CN112849161B - 一种自动驾驶车辆的气象条件预测方法、装置、汽车及控制器 - Google Patents

一种自动驾驶车辆的气象条件预测方法、装置、汽车及控制器 Download PDF

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Abstract

本方案涉及一种自动驾驶车辆的气象条件预测方法、装置、汽车及控制器，以解决现有技术中不能对车辆所处环境的真实气象环境进行预测导致自动驾驶存在安全威胁对问题。该方法包括：基于雨刮信息确定第三初始雨量等级，基于灯光信息确定光线等级，基于能见度高低信息和车辆所处环境场景信息确定光照等级；基于第一初始雨量等级、第二初始雨量等级和第三初始雨量等级，确定最终雨量等级；基于光照等级、光线等级、污染等级信息和天气类型信息，确定最终光照等级；基于环境温度信息，确定环境温度是否超标；根据上述结果，确定车辆当前所处环境的气象条件是否满足自动驾驶。

Description

一种自动驾驶车辆的气象条件预测方法、装置、汽车及控制器
技术领域
本发明涉及自动驾驶领域，具体涉及一种自动驾驶车辆的气象条件预测方法、装置、汽车及控制器。
背景技术
气象条件的监测，是自动驾驶设计运行重要条件之一，气象条件的监测包括能见度、降水、路面高温、风力、低温冰冻、降雪、沙尘暴、光照等维度，气象条件的的监测准确性是确保自动驾驶车辆安全行驶的前提条件，确保自动驾驶车辆运行在安全范围之内。当前气象条件的监测，一般都使用传感器，比如摄像头，雨量阳光传感器，温度传感器，但由于传感器功能及性能的限制，无法监测完善，存在以下弊端：
不能有效分析当前气象条件是否满足车辆进入自动驾驶，因而可能存在车辆运行在有危险的气象条件中，大大降低自动驾驶车辆的安全性。
发明内容
本发明提供了一种自动驾驶车辆的气象条件预测方法、装置、汽车及控制器，以解决现有技术中不能对车辆所处环境的真实气象环境进行预测导致自动驾驶存在安全威胁对问题。本发明的技术方案为：
本发明实施例提供了一种自动驾驶车辆的气象条件预测方法，包括：
步骤S1，从车辆的雨刮开关处进行雨刮信息获取，从车辆的灯光开关处进行灯光信息获取，从车辆的摄像头模块处进行能见度高低信息获取，从车辆的雨量阳光传感模块处进行第一初始雨量等级和车辆所处环境场景信息获取，从车辆的温度传感模块处进行环境温度信息获取，从车辆的高精地图模块处进行第二初始雨量等级、污染等级信息和天气类型信息获取；
步骤S2，基于获取到的雨刮信息确定第三初始雨量等级，基于获取到的灯光信息确定光线等级，基于获取到的能见度高低信息和车辆所处环境场景信息确定光照等级；
步骤S3，基于所述第一初始雨量等级、所述第二初始雨量等级和第三初始雨量等级，确定最终雨量等级；
步骤S4，基于所述光照等级、所述光线等级、所述污染等级信息和所述天气类型信息，确定最终光照等级；
步骤S5，基于所述环境温度信息，确定环境温度是否超标；
步骤S6，根据步骤S3、步骤S4和步骤S5的结果，确定车辆当前所处环境的气象条件是否满足自动驾驶。
其中，步骤S2中：
根据雨刮信息和第三初始雨量等级的预定对应关系，确定第三初始雨量等级；所述第三初始雨量等级为大雨等级、小雨等级或无雨等级；
根据灯光信息与光线等级的预定对应关系，确定光线等级；所述光线等级为光线强或光线弱；
将所述能见度高低信息和车辆所处环境场景信息分别与各自对应的预定加权系数相乘后再相加，得到光照等级。
其中，步骤S3中：
将所述第一初始雨量等级、所述第二初始雨量等级和第三初始雨量等级分别与各自对应的预定加权系数相乘后再相加，得到最终雨量等级。
其中，步骤S4中：
将所述光照等级、所述光线等级、所述污染等级信息和所述天气类型信息分别与各自对应的预定加权系数相乘后再相加，得到最终光照等级。
其中，步骤S6中：
若所述环境温度超标，或，
