CN111123902B - 一种车辆进站方法及车站 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆进站方法及车站，方法包括如下步骤：车辆进站后，识别前方站内设置的辅助停车线和/或侧方站台上设置的测距标志物以获取距最终停靠位置的距离；根据所述距最终停靠位置的距离，控制停车。本发明消除了自动驾驶客车进站停靠对GPS定位的过度依赖，避免了因定位不准而导致的停车偏差过大。本发明的站内停车方法除了前向的辅助停车线，还增加了车站临路的侧面安全门上的测距标志物，当辅助停车线被例如积水等杂物遮挡时，依靠侧向识别安全门上的测距标志物，依然可以获取车辆距最后停靠点的距离，从而实现了准确停靠，本发明的停车识别依靠辅助停车线和侧面测距标志物的双保险，提高了无人驾驶智能识别进站停车的准确性和可靠性。

Description

一种车辆进站方法及车站
技术领域
本发明涉及一种车辆进站方法及车站，属于智能车辆领域。
背景技术
基于GPS定位是无人驾驶定位系统的首选方案，在无障碍物遮挡的情况下，定位精度可以达到厘米级。但有障碍物遮挡的情况下，定位误差达到米级甚至更大，严重时GPS信号会丢失，无法完成定位。
在高架桥下的BRT线路中，自动驾驶车辆的GPS设备受到高架桥及周围高楼影响，GPS设备无法完成定位。例如，无人驾驶车辆在城市高架桥下因无法基于GPS实现精确定位，而难以获取车辆与站台的精确位置关系。因公交车停靠时必须与站台之间精确匹配，车门才能与车站的安全防护门对准，实现乘客的安全高效的上下车。因此，GPS无法精确定位的情况下，自动驾驶公交车辆就无法实现智能进站停靠。
自动驾驶公交车辆存在，对GPS定位系统依赖度过高，且存在因定位不准而停靠失败的可能。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆进站方法及车站，用以解决GPS定位不准时自动驾驶车辆难以靠站停靠，以及因定位不准而存在的停靠失败的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
本发明的一种车辆进站方法，包括如下步骤：
1)进站后，识别前方站内设置的辅助停车线和/或侧方站台上设置的测距标志物以获取距最终停靠位置的距离；
2)根据所述距最终停靠位置的距离，控制停车。
本发明在自动驾驶公共汽车进站后，通过对站内设置的识别物进行检测，从而实现精准停车，保证乘客上下车和进出站台时的方便、安全和快捷。消除了自动驾驶客车进站停靠对GPS定位的过度依赖，避免了因定位不准而导致的停车偏差过大。同时，本发明的站内停车方法除了前向的辅助停车线，还增加了车站临路的侧面安全门上的停车标志物，当辅助停车线被例如积水等杂物遮挡时，依靠侧向识别安全门上的测距标志物，依然可以获取车辆距最后停靠点的距离，从而实现准确停靠，本发明的停车识别依靠辅助停车线和侧面的测距标志物的双保险，提高了无人驾驶智能识别进站停车的准确性和可靠性。
进一步的，进站前，车辆实时检测车站前方设定距离处设置的车站标志物，当检测到所述车站标志物时，以小于设定加速度的值对车辆进行减速；所述车站标志物包括前后间隔、左右交错的至少两条标志线，或组合标志单元。
为保证车辆在站内的行车安全和准确停靠，应将车辆提前减速，保证车辆以一个安全的较低车速进入站内。
根据能够保证安全和乘客舒适度的车辆制动时加速度，计算出从车辆的最高行驶速度(或正常巡航速度)到适当的车辆站内速度所需要的时间和距离，在车站前方该距离的范围内设置车站标志线，车辆根据上述车站标志线进行减速，能够智能的在保证乘客舒适程度的情况下，使车辆以适当的速度进入站内，保证了车辆的站内行驶安全。
车站标志物包括一定范围内前后、左右设置的多条标志线，如果一条标志线被积水或障碍物遮挡时，只要可以检测到至少一条，就能准确地得到车辆距站台的距离，并立即采取相应措施，保证车辆以安全车速进站。提高识别可靠性。
