CN111880526A - 基于5g网络的v2x自动驾驶感知系统 - Google Patents

基于5g网络的v2x自动驾驶感知系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于自动驾驶系统技术领域，尤其为基于5G网络的V2X自动驾驶感知系统，包括通过5G网络互联的车辆与网络模块、车辆与车辆感知模块、车辆与道路基础设施感知模块和车辆与行人感知模块，所述车辆与网络模块包括用于接收/发射5G网络的5G天线以及用于接收/发射5G网络的车载5G天线；通过在汽车上设置5G车载天线，并在道路上布置5G天线，令5G网络与道路上行驶的车辆互联，以使车辆、行人以及道路基础设施之间相互感知，在5G网络上共享行人以及车辆的位置、速度信息，从而可以根据道路上车辆、行人的位置和速度，来预先做出行驶状态的调整，以减少道路上事故的发生，从而提高自动驾驶的安全性。

Description

基于5G网络的V2X自动驾驶感知系统
技术领域
本发明属于自动驾驶系统技术领域，具体涉及基于5G网络的V2X自动驾驶感知系统。
背景技术
自动驾驶汽车又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车、或轮式移动机器人，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车，自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆，汽车自动驾驶技术包括视频摄像头、雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况，并通过一个详尽的地图(通过有人驾驶汽车采集的地图)对前方的道路进行导航。
目前由于网络的传输速度影响，导致各个方面的数据传递受限，不能快速的将数据反馈到车辆上，因此并不能做到高级的自动驾驶状态，随着5G网络的诞生，数据的传递速度加快，为自动驾驶提供了基础。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了基于5G网络的V2X自动驾驶感知系统，具有车辆通过网络与道路基础设施、道路车辆以及行人互联，减少事故概率的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于5G网络的V2X自动驾驶感知系统，包括通过5G网络互联的车辆与网络模块、车辆与车辆感知模块、车辆与道路基础设施感知模块和车辆与行人感知模块，所述车辆与网络模块包括用于接收/发射5G网络的5G天线以及用于接收/发射5G网络的车载5G天线，所述车载5G天线安装于汽车上，所述车辆与车辆感知模块包括安装于汽车上的雷达、显示屏、语音播报器、车载摄像头和自动驾驶控制器，所述自动驾驶控制器用于控制汽车的行驶状态，所述雷达用于监测汽车周围的障碍物，所述车载摄像头用于监测汽车周围的道路标识以及道路上车辆以及行人状况，所述显示屏用于将监测的信息以可视的方式显示出来，所述语音播报器用于将监测的信息以语音的方式播报出来，所述车载5G天线传输监测的讯号，所述车辆与道路基础设施感知模块包括设置于道路上的测速单元、红绿灯和监控单元，所述红绿灯用于指挥车辆的行驶状态，所述测速单元和监控单元用于检测、检测道路上车辆的行驶状态，所述车辆与行人感知模块包括智能手机和智能穿戴设备，所述智能手机和智能穿戴设备通过5G网络与道路上行驶的车辆互联，以使车辆、行人以及道路基础设施之间相互感知。
优选的，所述车辆与车辆感知模块包括前向碰撞预警和紧急制动预警，所述雷达和车载摄像头用于判断车辆之间的距离，所述自动驾驶控制器根据车辆的速度计算出安全距离，当车辆之间的距离小于安全距离，则触发所述前向碰撞预警，当所述雷达和车载摄像头检测出安全距离内有障碍物则触发所述紧急制动预警。
优选的，所述车辆与车辆感知模块包括盲区预警和交叉路口碰撞预警，所述雷达、语音播报器和监控单元用于检测路口处车辆与车辆以及车辆与行人之间的位置关系，以达到车辆的盲区预警和交叉路口碰撞预警。