若所述环境温度未超标、所述最终雨量等级为低等级和/或所述最终光照等级为高等级，确定车辆当前所处环境的气象条件不满足自动驾驶；
若所述环境温度未超标，所述最终雨量等级为低等级且所述最终光照等级为低等级确定车辆当前所处环境的气象条件满足自动驾驶。
本发明实施例还提供了一种自动驾驶车辆的气象条件预测装置，包括：
驾驶员操作模块，用于基于从车辆的雨刮开关处获取到的雨刮信息确定第三初始雨量等级以及基于从车辆的灯光开关处获取到的灯光信息确定光线等级；
传感感知模块，用于基于从车辆的摄像头模块处获取到的能见度高低信息和车辆的雨量阳光传感模块处获取到的车辆所处环境场景信息确定光照等级；以及从车辆的温度传感模块处进行环境温度获取，从车辆的雨量阳光传感模块处进行第一初始雨量等级获取；
地图定位信息模块，用于从车辆的高精地图模块处进行第二初始雨量等级和天气状况信息获取；
天气环境信息模块，用于基于所述第一初始雨量等级、所述第二初始雨量等级和第三初始雨量等级，确定最终雨量等级；基于所述光照等级、所述光线等级和所述天气状况信息，确定最终光照等级；基于所述环境温度信息，确定环境温度是否超标；根据最终雨量等级、最终光照等级和环境温度是否超标结果，确定车辆当前所处环境的气象条件是否满足自动驾驶。
本发明实施例还提供了一种控制器，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器读取所述存储器中的程序，执行如上述的自动驾驶车辆的气象条件预测方法中的步骤。
本发明实施例还提供了一种汽车，包括上述所述的控制器。
本发明的有益效果为：
（1）本发明解决了气象条件监测不完善的缺陷，能够确保自动驾驶车辆运行在安全的气象条件下，大大提高安全性；
（2）本发明通过融合进行了预测，使自动驾驶车辆能够提前采取控制策略，提高了符合人心理预期的行为，这样不仅提高了安全性，且提高用户满意度，使自动驾驶功能接受度增加，增强了品牌形象，无形提升了品牌竞争力；
（3）本发明提供了完善的气象运行条件，使控制策略更完善，使自动驾驶安全得到保证，安用户满意度得到提高。
附图说明
图1 为本实施例中的系统架构图；
其中，1-雨刮开关，2-灯光开关，3-摄像头，4-雨量阳光传感器，5-温度传感器，6-高精度地图，7-驾驶员操作模块，8-传感感知模块，9-地图定位信息模块，10-天气环境信息模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，但本发明并不限于这些实施例。
参考图1，为实施本实施例中的自动驾驶车辆的气象条件预测方法，本实施例提供了一种气象条件预测系统，该系统包括：自动驾驶车辆上搭载的雨刮开关1、灯光开关2、摄像头模块3，雨量阳光传感模块4，温度传感模块5，高精度地图模块6和控制器，该控制器包括：驾驶员操作模块7，传感感知模块8，地图定位信息模块9和天气环境信息模块10。
其中，所述雨刮开关1用于输出雨刮功能的开闭信息，以及在雨刮功能在开启时的雨刮当前所处的档位。驾驶员操作模块7通过雨刮开关1进行上述信息获取，在获取到这些信息后，可以基于雨刮的真实状态，来确定当前的雨量等级。具体来说，按照预先设定的雨刮和第三初始雨量等级的预定对应关系可以确定：在雨刮功能处于关闭状态时，确定雨量等级为0（即表征当前未下雨）；在雨刮功能开启时且雨刮档位为慢速档，确定雨量等级为1（表征雨量等级为小雨等级）；在雨刮功能开启时且雨刮档位为快速档，确定雨刮等级为2（即表征雨量等级为大雨等级）。
所述灯光开关2用于输出灯光开启关闭状态和远近光开闭状态。驾驶员操作模块7通过灯光开关2进行上述信息获取，在获取到这些信息后，可以基于灯光开闭状态，来确定当前的光线等级。具体来说，按照预先设定的灯光和光线等级的预定对应关系可以确定：在近光灯和远光灯均未开启时，确定光线等级为1（即表征光线等级为光线强等级）；在近光灯和/或远光灯开启时，确定光线等级为0（即表征光线等级为光线弱等级）。
