的信息，并按照采集到的信息的单位对其进行分类，且具体分类过程如下：
SS1：当接收到的数据单位为m/s和km/h时，将该数据分类为速度数据储存起来；
SS2：当接收到的数据单位为m和cm时，将该数据分类为距离数据储存起来；
SS3：当接收到的数据单位既不是m/s和km/h也不是m和cm时，将该数据分类为为影像数据储存起来。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过设置的路径轨迹定位模块，能够建立平面直接坐标系，通过车辆在坐标系上的变化来控制车辆的行驶，并根据车辆间x轴的差与y轴的差值来控制车辆加速行驶和减速行驶，达到了优化道路信息的目的，从而使得车辆在没有车主非自主控制汽车，汽车的自动驾驶也能安全辅助驾驶，达到行车安全，并更新最新路径轨迹，识别监控道路最新信息，当车辆在车主主动控制的情况下行驶过相关无法定位及没有车道线或者车道线模糊的道路时，让该系统更加的值得推广使用；
(2)本发明通过设置的超车判定模块，能够通过影像采集模块会采集本车辆行驶时前后左右的车辆影像，并根据车辆的影像来判定车辆的存在，同时通过公式L1/t1＝D1和L2/t2＝D2可以得到车距与车速差值的比值D1和D2，并根据D1和D2的大小配合着V1和V2的数值来判定能否超车，可以有效保障车辆自动驾驶时超车的安全性，避免了自动驾驶时超车不慎导致的意外发生，更进一步的提升了该系统的安全性。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
如图1所示，一种智能交通用公路路径轨道定位系统，包括车辆定位模块、路径轨迹定位模块、车载电子地图、无线通讯模块、地图实时更新模块、数据处理模块、超车判定模块、信息采集模块、总控模块、显示屏与车辆控制模块；
所述车辆定位模块与路径轨迹定位模块通信连接，所述车载电子地图与路径轨迹定位模块通信连接，所述地图实时更新模块与车载电子地图无线连接，所述路径轨迹定位模块与数据处理模块通信连接，所述超车判定模块与数据处理模块通信连接，所述数据处理模块与总控模块通信连接，所述显示屏与总控模块通信连接，所述总控模块与车辆控制模块通信连接，所述车辆控制模块与无线通信模块通信连接；
所述信息采集模块由测距模块、测速模块与影像采集模块组成；
所述影像采集模块用于采集车辆的前后与两侧的车辆影像，所述测距模块用于测量采集车辆前后和两侧车辆之间的间距，所述测速模块用于测量本车前后后方车辆的车速信息；
所述车辆定位模块用于获取车辆在道路上行驶时的位置信息，所述车载电子地图用于显示道路信息，所述地图实时更新模块用于实时更新道路信息，所述路径轨迹定位模块用于进行进行车辆轨迹定位，其具体车辆轨迹定位过程如下：
步骤一：建立平面坐标系，将车辆初始位置标记为A点，其坐标为(X，Y)；
步骤二：影像采集模块会采集本车辆的前后和两侧的影像信，当发现本车辆的前后和两侧有车辆时，即会以A点为原点，将其标记为Bi(Xi，Y1)，i＝1……n；
步骤三：通过公式Xi－X＝K1可以得出x轴的差值K1；
步骤四：通过公式Y1－Y＝K2可以得出y轴的差值K2；
步骤五：当K1＞0，且K1小于预设值时，本车辆需要进行减速行驶；
步骤六：当K1＜0，且K1的绝对值小于预设值时，本车辆需要进行减速行驶需要进行车速不超过限速的加速行驶；
步骤七：当K2＞0，且K1小于预设值时本车辆需要向X轴正方向偏移；
步骤八：当K2＜0，且K1的绝对值小于预设值时，本车辆需要向X轴负方向偏移；
