CN110716544A - 一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统及其实现方法，包括车载系统和多车联网系统；所述车载系统包括GPRS定位模块、车辆行驶信息获取模块、无线通讯模块和无人驾驶控制模块；所述多车联网系统包括公共服务器和公共数据库。本发明通过在车辆上配置车载系统，然后将所有车辆的车载系统接入多车联网系统，能够对所有车辆的信息进行联网，通过获取车辆的定位信息、行驶信息，然后由公共服务器进行大数据处理，最后发送信息至无人驾驶控制模块进行车辆控制，本发明能够为无人驾驶汽车提供更加全面的路况信息，进而提高无人驾驶汽车的安全性和便捷性，可广泛应用于无人驾驶技术领域。

Description

一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及无人驾驶技术领域，尤其是一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统及其实现方法。

背景技术

无人驾驶汽车是智能汽车发展的趋势，市场上的无人驾驶汽车是基于无人驾驶汽车上的各类传感器进行路况分析，再交由无人驾驶系统对无人驾驶汽车进行行车规划。绝大部分机动车辆，甚至有些无人驾驶汽车都缺乏车辆信息联网，阻碍了无人驾驶汽车获取更加全面的路况信息，从而阻碍了无人驾驶技术的进一步发展。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统及其实现方法，为无人驾驶汽车达到更为安全、快捷的目的。

第一方面，本发明实施例提供了一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统，包括车载系统和多车联网系统；所述车载系统包括GPRS定位模块、车辆行驶信息获取模块、无线通讯模块和无人驾驶控制模块；所述多车联网系统包括公共服务器和公共数据库；

其中：

GPRS定位模块，用于获取车辆的定位信息；

车辆行驶信息获取模块，用于获取车辆在行驶过程中的信息；

无线通讯模块，用于将GPRS定位模块和车辆行驶信息获取模块获取的信息上传至公共数据库；

无人驾驶控制模块，用于根据公共服务器反馈的信息进行车辆控制；

公共数据库，用于接收并存储车载系统上传的信息，以及将该信息发送至公共服务器；

公共服务器，用于对公共数据库发送过来的信息进行大数据处理，以确定拥堵路段信息，并向车载系统反馈导航信息。

进一步，所述GPRS定位模块为双频GPRS模块。

进一步，所述车辆行驶信息获取模块包括速度传感器、加速度传感器、角度传感器和距离传感器。

第二方面，本发明实施例还提供了一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统的实现方法，包括以下步骤：

