CN112537298A - 一种车道的自动生成方法、装置及交通载具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车道的自动生成方法、装置及交通载具，所述方法包括以下步骤：实时获取交通载具的行进方向；自动在所述交通载具行进方向的周边生成行驶线；检测所述行驶线与目标物之间的偏离；根据所述行驶线与所述目标物之间的偏离调整所述交通载具的行驶方向。本发明可以使交通载具根据目标物的位置自动生成一条行驶线，从而使车辆沿着该条行驶线行驶，保证了行驶的安全。

Description

一种车道的自动生成方法、装置及交通载具
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种车道的自动生成方法、装置及交通载具。
背景技术
全球卫星导航系统,也称为全球导航卫星系统，是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。卫星导航系统已经在航空、航海、通信、人员跟踪、消费娱乐、测绘、授时、车辆监控管理和汽车导航与信息服务等方面广泛使用，而且总的发展趋势是为实时应用提供高精度服务。
现有的无人驾驶技术是基于全球卫星导航系统来实现的，但是现有的自主驾驶的感知或规划可能是不准确的，并且可能不能检测到自动驾驶车辆未正确地沿着车道行驶。另一方面，在一些道路路面未设置车道，或者车道上没有划分车道标记线的情况下，自动驾驶车辆采取现有的方式将无法进行良好的车道保持功能，甚至会出现驾驶意外。
发明内容
为了现有技术存在的上述技术缺陷，本发明提供一种车道的自动生成方法、装置及交通载具，可以使交通载具根据目标物的位置自动生成一条行驶线，从而使车辆沿着该条行驶线行驶，保证了行驶的安全，可以有效解决背景技术中的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供的车道的自动生成方法、装置及交通载具的技术方案具体如下：
第一方面，本发明实施例公开了一种车道的自动生成方法，所述方法包括以下步骤：
实时获取交通载具的行进方向；
自动在所述交通载具行进方向的周边生成行驶线；
检测所述行驶线与目标物之间的偏离；
根据所述行驶线与所述目标物之间的偏离调整所述交通载具的行驶方向。
在上述任一方案中优选的是，所述交通载具上具有行车系统，所述行车系统用于控制所述交通载具的行驶方向。
在上述任一方案中优选的是，所述目标物可以是具有一定规则形状或者排列的可识别对象。
在上述任一方案中优选的是，所述的车道的自动生成方法，还包括：
若在道路上行驶的过程中，遇到与该条道路相交的另一条道路，则需要预先在导航系统当中设置目的地，导航系统根据交通载具行进的方向，自动将相交的另一条道路屏蔽。
在上述任一方案中优选的是，所述的车道的自动生成方法，还包括：
在所述导航系统当中自动生成道路图像，并将该道路图像发送至行车系统，行车系统根据收集到的道路的图像，自动生成一条行驶线。
在上述任一方案中优选的是，所述的车道的自动生成方法，还包括：所述行驶线与目标物之间的偏离判断方法为：
若交通载具在t1时刻的行驶线与在t0时刻的行驶线相重合，则交通载具不偏离；
若交通载具在t1时刻的行驶线与在t0时刻的行驶线不相重合，则交通载具发生偏离。
在上述任一方案中优选的是，所述的车道的自动生成方法，还包括：
若在t1时刻的行驶线向目标物的内侧偏离，行驶线偏离的距离在安全范围内，则交通载具可按照在t1时刻所生成的行驶线保持行驶；
若在t1时刻的行驶线向目标物的内侧偏离，且在t1时刻的行驶线与目标物之间的距离超出安全范围时，则交通载具调整行进方向。
在上述任一方案中优选的是，所述的车道的自动生成方法，还包括：
若在t1时刻的行驶线向目标物的外侧偏离，则交通载具在危险区域内行驶，即代表着交通载具向右偏移，则交通载具向左调整行驶路线，并按照在t0时刻所生成的行驶线保持行驶。