所述摄像头模块3用于输出能见度高低信息，具体来说，摄像头模块3通过基于摄像采集到的图像信息对环境的能见度高低进行划分，即根据采集到的图像信息来确定当前环境的能见度高低。其中，摄像头模块3基于采集到的图像进行能见度高低等级划分的具体手段为现有技术，例如许茜在2013年6月发表的文章 “基于图像理解的能见度测量方法”中提供的相关技术手段。
所述雨量阳光传感模块4用于根据雨量传感器采集到的雨量大小按照预定关系确定第一初始雨量等级，并基于光照传感器采集到的光照强度和雨量大小来共同确定车辆所处环境场景。本实施例中，车辆所处环境场景包括：白天、黄昏、夜晚、地下车库、隧道灯场景。本实施例中，雨量阳光传感模块4基于雨量大小和光照强度进行车辆所处环境场景确定的具体手段为现有技术。
所述传感感知模块8将所述能见度高低信息和车辆所处环境场景信息分别与各自对应的预定加权系数相乘后再相加，得到光照等级。其中，能见度高低信息对应的预定加权系数和车辆所处环境场景信息对应的预定加权系数的和为1。
所述温度传感模块5用于输出所采集的车外温度值。传感感知模块8在接收到温度传感模块5输出的车外温度值后对所接收到的环境温度进行滤波处理，再发送至天气环境信息模块10。
所述高精度地图模块6用于输出天气类型信息、污染等级信息和第二初始雨量等级信息输出，具体来说，高精度地图模块6中记录的信息具体包括：天气类型、温度、湿度、天气降水量、降雨量、风力、沙尘暴、路面情况、天气管制情况。基于这些信息，高精度地图模块6在进行信息滤波处理后，可以向地图定位信息模块9输出本实施例中所需求的第二初始雨量等级和天气状况信息，第二初始雨量等级具体是根据上述降雨量与第二初始雨量等级的预定对应关系，确定第二初始雨量等级。本实施例中，污染等级信息基于高精度地图模块6中记录的雾霾信息和/或沙尘暴信息与预设的污染等级信息来确定具体的污染等级。
天气环境信息模块10基于所述第一初始雨量等级、所述第二初始雨量等级和第三初始雨量等级，确定最终雨量等级。具体来说，天气环境信息模块将所述第一初始雨量等级、所述第二初始雨量等级和第三初始雨量等级分别与各自对应的预定加权系数相乘后再相加，得到最终雨量等级。第一初始雨量等级、所述第二初始雨量等级和第三初始雨量等级分别与各自对应的预定加权系数的和为1。
其中，由于预定加权系数的设置，经过加权计算后的数值可能为带有小数的数值，本实施例中，基于计算出的数值进一步分类，得到的最终雨量等级为无雨、小雨、中雨、大雨、暴雨中的任意一个等级。
进一步地，天气环境信息模块10基于所述光照等级、所述光线等级、所述污染等级信息和所述天气类型信息，确定最终光照等级。具体来说，将所述光照等级、所述光线等级、所述污染等级信息和所述天气类型信息分别与各自对应的预定加权系数相乘后再相加，得到最终光照等级。
其中，由于预定加权系数的设置，经过加权计算后的数值可能为带有小数的数值，本实施例中，基于计算出的数值进一步分类，得到的最终光照等级为低光照等级或高光照等级。
此外，天气环境信息模块10还需要基于所述环境温度信息，确定环境温度是否超标。具体来说，天气环境信息模块10将传感感知模块8输入的环境温度值与内部预设的温度范围上下限进行对比，若超出范围则处理为温度超范围，最终得到温度正常、温度超范围2个等级。
最终，天气环境信息模块10基于所述环境温度信息，确定环境温度是否超标；根据最终雨量等级、最终光照等级和环境温度是否超标结果，确定车辆当前所处环境的气象条件是否满足自动驾驶。若所述环境温度超标，或，
若所述环境温度未超标、所述最终雨量等级为低等级和/或所述最终光照等级为高等级，确定车辆当前所处环境的气象条件不满足自动驾驶；
若所述环境温度未超标，所述最终雨量等级为低等级且所述最终光照等级为低等级确定车辆当前所处环境的气象条件满足自动驾驶。