通过GPRS定位模块获取车辆的定位信息；

通过车辆行驶信息获取模块获取车辆在行驶过程中的信息；

通过无线通讯模块将GPRS定位模块和车辆行驶信息获取模块获取的信息上传至公共数据库；

通过公共数据库接收并存储车载系统上传的信息，以及将该信息发送至公共服务器；

通过公共服务器对公共数据库发送过来的信息进行大数据处理，以确定拥堵路段信息，并向车载系统反馈导航信息；

根据公共服务器反馈的信息，通过无人驾驶控制模块进行车辆控制。

进一步，还包括以下步骤：

通过速度传感器获取车辆的行驶速度；

通过加速度传感器获取车辆的加速度信息；

通过角度传感器获取车辆的行驶角度；

通过距离传感器获取车辆的行驶距离。

进一步，还包括以下步骤：

根据车辆的当前位置信息和目的地位置信息，基于旅行商问题规划出路程最短的行车路径；

通过公共服务器将行车路径发送至车载系统；

根据车辆行驶信息获取模块获取的信息，通过无人驾驶模块进行车辆控制。

进一步，所述根据车辆行驶信息获取模块获取的信息，通过无人驾驶模块进行车辆控制这一步骤，包括以下步骤：

根据车辆的定位信息，对车辆进行减速控制或者刹车控制。

进一步，还包括以下步骤：

通过多车联网系统获取当前车辆附近的其他车辆的位置信息；

计算当前车辆与其他车辆之间的距离；

根据计算的距离，向当前车辆的车载系统发送控制命令；

根据所述控制命令，通过无人驾驶模块对车辆进行控制。

进一步，所述通过公共服务器对公共数据库发送过来的信息进行大数据处理，以确定拥堵路段信息这一步骤，包括以下步骤：

根据车辆的行驶距离和行驶速度，通过公共服务器计算车辆经过每一段道路的时间；

根据计算得到的时间，确定所述道路的拥堵状况。

进一步，还包括以下步骤：

通过公共服务器获取的行车路径中的红绿灯信息；

将红绿灯信息发送给车载系统之后，通过无人驾驶模块对车辆进行控制。

上述本发明实施例中的一个或多个技术方案具有如下优点：本发明通过在车辆上配置车载系统，然后将所有车辆的车载系统接入多车联网系统，能够对所有车辆的信息进行联网，通过获取车辆的定位信息、行驶信息，然后由公共服务器进行大数据处理，最后发送信息至无人驾驶控制模块进行车辆控制，本发明能够为无人驾驶汽车提供更加全面的路况信息，进而提高无人驾驶汽车的安全性和便捷性。

附图说明

图1为本发明实施例的车载系统结构示意图；

图2为本发明实施例的多车联网系统结构示意图；

图3为本发明实施例的系统整体结构示意图；

图4为本发明实施例的无人驾驶汽车的通讯过程示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。对于本发明实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

参照图1、图2和图3，本发明实施例提供了一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统，包括车载系统和多车联网系统；所述车载系统包括GPRS定位模块、车辆行驶信息获取模块、无线通讯模块和无人驾驶控制模块；所述多车联网系统包括公共服务器和公共数据库；

其中：

GPRS定位模块，用于获取车辆的定位信息；

车辆行驶信息获取模块，用于获取车辆在行驶过程中的信息；

无线通讯模块，用于将GPRS定位模块和车辆行驶信息获取模块获取的信息上传至公共数据库；

无人驾驶控制模块，用于根据公共服务器反馈的信息进行车辆控制；

公共数据库，用于接收并存储车载系统上传的信息，以及将该信息发送至公共服务器；

公共服务器，用于对公共数据库发送过来的信息进行大数据处理，以确定拥堵路段信息，并向车载系统反馈导航信息。

进一步作为优选的实施方式，所述GPRS定位模块为双频GPRS模块。

进一步作为优选的实施方式，所述车辆行驶信息获取模块包括速度传感器、加速度传感器、角度传感器和距离传感器。

基于图1、图2和图3所示的系统，本发明实施例还提供了一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统的实现方法，包括以下步骤：

