CN114283619A - 一种基于v2x的车辆避障系统、平台构架、方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能交通系统技术领域，具体涉及一种基于V2X的车辆避障系统、平台构架、方法及车辆。系统包括：感知模块，用于获取车况信息、路况信息和障碍物信息；车用无线通信模组，用于获取对应的网络交互信息；信息处理模块，用于计算生成自车的行车避障信息，并分发行车避障信息至对应的功能模块执行其避障能力，以动态调整自车的行车避障策略，并辅助调整其他车辆的行车避障策略。本发明还相应的公开了基于V2X的车辆避障平台构架、方法及车辆。本发明的车辆避障系统能够辅助实现非网联车辆、智能网联车辆以及自动驾驶车辆的协同避障，从而能够辅助提升车辆协同避障的全面性和准确性。

Description

一种基于V2X的车辆避障系统、平台构架、方法及车辆

技术领域

本发明涉及智能交通系统技术领域，具体涉及一种基于V2X的车辆避障系统、平台构架、方法及车辆。

背景技术

近年来，日常生活中的汽车正发生着重要的变化，随着现代人生活节奏的加快，对汽车的要求越来越高，不但要求汽车行驶速度更快、体验要更舒适，而且要有更高的安全性和智能性。随着车辆智能化和网联化的发展进程，对智能交通技术提出了更高的要求，这也加速了V2X(Vehicle to Everything，车用无线通信)技术的应用与落地。V2X技术包括车辆与车辆通信(车车通信，V2V)，车辆与行人、骑行者通信(车人通信，V2P)，车辆与道路基础设施通信(车路通信，V2I)，以及车辆与云端服务通信 (车云通信，V2N)等通信交互。

对车辆行驶过程中的信息进行分析，为驾驶员进行路况预警，避开拥堵路段选择最佳行驶线路，就是V2X技术发挥作用的场合。例如，公开号为CN109087503B的中国专利就公开了《一种基于V2X的车车协同系统》，其包括数据处理模块及分别与数据处理模块连接的数据采集模块、云端数据采集模块、车身控制模块、人机交互模块，数据采集模块用于获取远车数据、车身CAN数据、GPS数据与惯性导航系统数据；数据处理模块用于按协议生成指定格式消息，处理数据采集模块及高精地图模块获取的数据，进行协同驾驶规划，将驾驶指令发送给车身控制模块，将警告及引导发送到人机交互模块。

上述现有方案中的车车协同系统也是一种协同避障系统，其通过感知模块（数据采集模块）获取车况、路况数据，通过车路协同云平台（云端数据采集模块）和信息处理模块进行计算分析，以解决车车协同时车辆间复杂的信息交互。但是，现有协同避障系统的场景过于理想化，其要求参与协同避障的车辆具备完全的智能网联能力，并能够基于设定的行车避障策略完成避障，而未考虑非网联车辆（不具备通信能力的车辆）或自动驾驶车辆的驾驶行为对协同避障规划方案的影响，使得非网联车辆或自动驾驶车辆不仅无法参与协同避障，还会影响其他车辆的避障效果。也就是说，现有方案仅适用于智能网联车辆的避障，而无法有效应用于非网联车辆和自动驾驶车辆的避障，导致车辆协同避障的全面性和准确性不好。

因此，如何设计一种能够适应于非网联车辆、智能网联车辆以及自动驾驶车辆的避障系统是亟需的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够辅助实现非网联车辆、智能网联车辆以及自动驾驶车辆协同避障的车辆避障系统，从而辅助提升车辆协同避障的全面性和准确性。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于V2X的车辆避障系统，包括：

感知模块，用于获取车况信息、路况信息和障碍物信息；

车用无线通信模组，用于与其他车辆、道路基础设施和/或车路协同云平台进行通信，并获取对应的网络交互信息；

信息处理模块，用于根据车用无线通信模组的网络交互信息，以及感知模块的车况信息、路况信息和障碍物信息计算生成自车的行车避障信息；

所述行车避障信息包括用于自车自动驾驶和/或智能辅助驾驶的驾驶控制信息、用于车间通信交互和/或上传至车路协同云平台供其他车辆获取的行驶交互信息，以及用于指导自车避障行驶和/或辅助其他车辆避障行驶的避障预警信息；