Claims (8)

1.一种自动驾驶车辆的气象条件预测方法，其特征在于，包括：
步骤S1，从车辆的雨刮开关处进行雨刮信息获取，从车辆的灯光开关处进行灯光信息获取，从车辆的摄像头模块处进行能见度高低信息获取，从车辆的雨量阳光传感模块处进行第一初始雨量等级和车辆所处环境场景信息获取，从车辆的温度传感模块处进行环境温度信息获取，从车辆的高精地图模块处进行第二初始雨量等级、污染等级信息和天气类型信息获取；
步骤S2，基于获取到的雨刮信息确定第三初始雨量等级，基于获取到的灯光信息确定光线等级，基于获取到的能见度高低信息和车辆所处环境场景信息确定光照等级；
步骤S3，基于所述第一初始雨量等级、所述第二初始雨量等级和第三初始雨量等级，确定最终雨量等级；
步骤S4，基于所述光照等级、所述光线等级、所述污染等级信息和所述天气类型信息，确定最终光照等级；
步骤S5，基于所述环境温度信息，确定环境温度是否超标；
步骤S6，根据步骤S3、步骤S4和步骤S5的结果，确定车辆当前所处环境的气象条件是否满足自动驾驶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中：
根据雨刮信息和第三初始雨量等级的预定对应关系，确定第三初始雨量等级；所述第三初始雨量等级为大雨等级、小雨等级或无雨等级；
根据灯光信息与光线等级的预定对应关系，确定光线等级；所述光线等级为光线强或光线弱；
将所述能见度高低信息和车辆所处环境场景信息分别与各自对应的预定加权系数相乘后再相加，得到光照等级。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中：
将所述第一初始雨量等级、所述第二初始雨量等级和第三初始雨量等级分别与各自对应的预定加权系数相乘后再相加，得到最终雨量等级。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中：
将所述光照等级、所述光线等级、所述污染等级信息和所述天气类型信息分别与各自对应的预定加权系数相乘后再相加，得到最终光照等级。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S6中：
若所述环境温度超标，或，
若所述环境温度未超标、所述最终雨量等级为低等级和/或所述最终光照等级为高等级，确定车辆当前所处环境的气象条件不满足自动驾驶；
若所述环境温度未超标，所述最终雨量等级为低等级且所述最终光照等级为低等级确定车辆当前所处环境的气象条件满足自动驾驶。
6.一种自动驾驶车辆的气象条件预测装置，其特征在于，包括：
驾驶员操作模块，用于基于从车辆的雨刮开关处获取到的雨刮信息确定第三初始雨量等级以及基于从车辆的灯光开关处获取到的灯光信息确定光线等级；
传感感知模块，用于基于从车辆的摄像头模块处获取到的能见度高低信息和车辆的雨量阳光传感模块处获取到的车辆所处环境场景信息确定光照等级；以及从车辆的温度传感模块处进行环境温度获取，从车辆的雨量阳光传感模块处进行第一初始雨量等级获取；
地图定位信息模块，用于从车辆的高精地图模块处进行第二初始雨量等级和天气状况信息获取；
天气环境信息模块，用于基于所述第一初始雨量等级、所述第二初始雨量等级和第三初始雨量等级，确定最终雨量等级；基于所述光照等级、所述光线等级和所述天气状况信息，确定最终光照等级；基于所述环境温度信息，确定环境温度是否超标；根据最终雨量等级、最终光照等级和环境温度是否超标结果，确定车辆当前所处环境的气象条件是否满足自动驾驶。
7.一种控制器，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器读取所述存储器中的程序，执行如权利要求1至5中任一项所述的自动驾驶车辆的气象条件预测方法中的步骤。
8.一种汽车，其特征在于，包括权利要求7所述的控制器。
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