与现有技术相比较，本发明一种车道的自动生成方法，在使用时，通过实时获取交通载具的行进方向，可以方便掌握交通载具的位置以及方向，然后自动在所述交通载具行进方向的周边生成行驶线，以方便使用，然后检测所述行驶线与目标物之间的偏离，根据所述行驶线与所述目标物之间的偏离调整所述交通载具的行驶方向通过检测或识别交通载具周边的目标物，可以使交通载具根据目标物的位置自动生成一条行驶线，从而使车辆沿着该条行驶线行驶，保证了行驶的安全。
第二方面，一种车道的自动生成装置，包括：
检测识别单元，检测或识别目标物，检测交通载具与目标物的距离，结合立体地图信息和实时定位信息来判断前方路段是否具有目标物，所述立体地图为预先通过无人机对某一个地区进行扫描后重建的三维地图信息，通过所述三维地图信息获取所述交通载具前方是否有目标物；
偏离判断单元，根据交通载具与检测识别单元检测或识别的目标物的距离判断交通载具的偏离；
方向调整单元，根据交通载具的偏离调整交通载具的行驶方向。
本发明第二方面与第一方面所起到的作用相同，故在此不再赘述。
第三方面，一种交通载具，包括所述的车道的自动生成装置。
本发明第三方面与第二方面和第一方面所起到的作用相同，故在此不再赘述。
附图说明
附图用于对本发明的进一步理解，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。
图1是按照本发明车道的自动生成方法的一优选实施例原理图；
图2是按照本发明车道的自动生成方法中的在t时刻，交通载具在a区域,在t’时刻,交通载具a’区域，行驶时示意图；
图3是按照本发明车道的自动生成方法中的目标物示意图；
图4是按照本发明车道的自动生成方法中的当在笔直的道路上行驶的过程中，在t1时刻若遇到与该条道路相交的另一条道路示意图。
图5是按照本发明车道的自动生成方法中的当在交通载具行驶在弯道上，在t1时刻若遇到与该条弯道相交的另一条道路示意图。
图6是按照本发明车道的自动生成方法中的可以在道路上设置感应元器件示意图。
图7是按照本发明车道的自动生成方法中的安全距离示意图。
图8是本发明车道的自动生成装置的逻辑示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图及具体实施方式对本发明技术方案进行详细说明。
实施例：
第一方面，本发明实施例公开了一种车道的自动生成方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
步骤1，实时获取交通载具的行进方向。
所述交通载具可以是利用动力系统驱动的行驶工具。例如依靠汽油或者柴油发动机驱动的乘用轿车、货运车、公共交通车辆等，也可以是依靠电机驱动的二轮、三轮或者四轮电动车，也可以是依靠其他新能源作为动力源的交通载具。
所述交通载具的行进方向可以通过GPS定位系统/北斗定位系统/俄罗斯GLONASS系统(格洛纳斯卫星导航系统)/伽利略卫星导航系统中的一种或多种，并实时获取交通载具的位置，从而根据交通载具的位置的变化，判断交通载具的行进方向.
例如，如图2所示，若在某一时刻t，交通载具在道路上的位置为a区域,在另一时刻t’,交通载具在道路上的位置为a’区域，因此可以判断该交通载具即从a区域向a’区域行驶。
步骤2，自动在交通载具行进方向的周边生成目标物。
所述目标物可以是具有一定规则形状或者排列的可识别对象。例如车辆周围的环境中的存在物，该存在物可以是运动的，如该交通载具周边的其他交通载具，或者与该交通载具具有一定相对速度的移动物体，该存在物也可以是静止的，如该交通载具周边的道路标记线，道路边界线，电线杆，交通指示牌，建筑物等。更为优选地，在本发明的一个实施方式中，所述目标物是道路边界线。如图3所示，所述道路边界线可以是交通、路政部门或者其他部门在道路路面的边界处已经画好的白色实线，也可以是其他颜色其他线型的标记线101。
在道路的侧面存在道路边界线的情况下：
若交通载具行驶在笔直的道路上，则交通载具上的行车系统，根据道路右侧面的道路边界线，在交通载具前进的方向自动生成一条与道路边界线相重合的行驶线，则交通载具可沿着该条相重合的行驶线安全行驶；
