CN111731278B - 一种基于车载单元、路侧单元的自动驾驶视觉检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于车载单元、路侧单元的自动驾驶视觉检测系统，包括路侧单元、车载单元和手机用户端，所述车载单元包括工控机、车载信号接收器，所述车载信号接收器用于接收手机用户端发出的指令，工控机根据指令控制车辆行驶，所述路侧单元包括在红外线发射柱、红外线接收柱、摄像头、路侧信号接收器和路侧信号发送器、SoC芯片，红外线发射柱与红外线接收柱分别设置在道路的两侧，摄像头设置在红外线发射柱的顶部；手机用户端供驾驶员自助监控驾驶的道路；SoC芯片用于控制路侧单元中的其他元件进行工作；所述路侧信号接收器和路侧信号发送器用于发送信号。使本发明的视觉检测系统达到全面地评估自动驾驶的车辆是否可以通过当前的道路而避免危险。

Description

一种基于车载单元、路侧单元的自动驾驶视觉检测系统

技术领域

本发明涉及自动驾驶的视觉检测系统，主要涉及一种基于车载单元、路侧单元的自动驾驶视觉检测系统。

背景技术

以自动驾驶模式运行(例如，无人驾驶)的车辆可以将乘员、尤其是驾驶员从一些驾驶相关的职责中解放出来。当以自动驾驶模式运行时，车辆可以使用车载传感器导航到各个位置，从而允许车辆在最少人机交互的情况下或在没有任何乘客的一些情况下行驶。

现有的自动驾驶模式通过安装在车辆前端可实时进行动态姿态调整的远红外传感器和内嵌入车内驾驶仪表板内的无线网络移动综合信息交互平台，对行车前方纵深坐标不同动态或静态目标的纵向距离、速度、加速度和危险性进行智能判断和动态跟踪，同时提醒驾车人减速或采取制动措施。

但上述的技术方案仅能探测车辆前进方向30米范围内可被红外传感器探测的障碍物，其他不具有温度的障碍物是无法被检测到的，而自动驾驶车辆由于缺乏驾驶员人工自检，容易导致自动驾驶系统的误判，而出现车辆撞上不具有温度的障碍物的危险情况。

发明内容

本发明为解决上述问题，而提供一种基于车载单元、路侧单元的自动驾驶视觉检测系统，使其能全面地评估自动驾驶的车辆是否可以通过当前的道路，避免危险情况的发生。

为此，提供一种基于车载单元、路侧单元的自动驾驶视觉检测系统，包括路侧单元、车载单元和手机用户端，所述车载单元包括工控机、车载信号接收器，所述车载信号接收器用于接收手机用户端发出的指令，将该指令反馈至工控机，工控机根据指令控制车辆行驶，

所述路侧单元包括红外线发射柱、红外线接收柱、摄像头、路侧信号接收器和路侧信号发送器、SoC芯片，所述红外线发射柱与红外线接收柱分别设置在道路的两侧，所述红外线发射柱与红外线接收柱分别与SoC芯片电连接，所述摄像头设置在红外线发射柱的顶部，以拍摄路面的情况；所述手机用户端供驾驶员自助监控驾驶的道路；所述SoC芯片用于控制路侧单元中的其他元件进行工作；所述路侧信号接收器用于接收手机用户端的信息，路侧信号发送器用于发送信号给车载单元。

进一步地，所述红外线发射柱具体设置为：在红外线发射柱与地面垂直的方向上等间距设置有若干个红外线发射器，在任意一个红外线发射器的的水平方向等间距设置有6个红外线发射器。

进一步地，所述红外线接收柱具体设置为：在红外线接收柱与地面垂直的方向上等间距设置有若干个红外线接收器，所述红外线接收柱上的红外线接收器与红外线发射柱上的红外线发射器在水平方向上对称设置。