同时所述路径轨迹定位模块会将使用者预先输入行程路线建立成坐标系，使得车辆可以按照预设的坐标位置进行行驶；
所述超车判定模块用于判定车辆的超车状态，所述数据处理模块用于处理接收到的数据，并将接收到的数据发送到总控模块中，所述总控模块用于控制整个系统，所述车辆控制模块用于控制车辆的行驶，所述无线通讯模块用于将整个系统与外部无线网络连接；
所述超车判定模块会接收信息采集模块采集到的信息并进行超车判定，并将超车指令发送到总控模块中，所述总控模块会将超车控制指令放到车辆控制模块中控制车辆进行超车。
所述超车判定的具体过程如下：
S1：影像采集模块会采集本车辆行驶时前后左右的车辆影像，并根据车辆的影像来判定车辆的存在，其具体判定过程如下：
当影像采集模块采集的到影像中有超过预设面积的阴影部分即判定该影像采集方向有车辆；
S2：当影像采集模块采集到的本车辆的前方有车、后方有车、右侧有车时，将该种状态标记为P1；
S3：当影像采集模块采集到的本车辆的前方有车、后方有车、左侧有车时，将该种状态标记为P2；
S4：当车辆处于P1状态时，测距模块会测量出本车辆与前方行驶车辆的距离L1，测距模块还会测出本车辆与后方行驶车辆的距离V1，同时测速模块会计算出前方车辆的行驶速度R1，将本车车速标记为T1；
S5：通过公式R1－T1＝t1可以得到车速差值t1，再通过公式L1/t1＝D1可以得出车距与车速差值的比值D1，当D1大于预设值，且V1小于预设值时，即不进行超车，当车速D1小于预设值时，且V1大于预设值时，即会从左侧进行超车；
S6：当车辆处于P2状态时，测距模块会测量出本车辆与前方行驶车辆的距离L2，测距模块还会测出本车辆与后方行驶车辆的距离V2，同时测速模块会计算出前方车辆的行驶速度R2，将本车车速标记为T2；
S7：通过公式R2－T2＝t2可以得到车速差值t2，再通过公式L2/t2＝D2可以得出车距与车速差值的比值D2，当D2大于预设值，且V2小于预设值时，即不进行超车，当车速D2小于预设值时，且V2大于预设值时，即会从左侧进行超车；
S8：当影像采集模块采集到本车辆的前方后方和左右两侧均有车辆时，即判定无法进行超车；
S9：当影像采集模块采集到本车辆的前方和左右两侧均有车辆时，即判定无法进行超车；所述影像采集模块由多个高清摄像头组成，且高清摄像头分别安装车辆的正前方、正后方、右侧中间位置与左侧中间位置，用来拍摄不同方位的影像，所述地图实时更新模块与外部网络无线连接；所述路径轨迹定位模块定位的轨迹被传输到车载电子地图中，所述车载电子地图会在显示屏中显示出来；所述测距模块由若干个测距传感器组成，所述测距传感器安装在车辆的正前方和正后方；所述数据处理模块也会接受到信息采集模块采集到的信息，并按照采集到的信息的单位对其进行分类，且具体分类过程如下：
SS1：当接收到的数据单位为m/s和km/h时，将该数据分类为速度数据储存起来；
SS2：当接收到的数据单位为m和cm时，将该数据分类为距离数据储存起来；
SS3：当接收到的数据单位既不是m/s和km/h也不是m和cm时，将该数据分类为为影像数据储存起来。
一种智能交通用公路路径轨道定位系统，在工作时，车辆定位模块会对本车辆进行定位，让驾驶人能够实时在车载电子地图上了解到自己的位置信息，并且地图实时更新模块会对车载电子地图内的内容进行实时的更新，避免了地图信息不准导致的意外，路径轨迹定位模块能够建立平面直接坐标系，通过车辆在坐标系上的变化来控制车辆的行驶，并根据车辆间x轴的差与y轴的差值来控制车辆加速行驶和减速行驶，达到了优化道路信息的目的，从而使得车辆在没有车主非自主控制汽车，汽车的自动驾驶也能安全辅助驾驶，达到行车安全，车辆在行驶过程中，信息采集模块会采集数据，这其中测速模块会采集本车辆附近车辆的速度信息，测距模块会采集附近车辆与本车辆之间的距离，影像采集模块会采集影像信息来了解本车辆附近是否还有行驶车辆，所有的数据都会被发送到数据处理模块中，数据处理模块会对采集到的数据进行简单分类，储存好后发送到总控模块中，总控模块会发送控制指令使得车辆控制模块来控制车辆进行制动。