进一步的，步骤1)中，通过车辆上安装的前向图像采集装置识别所述辅助停车线；通过车辆上安装的侧向图像采集装置识别所述车站标志物。
采用图像采集处理的方式识别车站标志线、停车标志物和辅助停车线，技术上成熟可靠，硬件上仅需增加前向和侧向的相机，成本低廉。
进一步的，所述停车标志物为固定间隔设置的色块。
车辆通过计数间隔设定的色块，来确定车辆当前距最终停靠位置纵向距离，方法精准技术可靠，同时增强了图像算法检测的鲁棒性与准确性。
进一步的，还通过侧向图像采集装置识别以调整横向距离。
停车前还检测并调整车辆距车站侧面的距离，确保站内车道保持形式和车辆停靠时距站台适当的距离。
本发明的一种公交车站，包括站内通过车辆的站内车道和临站内车道的一侧，所述临站内车道的一侧设置有上下乘客的区域，所述临站内车道的一侧设置有停车标志物；所述站内车道上设定的位置上设置有辅助停车线。
本发明在自动驾驶公交车站上设置一条前方设置的辅助停车线和临路的侧面设置的停车标志物，当自动驾驶公共汽车进站后，通过对站内设置的识别物进行检测，从而实现精准停车，保证乘客上下车和进出站台时的方便、安全和快捷。消除了自动驾驶客车进站停靠对GPS定位的过度依赖，避免了因定位不准而导致的停车偏差过大。同时，本发明的站内停车方法除了前向的辅助停车线，还增加了车站临路的侧面安全门上的停车标志物，当辅助停车线被例如积水等杂物遮挡时，依靠侧向识别安全门上的测距标志物，依然可以获取车辆距最后停靠点的距离，从而实现准确停靠，本发明的停车识别依靠辅助停车线和侧面测距标志物的双保险，提高了无人驾驶智能识别进站停车的准确性和可靠性。
进一步的，连接站内车道的道路上，距站内道路设定距离的位置上设置有车站标志物。
为保证车辆在站内的行车安全和准确停靠，应将车辆提前减速，保证车辆以一个安全的较低车速进入站内。根据能够保证安全和乘客舒适度的车辆制动时加速度，计算出从车辆的最高行驶速度(或正常巡航速度)到适当的车辆站内速度所需要的时间和距离，在车站前方该距离的范围内设置车站标志线，车辆根据上述车站标志线进行减速，能够智能的在保证乘客舒适程度的情况下，使车辆以适当的速度进入站内，保证了车辆的站内行驶安全。
进一步的，所述车站标志物包括前后间隔、左右交错的至少两条标志线，或组合标志单元。
车站标志线包括一定范围内前后、左右设置的多条标志线，如果一条标志线被积水或障碍物遮挡时，只要可以检测到至少一条，就能准确地得到车辆距站台的距离，并立即采取相应措施，保证车辆以安全车速进站。提高识别可靠性。
进一步的，所述停车标志物为固定间隔设置的色块。
车辆通过计数间隔设定的色块，来确定车辆当前距最终停靠位置纵向距离，方法精准技术可靠，同时增强了图像算法检测的鲁棒性与准确性。
附图说明
图1是自动驾驶BRT车辆传感器安装示意图；
图2是自动驾驶BRT车辆进站前示意图；
图3是自动驾驶BRT车辆进站后示意图；
图4是BRT车站安全门侧面示意图；
图5是本发明的一种车辆进站方法流程图；
附图中：1、公共客车；12、前向传感器；13、侧向传感器；14、车门；2、车道；21、车站标志线；22、辅助停车线；3、BRT客车车站站台；31、站台朝向车道的侧面；312、安全门；32、停车标志物。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
本发明提出一种基于安装在公共客车前向和侧向的传感器实现公共客车无需依赖GPS定位即可实现精确进站停靠的方案。如图1所示，包括公共客车1、前向传感器12、侧向传感器13，前向传感器12可以安装于前挡风玻璃中间，朝向前方路面，用于识别路面上画设的标识或标志物，标识或标志物也可以画设于前方的其他道路附属物上，例如灯杆或栏杆等。侧向传感器13安装于车辆的侧面，用于识别车站内站台侧面设置的标志物；本实施例中，传感器设置于车辆乘客门前门的附近，站台侧面的标志物设置于站台安全门处。传感器和被识别的标识或标志物可以为红外线接收器、红外线发射器，及红外线反射材料；或者为图像采集装置和对比度较高的图形。本实施例中，传感器采用相机、标识或标志物为与周围环境物颜色反差明显的图形。