通过GPRS定位模块获取车辆的定位信息；

通过车辆行驶信息获取模块获取车辆在行驶过程中的信息；

通过无线通讯模块将GPRS定位模块和车辆行驶信息获取模块获取的信息上传至公共数据库；

通过公共数据库接收并存储车载系统上传的信息，以及将该信息发送至公共服务器；

通过公共服务器对公共数据库发送过来的信息进行大数据处理，以确定拥堵路段信息，并向车载系统反馈导航信息；

根据公共服务器反馈的信息，通过无人驾驶控制模块进行车辆控制。

进一步作为优选的实施方式，还包括以下步骤：

通过速度传感器获取车辆的行驶速度；

通过加速度传感器获取车辆的加速度信息；

通过角度传感器获取车辆的行驶角度；

通过距离传感器获取车辆的行驶距离。

进一步作为优选的实施方式，还包括以下步骤：

根据车辆的当前位置信息和目的地位置信息，基于旅行商问题规划出路程最短的行车路径；

通过公共服务器将行车路径发送至车载系统；

根据车辆行驶信息获取模块获取的信息，通过无人驾驶模块进行车辆控制。

进一步作为优选的实施方式，所述根据车辆行驶信息获取模块获取的信息，通过无人驾驶模块进行车辆控制这一步骤，包括以下步骤：

根据车辆的定位信息，对车辆进行减速控制或者刹车控制。

进一步作为优选的实施方式，还包括以下步骤：

通过多车联网系统获取当前车辆附近的其他车辆的位置信息；

计算当前车辆与其他车辆之间的距离；

根据计算的距离，向当前车辆的车载系统发送控制命令；

根据所述控制命令，通过无人驾驶模块对车辆进行控制。

进一步作为优选的实施方式，所述通过公共服务器对公共数据库发送过来的信息进行大数据处理，以确定拥堵路段信息这一步骤，包括以下步骤：

根据车辆的行驶距离和行驶速度，通过公共服务器计算车辆经过每一段道路的时间；

根据计算得到的时间，确定所述道路的拥堵状况。

进一步作为优选的实施方式，还包括以下步骤：

通过公共服务器获取的行车路径中的红绿灯信息；

将红绿灯信息发送给车载系统之后，通过无人驾驶模块对车辆进行控制。

下面详细描述本发明一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统的实现方法的具体步骤：

为解决现有的无人驾驶汽车路况信息缺乏的问题，本发明实施例提供了一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统，包括车载系统、多车联网系统。其中，车载系统包括无人驾驶控制模块、GPRS定位模块、车辆行驶信息获取模块、无线通讯模块；多车联网系统包括公共服务器、公共数据库。

其中GPRS定位模块使用双频GPRS，两个频段互补，能够有效提高定位精准度和减少定位的时间。无线通讯模块可以把汽车的位置信息上传公共数据库，再由公共数据库上传至公共服务器，服务器根据其他汽车的行驶车速进行大数据处理，以此判断该路段是否为拥堵路段，为汽车提供实时GPRS导航，实时避开拥堵路段。

机动车用车司机在车载系统里选取目的地后，车载系统使用GPRS定位模块获知当前机动车所在位置，无线通讯模块把机动车当前位置和目的地位置上传至公共数据库，由公共数据库再上传至公共服务器进行处理，公共服务器在当前位置与目的地位置之间预先选取多条路程较短的路径，使用“旅行商问题”算法，从而规划出路程最短的行车路径，最后由公共服务器把路径信息下达至车载系统中。若该车是无人驾驶汽车，车载系统将把此行车路径交至给无人驾驶模块执行。无人驾驶汽车在行驶的过程中，车辆行驶信息获取模块中的速度传感器、加速度传感器、角度传感器、距离传感器等传感器获取的信息，解析成相应的路况后，交至无人驾驶控制模块进行判断处理，无人驾驶模块根据相应的路况进行安全、智能的无人驾驶体验。

无人驾驶控制模块是整个车载系统的“大脑”，起着调度指挥其他模块的作用。一方面，无人驾驶控制模块利用GPRS定位模块的信息数据进行更安全的行车路径规划，由车载系统无人驾驶控制模块实时监视GPRS定位模块的汽车定位信息，如有汽车出现异常严重跑偏的情况，实施减速或紧急刹车应急方案，防止汽车跑出车道和碰撞路边花坛等情况。另一方面，它根据车辆行驶信息获取模块发送的报告，实时监控车辆各部件的运行情况，如有异常威胁到行驶安全，立即发出减速指令并靠路边停下，等待车上人员或公共服务器的指示。此外，它还控制着无线通讯模块的收发工作。

无线通讯模块，利用无线网络技术，把车载系统的所有信息上传至公共数据库中；其中，车载系统的所有信息包括：汽车行驶速度、汽车行驶的道路、汽车的GPRS位置、汽车上的传感器信号。

多车联网系统，是包括所有机动车辆的联网系统，实现机动车数据共享。多车联网系统可以辅助无人驾驶汽车行驶，为无人驾驶汽车获取更全面的路况信息提供了一种新的解决方案。

多车联网系统，汽车把车载系统的数据通过无线通讯模块上传至公共数据库，由公共数据库上传至公共服务器进行数据处理，公共服务器能同时服务所有联网的车辆，公共服务器结合所有车辆的车载系统信息进行分析，检测车辆与车辆之间的距离以及车辆的GPRS定位信息是否合理，并能通过公共服务器发送信息信号给无人驾驶汽车的车载系统，为无人驾驶汽车提供附近车辆的GPRS位置信息。无人驾驶汽车的车载系统接收了公共服务器所发送的附近车辆的GPRS位置信息，无人驾驶汽车的车载系统计算出该无人驾驶汽车与附近车辆的实际距离，丰富了无人驾驶汽车的路况信息获取，从而有效防止无人驾驶汽车与附近车辆发送磕碰，为无人驾驶提供更加安全、快捷的体验。