进一步的，如图4所示，当在笔直的道路上行驶的过程中，在t1时刻若遇到与该条道路相交的另一条道路，则需要预先在导航系统当中设置目的地，导航系统根据交通载具行进的方向，自动将相交的另一条道路屏蔽，同时，在导航系统当中自动生成道路图像(可以结合立体地图信息和实时定位信息来获取前方的图像信息，以便系统提前做好备选方案，立体地图类似于baidu或者高德地图的3D模式，预先通过无人机对某一个地区进行扫描后重建的三维地图信息)，并将该道路图像通过无线发射模块发送至行车系统，无线发射模块可以采用2G/3G/4G/5G/WIFI中的一个或多个，行车系统根据收集到的道路的图像，自动生成一条行驶线。
进一步的，如图5所示，当在交通载具行驶在弯道上，在t1时刻若遇到与该条弯道相交的另一条道路，则需要预先在导航系统当中设置目的地，导航系统根据交通载具行进的方向，自动将相交的另一条道路屏蔽，同时，在导航系统当中自动生成道路图像(可以结合立体地图信息和实时定位信息来获取前方的图像信息，以便系统提前做好备选方案，立体地图类似于baidu或者高德地图的3D模式，预先通过无人机对某一个地区进行扫描后重建的三维地图信息)，并将该道路图像通过无线发射模块发送至行车系统，无线发射模块可以采用2G/3G/4G/5G/WIFI中的一个或多个，行车系统根据收集到的道路的图像，自动生成一条行驶线。
在道路的侧面不存在道路边界线的情况下：
若交通载具行驶在笔直的道路上，则需要预先在导航系统当中设置目的地，导航系统根据交通载具行进的方向，在导航系统当中自动生成道路图像(可以结合立体地图信息和实时定位信息来获取前方的图像信息，以便系统提前做好备选方案，立体地图类似于baidu或者高德地图的3D模式，预先通过无人机对某一个地区进行扫描后重建的三维地图信息)，并将该道路图像通过无线发射模块发送至行车系统，无线发射模块可以采用2G/3G/4G/5G/WIFI中的一个或多个，行车系统根据收集到的道路的图像，自动生成一条行驶线；
进一步的，当在笔直的道路上行驶的过程中，在t1时刻若遇到与该条道路相交的另一条道路，则需要预先在导航系统当中设置目的地，导航系统根据交通载具行进的方向，自动将相交的另一条道路屏蔽，同时，在导航系统当中自动生成道路图像(可以结合立体地图信息和实时定位信息来获取前方的图像信息，以便系统提前做好备选方案，立体地图类似于baidu或者高德地图的3D模式，预先通过无人机对某一个地区进行扫描后重建的三维地图信息)，并将该道路图像通过无线发射模块发送至行车系统，无线发射模块可以采用2G/3G/4G/5G/WIFI中的一个或多个，行车系统根据收集到的道路的图像，自动生成一条行驶线。
进一步的，当在交通载具行驶在弯道上，在t1时刻若遇到与该条弯道相交的另一条道路，则需要预先在导航系统当中设置目的地，导航系统根据交通载具行进的方向，自动将相交的另一条道路屏蔽，同时，在导航系统当中自动生成道路图像(可以结合立体地图信息和实时定位信息来获取前方的图像信息，以便系统提前做好备选方案，立体地图类似于baidu或者高德地图的3D模式，预先通过无人机对某一个地区进行扫描后重建的三维地图信息)，并将该道路图像通过无线发射模块发送至行车系统，无线发射模块可以采用2G/3G/4G/5G/WIFI中的一个或多个，行车系统根据收集到的道路的图像，自动生成一条行驶线。
在一个优选的实施方式中，为了提高汽车行驶的安全性和稳定性，如图6所示，可以在道路上设置有一些感应元器件203，感应元器件例如可以为预埋在车道下方的感应线圈，优选为通有一定工作电流的环形线圈(一般为2m×1.5m)。当车辆通过环形地埋线圈或停在环形地埋线圈上时，车辆自身铁质切割磁通线，引起线圈回路电感量的变化，检测器通过检测该电感量就可以检测出车辆的存在。进一步可利用相位锁存器和相位比较器，对相位的变化进行检测；另一种实施方式中，利用由环形地埋线圈构成回路的耦合电路对其振荡频率进行检测。感应式环形线圈行驶车辆检测器具有性能稳定、性价比高、免维护、技术不复杂等特点。在实际的使用当中，汽车行驶在车道感应线圈一侧，通过采用相位锁存器和相位比较器，对相位的变化进行检测，和/或环形地埋线圈构成回路的耦合电路对其振荡频率进行检测，可以识别出右侧道路边界，然后行车系统根据识别出的右侧道路的边界线自动生成行驶线。