首先本发明通过设置的路径轨迹定位模块，能够建立平面直接坐标系，通过车辆在坐标系上的变化来控制车辆的行驶，并根据车辆间x轴的差与y轴的差值来控制车辆加速行驶和减速行驶，达到了优化道路信息的目的，从而使得车辆在没有车主非自主控制汽车，汽车的自动驾驶也能安全辅助驾驶，达到行车安全，并更新最新路径轨迹，识别监控道路最新信息，当车辆在车主主动控制的情况下行驶过相关无法定位及没有车道线或者车道线模糊的道路时，让该系统更加的值得推广使用；
其次本发明通过设置的超车判定模块，能够通过影像采集模块会采集本车辆行驶时前后左右的车辆影像，并根据车辆的影像来判定车辆的存在，同时通过公式L1/t1＝D1和L2/t2＝D2可以得到车距与车速差值的比值D1和D2，并根据D1和D2的大小配合着V1和V2的数值来判定能否超车，可以有效保障车辆自动驾驶时超车的安全性，避免了自动驾驶时超车不慎导致的意外发生，更进一步的提升了该系统的安全性。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种智能交通用公路路径轨道定位系统，其特征在于，包括车辆定位模块、路径轨迹定位模块、车载电子地图、无线通讯模块、地图实时更新模块、数据处理模块、超车判定模块、信息采集模块、总控模块、显示屏与车辆控制模块；
所述车辆定位模块与路径轨迹定位模块通信连接，所述车载电子地图与路径轨迹定位模块通信连接，所述地图实时更新模块与车载电子地图无线连接，所述路径轨迹定位模块与数据处理模块通信连接，所述超车判定模块与数据处理模块通信连接，所述数据处理模块与总控模块通信连接，所述显示屏与总控模块通信连接，所述总控模块与车辆控制模块通信连接，所述车辆控制模块与无线通信模块通信连接；
所述信息采集模块由测距模块、测速模块与影像采集模块组成；
所述影像采集模块用于采集车辆的前后与两侧的车辆影像，所述测距模块用于测量采集车辆前后和两侧车辆之间的间距，所述测速模块用于测量本车前后后方车辆的车速信息；
所述车辆定位模块用于获取车辆在道路上行驶时的位置信息，所述车载电子地图用于显示道路信息，所述地图实时更新模块用于实时更新道路信息，所述路径轨迹定位模块用于进行进行车辆轨迹定位，其具体车辆轨迹定位过程如下：
步骤一：建立平面坐标系，将车辆初始位置标记为A点，其坐标为(X，Y)；
步骤二：影像采集模块会采集本车辆的前后和两侧的影像信，当发现本车辆的前后和两侧有车辆时，即会以A点为原点，将其标记为Bi(Xi，Y1)，i＝1……n；
步骤三：通过公式Xi－X＝K1可以得出x轴的差值K1；
步骤四：通过公式Y1－Y＝K2可以得出y轴的差值K2；
步骤五：当K1＞0，且K1小于预设值时，本车辆需要进行减速行驶；
步骤六：当K1＜0，且K1的绝对值小于预设值时，本车辆需要进行减速行驶需要进行车速不超过限速的加速行驶；
步骤七：当K2＞0，且K1小于预设值时本车辆需要向X轴正方向偏移；
步骤八：当K2＜0，且K1的绝对值小于预设值时，本车辆需要向X轴负方向偏移；
同时所述路径轨迹定位模块会将使用者预先输入行程路线建立成坐标系，使得车辆可以按照预设的坐标位置进行行驶；