公共客车进站前，前向相机识别本车道内的车站标志线，获取车辆距离车站的纵向距离s0。公共客车进站后，前向相机识别车站内车道上的辅助停车线，获取车辆距停靠位置的纵向距离s1，同时侧向相机识别站台侧面上的标志物，获取车辆距停靠位置的纵向距离s2和距站台安全门的横向距离s3。然后将s1和s2进行融合，获取车辆距停靠位置的融合距离S，并基于s3控制车辆距站台安全门的横向距离。基于辅助停车线和停车标志物的综合判断，能大大降低车辆自动进站停靠对于GPS定位的依赖，同时保证车辆停靠的准确性和可靠性；防止了因积水等原因导致的地面标志线不清晰无法被识别而影响停靠准确性或无法正常停靠的故障。
s1、s2的融合方法可以为，以较小的数值为准，即若s1小于s2，则以s1作为融合距离S。或者以识别中采集到的辅助停车线和站台侧面的标志物的影响的清晰度或完整程度为标准，对应采集到的辅助停车线和站台侧面的标志物的图像的清晰度高、完整程度高，则以该对应获得的纵向距离结果为准。
下面以BRT快速公交为例，具体说明本发明的不依赖GPS定位的自动驾驶车站及自动驾驶车辆进站停靠方法。
能够实现自动驾驶车辆停靠的BRT车站如图2所示，包括车站站台3、站台朝向车道的侧面31、车道2、车道2上设置的车站标志线21。
本实施例涉及到的BRT快速公交车辆的最高时速v1＝70km/h，考虑到车辆减速时，保证安全和乘客舒适性的前提下，车辆的最大加速度为a＝-1m/s2；进站时的安全车速即站内安全车速为v2＝10km/h，停靠前滑行的速度为v5＝5km/h；车辆进站时到最后停靠位置的距离S为15米。综上所述，车辆从最高时速以最大减速度降低到站内的安全速度，需要的时间t和距离s分别为：
v2＝v1+at 公式1
可得，t＝16.7秒，s＝185.2米。所以车道内的车站标志线21应当设置于距车站185米左右的范围内。
车站标志线21可以在车道内前后间隔和/或左右间隔的设置多条，如图2所示，在距车站160米到200米的范围内，纵向每隔20米设置1条车站标志线21，共设置3条；同时，这3条车站标志线21还在横向位置上分别设置于车道的左侧、中部和右侧。
BRT车辆在行驶过程中，前向相机实时检测图2所示的车站标志线21，前后、左右间隔的设置多条车站标志线21可以增强前向相机识别标志线的鲁棒性和抗干扰性。本实施例设计的三条间隔设置的标志线位置不同，如果标志线被积水或障碍物遮挡时，只要检测到其中一条，就能准确地得到车辆距站台的距离。例如当180m和160m处的标志线被积水淹没，只要前向相机能检测到一条车道中间的车站标志线21，就能获知车辆与车站的距离为180m，此时车辆开始执行减速进站操作，最大减速度为a＝-1m/s2，即可在进站前达到安全站内速度。
如图3所示的车站站内示意图，包括BRT公共客车1、公共客车1上用于上下乘客的车门14、BRT客车车站站台3、站台朝向车道的侧面31、站台朝向车道的侧面31上的用于乘客进出站台上下车的安全门312、车道2、车道2上用于指示车辆最终停靠位置的辅助停车线22。当车辆最终停于最终停靠位置时，车辆距站台30厘米左右，同时每个车门14与安全门312一一对应，方便乘客上下车。
如图4所示的BRT车站安全门，包括站台朝向车道的侧面31、站台朝向车道的侧面31上设置的安全门312、以及站台朝向车道的侧面31上设置的停车标志物32。为增强图像算法检测的鲁棒性与准确性，安全门上的停车标志物采用图4所示的黑白格(即黑白色块)，黑格和白格交替设置。由于黑格的长度与间隔固定，因此通过检测车辆驶过的黑格的个数，就可以确定车辆距最后停靠的距离。