信息处理模块分发行车避障信息至对应的功能模块执行其避障能力，以动态调整自车的行车避障策略，并辅助调整其他车辆的行车避障策略。

优选的，所述车用无线通信模组包括车车通信模块、车云通信模块和车路通信模块中的任意一项或多项；

车车通信模块用于与其他车辆进行通信，以实现车辆间的车间交互信息交互；

车云通信模块用于与车路协同云平台进行通信，以获取车路协同云平台下发的对应障碍路段的避障规划；

车路通信模块用于与道路基础设施进行通信，以实现车辆与道路基础设施间的道路基础设施信息交互；

网络交互信息包括车间交互信息、对应障碍路段的避障规划和道路基础设施信息中的任意一项或多项。

优选的，车车通信模块接收其他车辆的车间交互信息，然后基于车间交互信息中的障碍物信息生成对应的道路障碍前瞻信息，并将道路障碍前瞻信息通过车车通信模块进行接力广播；

信息处理模块计算自车的行车避障信息时，结合道路障碍前瞻信息参与计算。

优选的，车辆避障系统还包括：

智能驾驶模块，用于接收并解析对应的驾驶控制信息，以实现自车的自动驾驶或智能辅助驾驶；

预警模块，用于接收对应的避障预警信息，并生成用于指导自车避障行驶的避障驾驶预警提示，以及用于辅助其他车辆避障行驶的尾灯灯语预警提示。

本发明还公开了一种基于V2X的车辆避障平台构架，包括：

车路协同云平台，用于与本发明的车辆避障系统进行通信；

所述车路协同云平台包括存储子系统和避障规划子系统；

存储子系统用于接收并存储车辆避障系统上报的车况信息、路况信息和障碍物信息；

避障规划子系统，用于根据车辆避障系统上报的障碍物信息确定障碍路段；然后获取对应障碍路段周边限定范围内所有车辆避障系统上报的车况信息和路况信息，并计算对应障碍路段的当前车流量；最后获取对应障碍路段的历史车流量，并基于对应障碍路段的当前车流量和历史车流量计算生成对应的避障规划；

车路协同云平台通过车云通信技术广播对应障碍路段的避障规划，使得车辆避障系统能够基于避障规划优化其行车避障信息及行车避障策略。

优选的，所述车路协同云平台还包括：

交通调度子系统，用于获取对应障碍路段的交通调度信息和预计恢复时间；

所述避障规划子系统还用于结合所述交通调度子系统的交通调度信息和预计恢复时间优化对应障碍路段的避障规划。

优选的，所述交通调度子系统还用于根据对应障碍路段的避障规划生成对应的交通避障调度信息；

车路协同云平台通过下发对应障碍路段的避障规划，使得对应障碍路段的道路基础设施能够基于交通避障调度信息完成对应障碍路段的交通避障引导服务。

本发明还公开了一种基于V2X的车辆避障方法，基于本发明的车辆避障平台构架实施，具体包括以下步骤：

S1：根据车辆所搭载车辆避障系统的功能模块和感知能力差异，将车辆划分至不同的协同等级；

S2：制定各协同等级车辆的行车避障策略；

S3：各协同等级车辆根据行车避障策略执行对应的行车避障过程，并采集车况信息、路况信息和障碍物信息；

S4：将车辆采集的车况信息、路况信息和障碍物信息上报至车路协同云平台；

S5：车路协同云平台基于对应障碍路段各个车辆上报的车况信息、路况信息和障碍物信息计算生成避障规划，并下发至各协同等级车辆；

S6：各协同等级车辆根据下发的避障规划动态调整行车避障策略；

S7：重复步骤S3至S6，直至对应障碍路段的车流量恢复正常。

优选的，步骤S6中，车辆根据避障规划结合自车的车况信息、路况信息和障碍物信息计算对应的行车避障信息，并分发行车避障信息至自车对应的功能模块执行其避障能力，以动态调整自车的行车避障策略。