优选的，所述车辆与车辆感知模块包括逆向超车预警以及道路危险状况预警，所述雷达、语音播报器和监控单元用于检测道路上车辆与车辆以及车辆与道路上障碍之间的位置关系，以达到车辆的逆向超车预警以及道路危险状况预警。
优选的，所述车辆与道路基础设施感知模块包括基于信号灯的车速引导预警和限速预警，所述测速单元和红绿灯用于检测车辆的行驶速度，所述红绿灯将剩余时间通过5G网络传输到所述车载5G天线上，所述自动驾驶控制器根据所述红绿灯的时间，来判断车辆到达所述红绿灯处所需时间，以达到车辆基于信号灯的车速引导预警和限速预警。
优选的，所述车辆与道路基础设施感知模块包括前方拥堵提醒，所述测速单元和所述监控单元用于监测道路上车辆的位置和速度，并将监测信息通过5G网络传输到所述车载5G天线上，所述自动驾驶控制器根据接收到的其余车辆的信息得出前方拥堵提醒。
优选的，所述车辆与道路基础设施感知模块包括路口车辆状况预警和路口行人状况预警，所述测速单元和所述监控单元用于监测交叉路口处的车辆以及行人的位置和速度，并将监测信息通过5G网络传输到所述车载5G天线上，所述自动驾驶控制器根据接收的信息可以做出行驶状态调整，以达到路口车辆状况预警和路口行人状况预警。
优选的，所述车辆与行人感知模块包括人行道行人预警，所述智能手机和/或智能穿戴设备用于将行人的位置信息通过5G网络传输到所述车载5G天线上，所述自动驾驶控制器根据接收到的行人位置信息做出行驶状态调整，以达到人行道行人预警。
优选的，所述车辆与行人感知模块包括机动车道行人预警，所述智能手机和/或智能穿戴设备用于将行人的位置信息通过5G网络传输到所述车载5G天线上，所述自动驾驶控制器根据接收到的行人位置信息做出行驶状态调整，以达到机动车道行人预警。
优选的，所述5G天线的通信频率为10HZ，定位精度为1.5米，通信范围为0~300M，最大延时为100MS。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中，通过在汽车上设置5G车载天线，并在道路上布置5G天线，令5G网络与道路上行驶的车辆互联，以使车辆、行人以及道路基础设施之间相互感知，在5G网络上共享行人以及车辆的位置、速度信息，从而可以根据道路上车辆、行人的位置和速度，来预先做出行驶状态的调整，以减少道路上事故的发生，从而提高自动驾驶的安全性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中车辆与车辆感知模块的结构示意图；
图3为本发明中车辆与道路基础设施感知模块的结构示意图；
图4为本发明中车辆与行人感知模块的结构示意图。
图中：1、车辆与网络模块；11、车载5G天线；12、5G天线；2、车辆与车辆感知模块；21、雷达；22、显示屏；23、语音播报器；24、车载摄像头；25、自动驾驶控制器；3、车辆与道路基础设施感知模块；31、测速单元；32、红绿灯；33、监控单元；4、车辆与行人感知模块；41、智能手机；42、智能穿戴设备。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供以下技术方案：基于5G网络的V2X自动驾驶感知系统，包括通过5G网络互联的车辆与网络模块1、车辆与车辆感知模块2、车辆与道路基础设施感知模块3和车辆与行人感知模块4，车辆与网络模块1包括用于接收/发射5G网络的5G天线12以及用于接收/发射5G网络的车载5G天线11，车载5G天线11安装于汽车上，车辆与车辆感知模块2包括安装于汽车上的雷达21、显示屏22、语音播报器23、车载摄像头24和自动驾驶控制器25，自动驾驶控制器25用于控制汽车的行驶状态，雷达21用于监测汽车周围的障碍物，车载摄像头24用于监测汽车周围的道路标识以及道路上车辆以及行人状况，显示屏22用于将监测的信息以可视的方式显示出来，语音播报器23用于将监测的信息以语音的方式播报出来，车载5G天线11传输监测的讯号，车辆与道路基础设施感知模块3包括设置于道路上的测速单元31、红绿灯32和监控单元33，红绿灯32用于指挥车辆的行驶状态，测速单元31和监控单元33用于检测、检测道路上车辆的行驶状态，车辆与行人感知模块4包括智能手机41和智能穿戴设备42，智能手机41和智能穿戴设备42通过5G网络与道路上行驶的车辆互联，以使车辆、行人以及道路基础设施之间相互感知。