采用耗时最少和实时联网更新数据的方法，为每辆无人驾驶汽车规划出合理的行车路径。由于每辆机动车都会实时联网，并上传该机动车的GPRS信息，故公共数据库上包含所有机动车的GPRS信号信息，包括这些机动车的行驶道路、行驶路程、行驶速度等。公共数据库把所有机动车的GPRS信号上传至公共服务器，公共服务器利用这些数据并计算出地图上汽车通过每一段道路的平均速度和通过每一段道路所用的时间。因此，汽车通过每一段道路的平均速度和通过每一段道路所用的时间，反应了这条道路的拥堵情况，也反应了汽车通过这条道路耗时的多少。若有无人驾驶汽车用车人选取目的地时，通过无人驾驶汽车的GPRS模块和通讯模块，把该无人驾驶汽车的当前位置和所选目的地的位置上传至公共数据库，再由公共数据库上传至公共服务器，公共服务器根据无人驾驶汽车的当前位置和目的地位置，预先选取尽量多条路程较近的合理路径，并利用上面公共服务器所实时计算的地图上汽车通过每一段道路的平均速度和通过每一段道路所用的时间，选取耗时最短的那一条路径，由公共服务器把耗时最短的路径下达至该无人汽车，从而为无人驾驶汽车规划出合理的行车路径，避开拥堵和行驶缓慢路段，利于减少出行时间。

公共服务器利用无人汽车车载系统信息和公共数据库中红绿灯信息，判断无人驾驶汽车经过红绿灯时是否需要停车等待。公共服务器由无人驾驶汽车的GPRS定位信息得知该无人驾驶汽车将要通过哪个红绿灯，由公共服务器从数据库中调取该红绿灯信息，判断该无人驾驶汽车的行驶是否符合交通信号灯。若无人驾驶汽车将要经过该红绿灯路口时，交通信号灯亮着红灯，公共服务器会下达的红灯信息至该无人驾驶汽车的车载系统时，由该无人驾驶汽车的车载系统执行减速或刹车处理，防止误闯红灯的情况；若无人驾驶汽车将要经过该红绿灯路口时，交通信号灯亮着绿灯，则公共服务器会下达绿灯信号至无人驾驶汽车的车载系统，由该无人驾驶汽车的车载系统执行允许通行的命令。

每辆机动车都是用该车牌信息进行联网，并与公共数据库进行数据的，多车联网系统还可以辅助公安机关的“天眼”系统，进行车辆、车牌号跟踪，对可疑的车辆，通过公共服务器查询该车牌号的GPRS位置信息，实时跟踪可疑的车辆。并可以通过公共服务器发送控制信息至可疑车辆，获取其车辆控制权，辅助案件侦查。

另外，多车联网系统还可以帮助解决城市的交通拥堵问题。通过车载系统的无线通讯模块上传当前车辆的位置、速度、行驶时间信息到公共服务器，并存储在公共数据库中，为以后的道路拥堵状况分析提供数据支持。此时，公共服务器将根据行驶车辆的数量、位置和速度信息统一调度当前道路车辆的加速装置、刹车装置和转向装置，为车辆分配合理路线，实现交通分流。

下面就图4对上述车联网系统的通讯过程作一个说明。

如图4所示，在道路的两旁每隔一段固定的距离L安装无线通讯模块，当车辆行驶在道路上时，其内部的无线通讯模块向外部发出信号，同时开始计时，当道路旁的无线通讯模块1和无线通讯模块2分别接收并返回信号给车辆通讯器时，计时器停止工作，得到时间t1和t2。通讯波的速度乘以上述两个时间分别得到车辆与无线通讯模块1和2之间的距离s1和s2。再分别以二分之s1和s2的距离作为半径画圆弧，交点即为车辆的近似位置。将此位置和GPRS模块的定位信息上传到公共数据库，再经由公共服务器计算位置误差并补偿，得到车辆的准确位置。然后将此准确的位置下传给车辆的无人驾驶控制模块，使车辆沿着合理的路线前进。