本发明还公开了一种车辆，所述车辆搭载有本发明的车辆避障系统。

本发明中基于V2X的车辆避障系统、平台构架及方法，具有如下有益效果：

本发明的车辆避障系统参与协同避障时，能够实现非网联车辆、智能网联车辆以及自动驾驶车辆的协同避障，从而能够提升车辆协同避障的全面性和准确性。

本发明获取的网络交互信息、车况信息、路况信息和障碍物信息能够有效的反映道路障碍物及通行情况，从而能够保证车辆协同避障的准确性。同时，本发明能够通过车间交互信息、对应障碍路段的避障规划和道路基础设施信息辅助计算行车避障信息，从而能够更全面和准确的实现车辆间的协同避障。

对于不具备车车通信功能但又需要与其他车辆进行交互的车辆，本发明能够通过将行驶交互信息上传至车路协同云平台的方式供其他车辆获取当前车辆的信息，也能通过从车路协同云平台上获取其他车辆行驶交互信息的方式获取其他车辆的信息，即能够实现不具备车车通信功能的车辆间的信息交互，从而能够更好的保证车辆协同避障的准确性。

本发明通过车间通信技术“接力广播”道路障碍前瞻信息，使得在车辆（避障系统）不能够直接感知到障碍物信息的场景下也能够通过相邻车辆间的“接力广播”提前获知道路障碍前瞻信息，进而能够基于提前获知的道路障碍前瞻信息辅助计算自车的行车避障信息，从而能够提升车辆间协同避障的前瞻性。

附图说明

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为各协同等级车辆的避障能力对照列表；

图2为A级协同等级车辆避障系统的网络结构图；

图3为B级协同等级车辆避障系统的网络结构图；

图4为一种车辆避障系统的结构示意图；

图5为车辆避障系统的运行原理示意图。

图6为车辆避障平台构架的网络结构图；

图7为车路协同云平台的网络结构图；

图8为避障规划生成方法的流程图；

图9为避障规划策略配置的样例图；

图10为车辆避障方法的流程图；

图11为车辆避障实际应用场景的示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。

需要说明的是，本发明的说明书、权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”、“A”、“B”、“C”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。本发明下述各个实施例可以单独执行，各个实施例之间也可以相互结合执行，本发明实施例对此不作具体限制。

为了辅助下述各实施例的描述，先做如下说明：

1）车辆的行车避障策略由相应功能模块的一项或多项避障能力排列组合构成（如图1所示）并通过避障能力的执行达到车辆避障效果。

2）下述各实施例中，需要搭载有本发明车辆避障系统所有功能模块的车辆参与协同避障，但是并非所有参与协同避障的车辆都必须搭载所有的功能模块。换句话说，只搭载车辆避障系统部分功能模块的车辆，以及不搭载任何功能模块的车辆（非网联车辆）也能够参与车辆协同避障。

3）下述各实施例中，根据所搭载车辆避障系统的功能模块和感知能力差异，将车辆划分为三个不同的协同等级。各协同等级车辆具有对应的避障能力，其能力特点如图1所示。

A级协同等级车辆：具备完善的V2V通信模块（车车通信模块）、V2I通信模块（车路通信模块）、V2N通信模块（车云通信模块），以及其他功能模块和感知能力，能够实时获取车况信息、路况信息和障碍物信息（或生物识别信息），具备Level 2至Level 5级的自动驾驶或智能辅助驾驶功能，能够整合V2X通信模组（车用无线通信模组）的网络交互信息及感知模块的感知数据实现行车避障策略的实施，并能够将障碍信息、路况信息、车况信息以及生成的行驶交互信息通过V2X通信技术实现全网共享，如图2所示。

B级协同等级车辆：至少具备V2N通信模块及部分功能模块和感知能力，可以具备Level 4级以下的智能辅助驾驶功能，能够通过V2N通信技术提供车辆行车避障预警及路径规划，可以将障碍信息、路况信息、车况信息以及生成的行驶交互信息通过V2N通信网络上传到车路协同云平台，如图3所示。