进一步地，将道路以每30米分割成一段，任意一段道路的一侧设置有一根红外线发射柱，另一侧设置有6根等距离分布的红外线接收柱。

进一步地，在红外线发射柱及红外线接收柱的顶端设置有路灯，给路灯供电的电线通过红外线发射柱或红外线接收柱的内腔与地下的电缆连接。

进一步地，所述红外线发射柱上的红外线发射器朝向道路的方向，所述红外线接收柱上的红外线接收器朝向道路设置，以使红外线接收器接收到红外线发射器所发出的红外光。

进一步地，还包括计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被手机用户端执行时运行如下步骤：

扫描道路指令接收步骤，其用以控制SoC芯片经路侧信号接收器接收驾驶员通过手机用户端发送的监控指令；

快速扫描道路步骤，其用以控制SoC芯片接收到监控指令后，打开红外线发射柱上所有的红外线发射器，通过读取道路对面的红外线接收器以获取道路上是否存在障碍物，同时根据红外线被遮挡的高度判断障碍物的高度；

摄像头拍摄步骤，其用以控制SoC芯片在读取到红外线接收器中的红外线被遮挡时，打开红外线发射柱上的摄像头以拍摄当前道路的图像；

障碍物所处车道分析步骤，其用以控制SoC芯片采集当前道路的图像并与预先拍摄道路的图像进行比较，根据比较结果分析出障碍物所在的车道；

换道指令发送步骤，其用以控制SoC芯片通过路侧信号发送器向手机用户端发送换道指令，并等待驾驶员确认；

换道操作确认步骤，其在驾驶员通过手机用户端确认换道时，使手机用户端将确认指令发送至车载信号接收器，车载信号接收器将确认指令反馈至工控机，工控机控制车辆向左或者向右进行移动；同时手机用户端将确认指令发送至路侧V2X信号接收器，SoC芯片通过路侧信号接收器接收到确认指令并记录；

车辆停靠步骤，其在驾驶员没有通过手机用户端确认换道时，控制SoC芯片倒数并在倒数完成后，通过信号发送器向车载信号接收器发送靠边停车指令，工控机接收到靠边停车指令后，控制车辆靠边停车。

进一步地，障碍物所处车道分析步骤进一步包括：控制SoC芯片中保存有预先拍摄道路的图像，并在该图像中记录好车道所在的位置。

进一步地，车辆停靠步骤进一步包括：所述倒数的时间为30秒。

进一步地，换道操作确认步骤进一步包括：若障碍物高度达到2.5m则控制车辆向左或向右切换两条车道继续行驶。

有益效果：

本发明涉及一种基于车载单元、路侧单元的自动驾驶视觉检测系统，通过在车头前端设置两个可实时进行动态调整的远红外传感器来检测车辆前方是否出现具有温度的物体，在道路的一侧设置有一根红外线发射柱，所述红外线发射柱上等间距设置有的红外线发射器，在道路的另一侧等间距设置有红外线接收柱，所述红外线接收柱上等间距设置有红外线接收器，使本发明的视觉检测系统不仅可通过远红外传感器来检测评估车辆前进方向是否有存在带有温度的物体，还可以通过设置在道路两侧的红外线装置探测当前道路的是否凹凸不平，使本发明的视觉检测系统达到全面地评估自动驾驶的车辆是否可以通过当前的道路而避免危险。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例所述方法的实施流程图；

图2为本发明的电子设备的结构示意图；

图3为本发明的计算机可读存储介质的结构示意图。

具体实施方式

本实施例中的基于车载单元、路侧单元的自动驾驶视觉检测系统，包括路侧单元、车载单元和手机用户端。

其中，车载单元包括工控机、车载V2X信号接收器，所述车载V2X信号接收器用于接收手机用户端发出的指令，将该指令反馈至工控机，工控机根据指令控制车辆行驶。

所述路侧单元包括在红外线发射柱、红外线接收柱、摄像头、路侧V2X信号接收器和路侧V2X信号发送器、SoC芯片，红外线发射柱及红外线接收柱均设置为5m高，在红外线发射柱与地面垂直的方向上等间距设置有若干个红外线发射器，每个红外线发射器之间相隔5cm；在任意一个红外线发射器的的水平方向等间距设置有6个红外线发射器，该6个红外线发射器中任意两个红外线发射器与红外线发射柱横截面的圆心之间的夹角为30度。

在红外线接收柱与地面垂直的方向上等间距设置有若干个红外线接收器，每个红外线接收器之间相隔5cm，所述红外线接收柱上的红外线接收器与红外线发射柱上的红外线发射器在水平方向上对称设置。