步骤3，检测目标物的偏离。
在该步骤中，假设汽车行驶的道路右侧一直存在道路边界线，根据道路右侧面的道路边界线，在交通载具前进的方向自动生成一条行驶线。
若该条行驶线与在t0时刻的行驶线在相重合，则交通载具不偏离；
若该条行驶线与在t0时刻的行驶线不在相重合，则交通载具发生偏离，为了进一步提高容错率，可以将交通载具发生的偏离控制在一定的范围内，从而保证行车的安全，如在t1时刻的行驶线向道路边缘的内侧偏离的距离为L，且L在一定的范围内则交通载具可按照在t1时刻所生成的行驶线保持行驶，其中，L的范围为0～8cm，其为安全距离。
若在t0时刻的行驶线与在t1时刻的行驶线两者之间的距离大于L，则交通载具不在安全距离内，判断交通载具向左偏移。
如图7所示，例如，在t2时刻的行驶线与在t0时刻的行驶线两者之间的距离为4cm，由于偏离的距离在0～8cm之间，所以该交通载具可以沿着t2时刻的行驶线继续行驶；如果在t2时刻的行驶线与在t0时刻的行驶线两者之间的距离为8cm，由于偏离的距离在0～8cm之间，所以该交通载具处于安全区域；如果在t2时刻的行驶线与在t0时刻的行驶线两者之间的距离为9cm，由于偏离的距离不在0～8cm之间，则判断交通载具向左偏移，所以该交通载具处于危险区域。
若该条行驶线与在t0时刻的行驶线不在相重合，则通过导航系统计算在t0时刻的行驶线与在t1时刻的行驶线两者之间的距离，若在t1时刻的行驶线向道路边缘的外侧偏离，则意味着交通载具在危险区域内行驶，即代表着交通载具向右偏移。在该步骤中，假设汽车行驶的道路右侧不存在道路边界线：
根据导航系统当中自动生成的道路图像，并将该道路图像通过无线发射模块发送至行车系统，行车系统根据收集到的道路的图像，自动匹配，从而自动生成一条行驶线；
若该条行驶线与匹配到的道路的图像相重合，则交通载具不偏离；
若该条行驶线与匹配到的道路的图像相不重合，则交通载具发生偏离，为了进一步提高容错率，可以将交通载具发生的偏离控制在一定的范围内，从而保证行车的安全，如在t1时刻的行驶线向道路边缘的内侧偏离的距离为L，且L在一定的范围内则交通载具可按照在t1时刻所生成的行驶线保持行驶，其中，L的范围为0～8cm，其为安全距离。
若在t1时刻的行驶线与道路边缘之间的距离大于L，则交通载具不在安全距离内，判断交通载具向左偏移。
例如，在t1时刻的行驶线与道路边缘两者之间的距离为4cm，由于偏离的距离在0～8cm之间，所以该交通载具可以沿着t1时刻的行驶线继续行驶；如果在t2时刻的行驶线与道路边缘两者之间的距离为8cm，由于偏离的距离在0～8cm之间，所以该交通载具处于安全区域；如果在t3时刻的行驶线与道路边缘两者之间的距离为9cm，由于偏离的距离不在0～8cm之间，则判断交通载具向左偏移，所以该交通载具处于危险区域。
步骤4，根据目标物的偏离调整交通载具的行驶方向。
若该条行驶线与在t0时刻的行驶线在相重合，则交通载具依靠在t1时刻所生成的行驶线保持行驶；
若该条行驶线与在t0时刻的行驶线不在相重合，则通过导航系统计算在t0时刻的行驶线与在t1时刻的行驶线两者之间的距离，若在t1时刻的行驶线向道路边缘的内侧偏离的距离为L，且L在一定的范围内则交通载具可按照在t1时刻所生成的行驶线保持行驶，其中，L的范围为0～8cm，其为安全距离。
若在t0时刻的行驶线与在t1时刻的行驶线两者之间的距离大于L，则交通载具不在安全距离内，判断交通载具向左偏移，需要交通载具向右调整行驶路线，并按照在t0时刻所生成的行驶线保持行驶。
例如，在t2时刻的行驶线与在t0时刻的行驶线两者之间的距离为4cm，由于偏离的距离在0～8cm之间，所以该交通载具可以沿着t2时刻的行驶线继续行驶；如果在t2时刻的行驶线与在t0时刻的行驶线两者之间的距离为8cm，由于偏离的距离在0～8cm之间，所以该交通载具可以沿着t2时刻的行驶线继续行驶；如果在t2时刻的行驶线与在t0时刻的行驶线两者之间的距离为9cm，由于偏离的距离不在0～8cm之间，则判断交通载具向左偏移，调整交通载具的行驶路线，使其按照t0时刻的行驶线继续行驶。