C级协同等级车辆：不具备任何通信能力的非智能网联车辆，即非网联车辆。

需要说明的是，车辆协同等级的划分并非强制性标准，在特定情况下各协同等级车辆是可以互相转化的：例如原本为协同等级A的车辆出现通信模块和智能驾驶模块故障，此时该车辆失去V2X通信能力和自动驾驶能力就转化为协同等级C的车辆。并且，同一协同等级的不同车辆的通信模块和智能驾驶模块与其对应能力也可以有差异，如图2和图3所示，图中虚线框表示该功能模块和能力为可选项。上述车辆功能模块和能力差异并不会影响本发明车辆避障系统及方法的有效性。

实施例一：

本实施例中公开了一种基于V2X的车辆避障系统。

如图4所示，一种基于V2X的车辆避障系统，包括：

感知模块，用于获取车况信息、路况信息和障碍物信息（或生物识别信息）；感知模块可以由一个或多个车载设备组合构成，例如激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、高清摄像头、图像分析仪、音频传感器、视觉识别设备或具备图像、声音、速度、距离感知识别能力的任何车载设备。

其中，车况信息包括但不限于自车速度、自车加速度、自车位置信息、周边车辆速度、周边车辆加速度、周边车辆间距。

V2X通信模组，用于与其他车辆、道路基础设施和/或车路协同云平台进行通信，并获取对应的网络交互信息。

其中，V2X通信模组包括V2V通信模块、V2N通信模块和V2I通信模块；V2V通信模块用于与其他车辆进行通信，以实现车辆间的车间交互信息交互；V2N通信模块用于与车路协同云平台进行通信，以获取车路协同云平台下发的对应障碍路段的避障规划；V2I通信模块用于与道路基础设施进行通信，以实现车辆与道路基础设施间的道路基础设施信息交互。

车间交互信息包括从其他车辆获取的车况信息、路况信息和障碍物信息。

道路基础设施包括红绿灯、信号灯、电子指示牌、测速仪、摄像头等任意一种或多种具备交通指示、调度、测量、通信功能的道路基础设施。道路基础设施信息包括交通调度、管制、提醒信息。

信息处理模块，用于根据V2X通信模组的网络交互信息，以及感知模块的车况信息、路况信息和障碍物信息计算生成自车的行车避障信息；网络交互信息车间交互信息、对应障碍路段的避障规划和道路基础设施信息。

行车避障信息包括用于自车自动驾驶和/或智能辅助驾驶的驾驶控制信息、用于车间通信交互和/或上传至车路协同云平台供其他车辆获取的行驶交互信息，以及用于指导自车避障行驶和/或辅助其他车辆避障行驶的避障预警信息。

其中，行驶交互信息包括但不限于车辆直行、转向、交叉路口、变道、刹车、警示等车间交互信息。

结合图5所示，信息处理模块分发行车避障信息至对应的功能模块执行其避障能力，以动态调整自车的行车避障策略，并辅助调整其他车辆的行车避障策略。

智能驾驶模块，用于接收并解析对应的驾驶控制信息，以实现自车的自动驾驶或智能辅助驾驶。

预警模块，用于接收对应的避障预警信息，并生成用于指导自车避障行驶的避障驾驶预警提示，以及用于辅助其他车辆避障行驶的尾灯灯语预警提示。避障驾驶预警提示包括但不限于通过语音、文字、图像、视频以及任何一种适用于人车交互的形式提醒驾驶员提前做好避障准备并给出行车建议。尾灯灯语预警提示是指启动尾灯产生灯语来提醒其他车辆驾驶员控制车速、车距、注意障碍物的形式辅助其他车辆避障行驶。

需要说明的是，尾灯灯语预警提示可根据当地交通法规的规定设置并支持车路协同云平台通过指令控制进行统一设置及变更。作为本实施例的一种优选方案，避障场景的尾灯灯语预警提示采用刹车灯连续闪三次提醒后方车辆驾驶员注意避障，同时转向侧雾灯和示廓灯交替闪三次，引导后方车辆驾驶员提前变道行驶。