所述摄像头设置在红外线发射柱的顶部，以拍摄路面的情况。

所述手机用户端供驾驶员自助监控驾驶的道路。

所述SoC芯片用于控制路侧单元中的其他元件进行工作。

所述路侧V2X信号接收器和路侧V2X信号发送器用于发送信号给车载单元或接收手机用户端的信息。

将道路以每30米分割成一段，任意一段道路的一侧设置有一根红外线发射柱，另一侧设置有6根等距离分布的红外线接收柱；所述红外线发射柱上的红外线发射器朝向道路的方向，所述红外线接收柱上的红外线接收器朝向道路设置，以使红外线接收器接收到红外线发射器所发出的红外光。

根据上述基于车载单元、路侧单元的自动驾驶视觉检测系统，其具体实现包括如图1所示的以下的方法：

接收扫描道路指令：驾驶员通过手机用户端发送监控指令，该指令通过路侧V2X信号接收器被SoC芯片接收。

快速扫描道路：SoC芯片接收到监控指令后，打开红外线发射柱上所有的红外线发射器，然后通过读取道路对面的红外线接收器，可以获取道路上是否存在障碍物，同时根据红外线被遮挡的高度判断障碍物的高度。

打开摄像头拍摄：若SoC芯片读取到红外线接收器中的红外线被遮挡，即打开红外线发射柱上的摄像头，以拍摄当前道路的图像。

分析障碍物所处车道：摄像头将所拍摄到的当前道路的图像传输至SoC芯片，SoC芯片中保存有预先拍摄道路的图像，并在该图像中记录好车道所在的位置，SoC芯片将当前道路的图像与预先拍摄道路的图像进行比较，快速分析出障碍物所在的车道。

发送换道指令：SoC芯片通过路侧V2X信号发送器向手机用户端发送换道指令，等待驾驶员确认。

确认换道操作：若驾驶员通过手机用户端确认换道，则手机用户端将确认指令发送至车载V2X信号接收器，车载V2X信号接收器将确认指令反馈至工控机，工控机控制车辆向左或者向右进行移动；同时手机用户端将确认指令发送至路侧V2X信号接收器，SoC芯片通过路侧V2X信号接收器接收到确认指令并记录；

若障碍物高度达到2.5m则控制车辆向左或向右切换两条车道继续行驶，因常规的车道宽度设置为3.5m，但为了避免障碍物倾倒而撞上车辆，导致危险的发生，通常在障碍物高度达到2.5m，即控制车辆向左或向右切换两条车道继续行驶。

车辆停靠：若驾驶员没有通过手机用户端确认换道，则SoC芯片倒数30秒，30秒倒数完成后，通过路侧V2X信号发送器向车载V2X信号接收器发送靠边停车指令，工控机接收到靠边停车指令后，控制车辆靠边停车。

为增加红外线发射柱及红外线接收柱的实用性，在红外线发射柱及红外线接收柱的顶端设置有路灯，给路灯供电的电线通过红外线发射柱或红外线接收柱的内腔与地下的电缆连接。

本实施例的有益效果：

(1)通过制作价格便宜红外线发射柱及红外线接收柱以来对道路进行扫描以发现障碍物，来降低基于车载单元、路侧单元的自动驾驶视觉检测系统的成本；

(2)将道路分段进行判断进而减轻手机用户端的数据负担。

需要说明的是：

本实施例所用的方法，可转化为可存储于计算机存储介质中的程序步骤及装置，通过被控制器调用执行的方式进行实施。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的检测电子设备的佩戴状态的装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

例如，图2示出了根据本发明一个实施例的电子设备的结构示意图。该电子设备传统上包括处理器21和被安排成存储计算机可执行指令(程序代码)的存储器22。存储器22可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器22具有存储用于执行实施例中的任何方法步骤的程序代码24的存储空间23。例如，用于程序代码的存储空间23可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码24。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，紧致盘(CD)、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。这样的计算机程序产品通常为例如图3所述的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质可以具有与图2的电子设备中的存储器22类似布置的存储段、存储空间等。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。通常，存储单元存储有用于执行根据本发明的方法步骤的程序代码31，即可以由诸如21之类的处理器读取的程序代码，当这些程序代码由电子设备运行时，导致该电子设备执行上面所描述的方法中的各个步骤。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (9)