下面根据图5所示的本发明的一种车辆进站方法流程图来说明本方法的具体实施方式，本实施例的BRT精确进站定位方法分为两个阶段：BRT客车进站前和BRT客车进站后。
进站前，客车首先实时检测识别车道内的车站标志线，当检测到车道内的车站标志线后可以根据车站标志线的位置信息，获取车辆当前距车站的距离，车辆根据上述距离采取相应驾驶策略，保证车辆以安全舒适的方式减速至站内安全速度；同时车辆根据车辆速度确定车辆进入车站的时间。
当车辆进入车站后，前向相机捕捉并识别站内车道上的辅助停车线，实时计算车辆当前距最终停靠位置的距离s1；同时启动侧向相机，实时识别站台安全门上设置的停车标志物32，并基于此获得车辆当前距最终停靠位置的距离s2，以及车辆距安全门的横向距离s3。将s1和s2进行融合后得到车辆实时距最后停靠位置的距离S，车辆根据S和s3调整相应控制策略，最终实现安全准确的停靠。
本实施例中，车站标志线21和辅助停车线22为单条具有一定宽度的和车道标线相垂直的白色标志线。作为其他实施例，也可以为具有编码能力的标志，或包含有具有编码能力的标志。标志例如条形码或二维码。这样可以大大提高前向相机的识别准确度，避免了车辆对车道上其他道路标线或痕迹的误识别及后续导致的误动作。带有编码能力的线增强了线的鲁棒性和抗干扰性，在线被障碍物部分遮挡时，也能保证一定的识别成功率。还可以为，其他一些具有一定对比度，与地面具有一定色差的几何图形或图案，色彩的搭配或组合，以被识别率高、识别准确性高、抗干扰能力，更容易被图像采集装置采集并识别为最佳。

Claims (9)

1.一种车辆进站方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)进站后，识别前方站内设置的辅助停车线和侧方站台上设置的测距标志物以获取距最终停靠位置的距离；所述辅助停车线用于获取所述车辆距停靠位置的一个纵向距离；所述测距标志物用于获取车辆距停靠位置的另一个纵向距离和距站台安全门的横向距离；所述距最终停靠位置的距离为基于所述一个纵向距离和所述另一个纵向距离的融合距离以及所述横向距离确定；
2)根据所述距最终停靠位置的距离，控制停车。
2.根据权利要求1所述的一种车辆进站方法，其特征在于，进站前，车辆实时检测车站前方设定距离处设置的车站标志物，当检测到所述车站标志物时，以小于设定加速度的值对车辆进行减速；所述车站标志物包括前后间隔、左右交错的至少两条标志线，或组合标志单元。
3.根据权利要求1或2所述的一种车辆进站方法，其特征在于，步骤1)中，通过车辆上安装的前向图像采集装置识别所述辅助停车线；通过车辆上安装的侧向图像采集装置识别所述测距标志物。
4.根据权利要求1所述的一种车辆进站方法，其特征在于，所述测距标志物为固定间隔设置的色块。
5.根据权利要求1所述的一种车辆进站方法，其特征在于，还通过侧向图像采集装置识别以调整横向距离。
6.一种公交车站，包括站内通过车辆的站内车道和临站内车道的一侧，所述临站内车道的一侧设置有上下乘客的区域，其特征在于，所述临站内车道的一侧设置有测距标志物；所述站内车道上设定的位置上设置有辅助停车线；所述辅助停车线用于获取所述车辆距停靠位置的一个纵向距离；所述测距标志物用于获取车辆距停靠位置的另一个纵向距离和距站台安全门的横向距离；所述距最终停靠位置的距离为基于所述一个纵向距离和所述另一个纵向距离的融合距离以及所述横向距离确定。
7.根据权利要求6所述的一种公交车站，其特征在于，连接站内车道的道路上，距站内道路设定距离的位置上设置有车站标志物。
8.根据权利要求7所述的一种公交车站，其特征在于，所述车站标志物包括前后间隔、左右交错的至少两条标志线，或组合标志单元。
9.根据权利要求6所述的一种公交车站，其特征在于，所述测距标志物为固定间隔设置的色块。
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