本实施例中，包括通过5G网络互联的车辆与网络模块1、车辆与车辆感知模块2、车辆与道路基础设施感知模块3和车辆与行人感知模块4，通过在汽车上设置5G车载天线，并在道路上布置5G天线，令5G网络与道路上行驶的车辆互联，以使车辆、行人以及道路基础设施之间相互感知，在5G网络上共享行人以及车辆的位置、速度信息，从而可以根据道路上车辆、行人的位置和速度，来预先做出行驶状态的调整，以减少道路上事故的发生，从而提高自动驾驶的安全性。
具体的，车辆与车辆感知模块2包括前向碰撞预警和紧急制动预警，雷达21和车载摄像头24用于判断车辆之间的距离，自动驾驶控制器25根据车辆的速度计算出安全距离，当车辆之间的距离小于安全距离，则触发前向碰撞预警，当雷达21和车载摄像头24检测出安全距离内有障碍物则触发紧急制动预警。
具体的，车辆与车辆感知模块2包括盲区预警和交叉路口碰撞预警，雷达21、语音播报器23和监控单元33用于检测路口处车辆与车辆以及车辆与行人之间的位置关系，以达到车辆的盲区预警和交叉路口碰撞预警。
具体的，车辆与车辆感知模块2包括逆向超车预警以及道路危险状况预警，雷达21、语音播报器23和监控单元33用于检测道路上车辆与车辆以及车辆与道路上障碍之间的位置关系，以达到车辆的逆向超车预警以及道路危险状况预警。
具体的，车辆与道路基础设施感知模块3包括基于信号灯的车速引导预警和限速预警，测速单元31和红绿灯32用于检测车辆的行驶速度，红绿灯32将剩余时间通过5G网络传输到车载5G天线11上，自动驾驶控制器25根据红绿灯32的时间，来判断车辆到达红绿灯32处所需时间，以达到车辆基于信号灯的车速引导预警和限速预警。
具体的，车辆与道路基础设施感知模块3包括前方拥堵提醒，测速单元31和监控单元33用于监测道路上车辆的位置和速度，并将监测信息通过5G网络传输到车载5G天线11上，自动驾驶控制器25根据接收到的其余车辆的信息得出前方拥堵提醒。
具体的，车辆与道路基础设施感知模块3包括路口车辆状况预警和路口行人状况预警，测速单元31和监控单元33用于监测交叉路口处的车辆以及行人的位置和速度，并将监测信息通过5G网络传输到车载5G天线11上，自动驾驶控制器25根据接收的信息可以做出行驶状态调整，以达到路口车辆状况预警和路口行人状况预警。
具体的，车辆与行人感知模块4包括人行道行人预警，智能手机41和/或智能穿戴设备42用于将行人的位置信息通过5G网络传输到车载5G天线11上，自动驾驶控制器25根据接收到的行人位置信息做出行驶状态调整，以达到人行道行人预警。
车辆与行人感知模块4包括机动车道行人预警，智能手机41和/或智能穿戴设备42用于将行人的位置信息通过5G网络传输到车载5G天线11上，自动驾驶控制器25根据接收到的行人位置信息做出行驶状态调整，以达到机动车道行人预警。
具体的，5G天线12的通信频率为10HZ，定位精度为1.5米，通信范围为0~300M，最大延时为100MS，以减少延迟，达到信息实时传递的效果。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于5G网络的V2X自动驾驶感知系统，其特征在于：包括通过5G网络互联的车辆与网络模块（1）、车辆与车辆感知模块（2）、车辆与道路基础设施感知模块（3）和车辆与行人感知模块（4），所述车辆与网络模块（1）包括用于接收/发射5G网络的5G天线（12）以及用于接收/发射5G网络的车载5G天线（11），所述车载5G天线（11）安装于汽车上，所述车辆与车辆感知模块（2）包括安装于汽车上的雷达（21）、显示屏（22）、语音播报器（23）、车载摄像头（24）和自动驾驶控制器（25），所述自动驾驶控制器（25）用于控制汽车的行驶状态，所述雷达（21）用于监测汽车周围的障碍物，所述车载摄像头（24）用于监测汽车周围的道路标识以及道路上车辆以及行人状况，所述显示屏（22）用于将监测的信息以可视的方式显示出来，所述语音播报器（23）用于将监测的信息以语音的方式播报出来，所述车载5G天线（11）传输监测的讯号，所述车辆与道路基础设施感知模块（3）包括设置于道路上的测速单元（31）、红绿灯（32）和监控单元（33），所述红绿灯（32）用于指挥车辆的行驶状态，所述测速单元（31）和监控单元（33）用于检测、检测道路上车辆的行驶状态，所述车辆与行人感知模块（4）包括智能手机（41）和智能穿戴设备（42），所述智能手机（41）和智能穿戴设备（42）通过5G网络与道路上行驶的车辆互联，以使车辆、行人以及道路基础设施之间相互感知。