1.一种基于车载单元、路侧单元的自动驾驶视觉检测系统，包括路侧单元、车载单元和手机用户端，所述车载单元包括工控机、车载信号接收器，所述车载信号接收器用于接收手机用户端发出的指令，将该指令反馈至工控机，工控机根据指令控制车辆行驶，其特征在于：

所述路侧单元包括红外线发射柱、红外线接收柱、摄像头、路侧信号接收器和路侧信号发送器、SoC芯片，所述红外线发射柱与红外线接收柱分别设置在道路的两侧，所述红外线发射柱与红外线接收柱分别与SoC芯片电连接，所述摄像头设置在红外线发射柱的顶部，以拍摄路面的情况；所述手机用户端供驾驶员自助监控驾驶的道路；所述SoC芯片用于控制路侧单元中的其他元件进行工作；所述路侧信号接收器用于接收手机用户端的信息，路侧信号发送器用于发送信号给车载单元，

还包括计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被手机用户端执行时运行如下步骤：

扫描道路指令接收步骤，其用以控制SoC芯片经路侧信号接收器接收驾驶员通过手机用户端发送的监控指令；

快速扫描道路步骤，其用以控制SoC芯片接收到监控指令后，打开红外线发射柱上所有的红外线发射器，通过读取道路对面的红外线接收器以获取道路上是否存在障碍物，同时根据红外线被遮挡的高度判断障碍物的高度；

摄像头拍摄步骤，其用以控制SoC芯片在读取到红外线接收器中的红外线被遮挡时，打开红外线发射柱上的摄像头以拍摄当前道路的图像；

障碍物所处车道分析步骤，其用以控制SoC芯片采集当前道路的图像并与预先拍摄道路的图像进行比较，根据比较结果分析出障碍物所在的车道；

换道指令发送步骤，其用以控制SoC芯片通过路侧信号发送器向手机用户端发送换道指令，并等待驾驶员确认；

换道操作确认步骤，其在驾驶员通过手机用户端确认换道时，使手机用户端将确认指令发送至车载信号接收器，车载信号接收器将确认指令反馈至工控机，工控机控制车辆向左或者向右进行移动；同时手机用户端将确认指令发送至路侧V2X信号接收器，SoC芯片通过路侧信号接收器接收到确认指令并记录；

车辆停靠步骤，其在驾驶员没有通过手机用户端确认换道时，控制SoC芯片倒数并在倒数完成后，通过信号发送器向车载信号接收器发送靠边停车指令，工控机接收到靠边停车指令后，控制车辆靠边停车。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉检测系统，其特征在于，所述红外线发射柱具体设置为：在红外线发射柱与地面垂直的方向上等间距设置有若干个红外线发射器，在任意一个红外线发射器的的水平方向等间距设置有6个红外线发射器。

3.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉检测系统，其特征在于，所述红外线接收柱具体设置为：在红外线接收柱与地面垂直的方向上等间距设置有若干个红外线接收器，所述红外线接收柱上的红外线接收器与红外线发射柱上的红外线发射器在水平方向上对称设置。

4.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉检测系统，其特征在于，将道路以每30米分割成一段，任意一段道路的一侧设置有一根红外线发射柱，另一侧设置有6根等距离分布的红外线接收柱。

5.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉检测系统，其特征在于，在红外线发射柱及红外线接收柱的顶端设置有路灯，给路灯供电的电线通过红外线发射柱或红外线接收柱的内腔与地下的电缆连接。

6.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉检测系统，其特征在于，所述红外线发射柱上的红外线发射器朝向道路的方向，所述红外线接收柱上的红外线接收器朝向道路设置，以使红外线接收器接收到红外线发射器所发出的红外光。

7.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉检测系统，其特征在于，障碍物所处车道分析步骤进一步包括：控制SoC芯片中保存有预先拍摄道路的图像，并在该图像中记录好车道所在的位置。

8.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉检测系统，其特征在于，车辆停靠步骤进一步包括：所述倒数的时间为30秒。

9.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉检测系统，其特征在于，换道操作确认步骤进一步包括：若障碍物高度达到2.5m则控制车辆向左或向右切换两条车道继续行驶。

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