所述超车判定模块用于判定车辆的超车状态，所述数据处理模块用于处理接收到的数据，并将接收到的数据发送到总控模块中，所述总控模块用于控制整个系统，所述车辆控制模块用于控制车辆的行驶，所述无线通讯模块用于将整个系统与外部无线网络连接；
所述超车判定模块会接收信息采集模块采集到的信息并进行超车判定，并将超车指令发送到总控模块中，所述总控模块会将超车控制指令放到车辆控制模块中控制车辆进行超车。
2.根据权利要求1所述的一种智能交通用公路路径轨道定位系统，其特征在于，所述超车判定的具体过程如下：
S1：影像采集模块会采集本车辆行驶时前后左右的车辆影像，并根据车辆的影像来判定车辆的存在，其具体判定过程如下：
当影像采集模块采集的到影像中有超过预设面积的阴影部分即判定该影像采集方向有车辆；
S2：当影像采集模块采集到的本车辆的前方有车、后方有车、右侧有车时，将该种状态标记为P1；
S3：当影像采集模块采集到的本车辆的前方有车、后方有车、左侧有车时，将该种状态标记为P2；
S4：当车辆处于P1状态时，测距模块会测量出本车辆与前方行驶车辆的距离L1，测距模块还会测出本车辆与后方行驶车辆的距离V1，同时测速模块会计算出前方车辆的行驶速度R1，将本车车速标记为T1；
S5：通过公式R1－T1＝t1可以得到车速差值t1，再通过公式L1/t1＝D1可以得出车距与车速差值的比值D1，当D1大于预设值，且V1小于预设值时，即不进行超车，当车速D1小于预设值时，且V1大于预设值时，即会从左侧进行超车；
S6：当车辆处于P2状态时，测距模块会测量出本车辆与前方行驶车辆的距离L2，测距模块还会测出本车辆与后方行驶车辆的距离V2，同时测速模块会计算出前方车辆的行驶速度R2，将本车车速标记为T2；
S7：通过公式R2－T2＝t2可以得到车速差值t2，再通过公式L2/t2＝D2可以得出车距与车速差值的比值D2，当D2大于预设值，且V2小于预设值时，即不进行超车，当车速D2小于预设值时，且V2大于预设值时，即会从左侧进行超车；
S8：当影像采集模块采集到本车辆的前方后方和左右两侧均有车辆时，即判定无法进行超车；
S9：当影像采集模块采集到本车辆的前方和左右两侧均有车辆时，即判定无法进行超车。
3.根据权利要求1所述的一种智能交通用公路路径轨道定位系统，其特征在于，所述影像采集模块由多个高清摄像头组成，且高清摄像头分别安装车辆的正前方、正后方、右侧中间位置与左侧中间位置，所述地图实时更新模块与外部网络无线连接。
4.根据权利要求1所述的一种智能交通用公路路径轨道定位系统，其特征在于，所述路径轨迹定位模块定位的轨迹被传输到车载电子地图中，所述车载电子地图会在显示屏中显示出来。
5.根据权利要求1所述的一种智能交通用公路路径轨道定位系统，其特征在于，所述测距模块由若干个测距传感器组成，所述测距传感器安装在车辆的正前方和正后方。
6.根据权利要求1所述的一种智能交通用公路路径轨道定位系统，其特征在于，所述数据处理模块也会接受到信息采集模块采集到的信息，并按照采集到的信息的单位对其进行分类，且具体分类过程如下：
SS1：当接收到的数据单位为m/s和km/h时，将该数据分类为速度数据储存起来；
SS2：当接收到的数据单位为m和cm时，将该数据分类为距离数据储存起来；
SS3：当接收到的数据单位既不是m/s和km/h也不是m和cm时，将该数据分类为为影像数据储存起来。
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