综上所述，本发明在所有机动车上安装车载系统，把所有机动车的车载系统进行联网，为无人驾驶汽车提供更加全面的路况信息、为无人驾驶汽车达到更为安全、快捷的目的。本发明建立在机动车的车联网基础上，拓宽无人驾驶汽车获取路况的途径，充分发挥了大数据网络的作用，对机动车进行有效的分析和监控，包括监控机动车的车速、行车安全距离、行车路径，以及合理规划机动车辆的行车路径，并为无人驾驶汽车误闯红灯、严重跑偏车道等现象提供了一种新的解决方案。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统，其特征在于：包括车载系统和多车联网系统；所述车载系统包括GPRS定位模块、车辆行驶信息获取模块、无线通讯模块和无人驾驶控制模块；所述多车联网系统包括公共服务器和公共数据库；

其中：

GPRS定位模块，用于获取车辆的定位信息；

车辆行驶信息获取模块，用于获取车辆在行驶过程中的信息；

无线通讯模块，用于将GPRS定位模块和车辆行驶信息获取模块获取的信息上传至公共数据库；

无人驾驶控制模块，用于根据公共服务器反馈的信息进行车辆控制；

公共数据库，用于接收并存储车载系统上传的信息，以及将该信息发送至公共服务器；

公共服务器，用于对公共数据库发送过来的信息进行大数据处理，以确定拥堵路段信息，并向车载系统反馈导航信息。

2.根据权利要求1所述的一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统，其特征在于：所述GPRS定位模块为双频GPRS模块。

3.根据权利要求1所述的一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统，其特征在于：所述车辆行驶信息获取模块包括速度传感器、加速度传感器、角度传感器和距离传感器。

4.一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：

通过GPRS定位模块获取车辆的定位信息；

通过车辆行驶信息获取模块获取车辆在行驶过程中的信息；

通过无线通讯模块将GPRS定位模块和车辆行驶信息获取模块获取的信息上传至公共数据库；

通过公共数据库接收并存储车载系统上传的信息，以及将该信息发送至公共服务器；

通过公共服务器对公共数据库发送过来的信息进行大数据处理，以确定拥堵路段信息，并向车载系统反馈导航信息；

根据公共服务器反馈的信息，通过无人驾驶控制模块进行车辆控制。

5.根据权利要求4所述的一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统的实现方法，其特征在于：还包括以下步骤：

通过速度传感器获取车辆的行驶速度；

通过加速度传感器获取车辆的加速度信息；

通过角度传感器获取车辆的行驶角度；

通过距离传感器获取车辆的行驶距离。

6.根据权利要求4所述的一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统的实现方法，其特征在于：还包括以下步骤：

根据车辆的当前位置信息和目的地位置信息，基于旅行商问题规划出路程最短的行车路径；

通过公共服务器将行车路径发送至车载系统；

根据车辆行驶信息获取模块获取的信息，通过无人驾驶模块进行车辆控制。

7.根据权利要求6所述的一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统的实现方法，其特征在于：所述根据车辆行驶信息获取模块获取的信息，通过无人驾驶模块进行车辆控制这一步骤，包括以下步骤：

根据车辆的定位信息，对车辆进行减速控制或者刹车控制。

8.根据权利要求4所述的一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统的实现方法，其特征在于：还包括以下步骤：

通过多车联网系统获取当前车辆附近的其他车辆的位置信息；

计算当前车辆与其他车辆之间的距离；

根据计算的距离，向当前车辆的车载系统发送控制命令；

根据所述控制命令，通过无人驾驶模块对车辆进行控制。

9.根据权利要求5所述的一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统的实现方法，其特征在于：所述通过公共服务器对公共数据库发送过来的信息进行大数据处理，以确定拥堵路段信息这一步骤，包括以下步骤：

根据车辆的行驶距离和行驶速度，通过公共服务器计算车辆经过每一段道路的时间；

根据计算得到的时间，确定所述道路的拥堵状况。

10.根据权利要求4所述的一种辅助无人驾驶汽车的车联网系统的实现方法，其特征在于：还包括以下步骤：

通过公共服务器获取的行车路径中的红绿灯信息；

将红绿灯信息发送给车载系统之后，通过无人驾驶模块对车辆进行控制。

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