若该条行驶线与在t0时刻的行驶线不在相重合，则通过导航系统计算在t0时刻的行驶线与在t1时刻的行驶线两者之间的距离，若在t1时刻的行驶线向道路边缘的外侧偏离，则意味着交通载具在危险区域内行驶，即代表着交通载具向右偏移，此时需要交通载具向左调整行驶路线，并按照在t0时刻所生成的行驶线保持行驶，如此可以进一步增加交通载具行驶的安全性。
第二方面，如图8所示，一种车道的自动生成装置，包括：
检测识别单元，用于实时获取交通载具的行进方向；
自动生成单元，用于自动在所述交通载具行进方向的周边生成行驶线；
偏离判断单元，用于检测所述行驶线与目标物之间的偏离；
方向调整单元，用于根据所述行驶线与所述目标物之间的偏离调整所述交通载具的行驶方向。
第三方面，一种交通载具，包括所述的基于目标物的车道保持的装置。
以上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)

1.一种车道的自动生成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
实时获取交通载具的行进方向；
自动在所述交通载具行进方向的周边生成行驶线；
检测所述行驶线与目标物之间的偏离；
根据所述行驶线与所述目标物之间的偏离调整所述交通载具的行驶方向。
2.根据权利要求1所述的车道的自动生成方法，其特征在于，所述交通载具上具有行车系统，所述行车系统用于控制所述交通载具的行驶方向。
3.根据权利要求2所述的车道的自动生成方法，其特征在于，所述目标物可以是具有一定规则形状或者排列的可识别对象。
4.根据权利要求3所述的车道的自动生成方法，其特征在于，还包括：
若在道路上行驶的过程中，遇到与该条道路相交的另一条道路，则需要预先在导航系统当中设置目的地，导航系统根据交通载具行进的方向，自动将相交的另一条道路屏蔽。
5.根据权利要求4所述的车道的自动生成方法，其特征在于，还包括：
在所述导航系统当中自动生成道路图像，并将该道路图像发送至行车系统，行车系统根据收集到的道路的图像，自动生成一条行驶线。
6.根据权利要求5所述的车道的自动生成方法，其特征在于，所述行驶线与目标物之间的偏离判断方法为：
若交通载具在t1时刻的行驶线与在t0时刻的行驶线相重合，则交通载具不偏离；
若交通载具在t1时刻的行驶线与在t0时刻的行驶线不相重合，则交通载具发生偏离。
7.根据权利要求6所述的车道的自动生成方法，其特征在于，还包括：
若在t1时刻的行驶线向目标物的内侧偏离，行驶线偏离的距离在安全范围内，则交通载具可按照在t1时刻所生成的行驶线保持行驶；
若在t1时刻的行驶线向目标物的内侧偏离，且在t1时刻的行驶线与目标物之间的距离超出安全范围时，则交通载具调整行进方向。
8.根据权利要求6所述的车道的自动生成方法，其特征在于，还包括：
若在t1时刻的行驶线向目标物的外侧偏离，则交通载具在危险区域内行驶，即代表着交通载具向右偏移，则交通载具向左调整行驶路线，并按照在t0时刻所生成的行驶线保持行驶。
9.一种车道的自动生成装置，其特征在于，包括：
检测识别单元，用于实时获取交通载具的行进方向；
自动生成单元，用于自动在所述交通载具行进方向的周边生成行驶线；
偏离判断单元，用于检测所述行驶线与目标物之间的偏离；
方向调整单元，用于根据所述行驶线与所述目标物之间的偏离调整所述交通载具的行驶方向。
10.一种交通载具，其特征在于，包括权利要求9所述的车道的自动生成装置。
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刘文胜: "《实用电路分析与设计》", 31 August 2017, 广州：华南理工大学出版社 *

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