本发明通过搭载有车辆避障系统的车辆获取车况信息、路况信息和障碍物信息，进而生成行车避障信息，其中，对于具备自动驾驶或智能辅助驾驶功能的车辆，能够通过驾驶控制信息控制车辆直接实现车辆避障；对于具备车车通信功能的车辆，能够通过行驶交互信息与其他车辆进行避障信息交互，以实现车辆协同避障；对于普通不具备自动驾驶功能的智能网联车辆，能够通过避障预警信息指导车辆的驾驶员避障行驶；对于非网联车辆，能够通过其他具备智能网联能力车辆发出的避障预警信息来辅助非网联车辆的避障行驶。

也就是说，本发明的车辆避障系统参与协同避障时，能够实现非网联车辆、智能网联车辆以及自动驾驶车辆的协同避障，从而能够提升车辆协同避障的全面性和准确性。同时，本发明获取的网络交互信息、车况信息、路况信息和障碍物信息能够有效的反映道路障碍物及通行情况，从而能够保证车辆协同避障的准确性。此外，对于不具备车车通信功能但又需要与其他车辆进行交互的车辆，本发明能够通过将行驶交互信息上传至车路协同云平台的方式供其他车辆获取当前车辆的信息，也能通过从车路协同云平台上获取其他车辆行驶交互信息的方式获取其他车辆的信息，即能够实现不具备车车通信功能的车辆间的信息交互，从而能够更好的保证车辆协同避障的准确性。最后，本发明能够通过车间交互信息、对应障碍路段的避障规划和道路基础设施信息辅助计算行车避障信息，从而能够更全面和准确的实现车辆间的协同避障。

具体实施过程中，V2V通信模块接收其他车辆的车间交互信息，并基于车间交互信息中的障碍物信息生成对应的道路障碍前瞻信息；然后将道路障碍前瞻信息通过车间通信技术进行接力广播；

信息处理模块计算自车的行车避障信息时，结合道路障碍前瞻信息参与计算。

本发明通过车间通信技术“接力广播”道路障碍前瞻信息，使得在车辆（避障系统）不能够直接感知到障碍物信息的场景下也能够通过相邻车辆间的“接力广播”提前获知道路障碍前瞻信息，进而能够基于提前获知的道路障碍前瞻信息辅助计算自车的行车避障信息，从而能够提升车辆间协同避障的前瞻性。

实施例二：

本实施例在实施例一的基础上，公开了一种基于V2X的车辆避障平台构架。

如图6所示，一种基于V2X的车辆避障平台构架，包括车路协同云平台，用于与实施例一中的车辆避障系统进行通信，实现车辆上报数据（车况信息、路况信息和障碍物信息）的存储、分析、计算以及避障规划广播。其中，A1、A2均为A级协同等级车辆，B1为B级协同等级车辆，C1为C级协同等级车辆。

结合图7所示，车路协同云平台包括存储子系统、避障规划子系统和交通调度子系统。

存储子系统用于接收并存储车辆避障系统上报的车况信息、路况信息和障碍物信息。

其中，存储子系统能够将车况信息、路况信息、障碍物信息分类存储为一个或多个障碍场景。障碍场景包括人为障碍和非人为障碍：人为障碍示例如道路管制、道路施工、临时限行、交通事故等；非人为障碍示例如道路积水、山体滑坡、路面塌陷等自然灾害场景。

交通调度子系统用于获取对应障碍路段的交通调度信息和预计恢复时间。交通调度子系统在本发明中作为一种提升行车避障规划准确性的补充手段。应该理解的是，车路协同云平台是否具备交通调度子系统并不会影响避障系统及方法的有效性。

其中，交通调度信息包括道路封闭、开启、限时段通行、限号通行、车速限制、信号灯开启/关闭等交通管制及调度信息。

避障规划子系统用于根据车辆避障系统上报的障碍物信息确定障碍路段；然后获取对应障碍路段周边限定范围内所有车辆避障系统上报的车况信息和路况信息，并计算对应障碍路段的当前车流量；最后获取对应障碍路段的历史车流量，并基于对应障碍路段的当前车流量和历史车流量计算生成对应的避障规划；避障规划子系统还用于结合交通调度子系统的交通调度信息和预计恢复时间优化对应障碍路段的避障规划。