2.根据权利要求1所述的基于5G网络的V2X自动驾驶感知系统，其特征在于：所述车辆与车辆感知模块（2）包括前向碰撞预警和紧急制动预警，所述雷达（21）和车载摄像头（24）用于判断车辆之间的距离，所述自动驾驶控制器（25）根据车辆的速度计算出安全距离，当车辆之间的距离小于安全距离，则触发所述前向碰撞预警，当所述雷达（21）和车载摄像头（24）检测出安全距离内有障碍物则触发所述紧急制动预警。
3.根据权利要求2所述的基于5G网络的V2X自动驾驶感知系统，其特征在于：所述车辆与车辆感知模块（2）包括盲区预警和交叉路口碰撞预警，所述雷达（21）、语音播报器（23）和监控单元（33）用于检测路口处车辆与车辆以及车辆与行人之间的位置关系，以达到车辆的盲区预警和交叉路口碰撞预警。
4.根据权利要求3所述的基于5G网络的V2X自动驾驶感知系统，其特征在于：所述车辆与车辆感知模块（2）包括逆向超车预警以及道路危险状况预警，所述雷达（21）、语音播报器（23）和监控单元（33）用于检测道路上车辆与车辆以及车辆与道路上障碍之间的位置关系，以达到车辆的逆向超车预警以及道路危险状况预警。
5.根据权利要求1所述的基于5G网络的V2X自动驾驶感知系统，其特征在于：所述车辆与道路基础设施感知模块（3）包括基于信号灯的车速引导预警和限速预警，所述测速单元（31）和红绿灯（32）用于检测车辆的行驶速度，所述红绿灯（32）将剩余时间通过5G网络传输到所述车载5G天线（11）上，所述自动驾驶控制器（25）根据所述红绿灯（32）的时间，来判断车辆到达所述红绿灯（32）处所需时间，以达到车辆基于信号灯的车速引导预警和限速预警。
6.根据权利要求1所述的基于5G网络的V2X自动驾驶感知系统，其特征在于：所述车辆与道路基础设施感知模块（3）包括前方拥堵提醒，所述测速单元（31）和所述监控单元（33）用于监测道路上车辆的位置和速度，并将监测信息通过5G网络传输到所述车载5G天线（11）上，所述自动驾驶控制器（25）根据接收到的其余车辆的信息得出前方拥堵提醒。
7.根据权利要求1所述的基于5G网络的V2X自动驾驶感知系统，其特征在于：所述车辆与道路基础设施感知模块（3）包括路口车辆状况预警和路口行人状况预警，所述测速单元（31）和所述监控单元（33）用于监测交叉路口处的车辆以及行人的位置和速度，并将监测信息通过5G网络传输到所述车载5G天线（11）上，所述自动驾驶控制器（25）根据接收的信息可以做出行驶状态调整，以达到路口车辆状况预警和路口行人状况预警。
8.根据权利要求1所述的基于5G网络的V2X自动驾驶感知系统，其特征在于：所述车辆与行人感知模块（4）包括人行道行人预警，所述智能手机（41）和/或智能穿戴设备（42）用于将行人的位置信息通过5G网络传输到所述车载5G天线（11）上，所述自动驾驶控制器（25）根据接收到的行人位置信息做出行驶状态调整，以达到人行道行人预警。
9.根据权利要求1所述的基于5G网络的V2X自动驾驶感知系统，其特征在于：所述车辆与行人感知模块（4）包括机动车道行人预警，所述智能手机（41）和/或智能穿戴设备（42）用于将行人的位置信息通过5G网络传输到所述车载5G天线（11）上，所述自动驾驶控制器（25）根据接收到的行人位置信息做出行驶状态调整，以达到机动车道行人预警。
10.根据权利要求1~9任意一项所述的基于5G网络的V2X自动驾驶感知系统，其特征在于：所述5G天线（12）的通信频率为10HZ，定位精度为1.5米，通信范围为0~300M，最大延时为100MS。
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