其中，历史数据包括障碍路段历史分时段车流量数据、车流量环比/同比数据、车流量峰值、谷值数据等。避障规划子系统能够基于障碍场景建立对应的避障场景模型，进而基于避障场景模型、历史车流量S作为参照基准来计算当前障碍路段的当前车辆流量R场景下的避障规划。

本实施例中公开了一种基于V2X的车辆避障平台构架避障规划生成方法。

如图8所示，车路协同云平台避障规划生成业务流程，具体包括以下步骤：

D1：任一车辆上报障碍信息至车路协同云平台；

D2：确定障碍路段；

D3：采集T（根据需要设置）时间间隔障碍路段所有车辆上报信息；

D4：计算得出避障规划参数；

D5：生成避障规划；

D6：优化避障规划；

D7：避障规划广播/下发，并返回步骤D3，直至障碍路段车流量恢复正常。

需要说明的是，步骤D5基于避障规划参数生成避障规划支持云端（车路协同云平台）策略动态配置。作为本实施例的一种优选方案，避障规划策略配置样例如图9所示。

具体地，以当前车流量R同历史车流量S的平均值、百分比（a%、b%、c%）、车流量环比/同比数据、车流量峰值、谷值数据等作为避障规划阀值判断条件。当车辆分组满足对应避障规划阀值区间时则执行相应配置项功能并进一步指导对应分组车辆调整自车行车避障策略。

避障规划云端策略动态配置可根据车辆分组、避障规划阀值、配置项等因子进行组合配置或阀值调整，并支持引入交通调度信息优化避障规划。

车路协同云平台通过V2N通信技术（周期性地）广播对应障碍路段的避障规划，使得车辆避障系统能够基于避障规划优化其行车避障信息及行车避障策略，直至障碍路段车流量恢复正常。

本发明能够通过障碍路段的避障规划来优化车辆避障系统的行车避障信息及行车避障策略，进而能够更好的辅助实现非网联车辆、智能网联车辆以及自动驾驶车辆的协同避障，从而能够辅助提升车辆协同避障的全面性和准确性。

具体实施过程中，交通调度子系统还用于根据对应障碍路段的避障规划生成对应的交通避障调度信息；车路协同云平台通过下发交通避障调度信息，使得对应障碍路段的道路基础设施能够基于交通避障调度信息完成对应障碍路段的交通避障引导服务。交通避障调度信息可包括道路封闭、开启、限时段通行、限号通行、信号灯开启/关闭等。

本发明能够通过调整对应道路基础设施的工作状态来辅助实现车辆协同避障，从而能够辅助提升车辆协同避障的效率。

结合图9所示，避障规划子系统还用于结合对应障碍路段的特种车辆分布情况优化对应的避障规划，使得能够优先调度并保障特种车辆的通行。特种车辆包括但不限于救护车、消防车、警车等任何关系个人或公共安全的车辆。

本发明能够在保证车辆间协同避障效果的前提下，进一步保证特种车辆的通行效果。

实施例三：

本实施例在实施例一和实施例二的基础上，公开了一种基于V2X的车辆避障方法。

如图10所示，一种基于V2X的车辆避障方法，基于本发明中的车辆避障平台构架实施，具体包括以下步骤：

S1：根据车辆所搭载车辆避障系统的功能模块和感知能力差异，将车辆划分至不同的协同等级；

S2：制定各协同等级车辆的行车避障策略；

S3：各协同等级车辆根据行车避障策略执行对应的行车避障过程，并采集车况信息、路况信息和障碍物信息；

S4：将车辆采集的车况信息、路况信息和障碍物信息上报至车路协同云平台；

S5：车路协同云平台基于对应障碍路段各个车辆上报的车况信息、路况信息和障碍物信息计算生成避障规划，并下发至各协同等级车辆；

S6：各协同等级车辆根据下发的避障规划动态调整行车避障策略；

S7：重复步骤S3至S6，直至对应障碍路段的车流量恢复正常。

实际协同避障过程中，需要搭载有本发明车的辆避障系统所有功能模块的车辆参与协同避障，但是并非所有参与协同避障的车辆都必须搭载所有的功能模块。换句话说，只搭载车辆避障系统部分功能模块的车辆，以及不搭载任何功能模块的车辆（非网联车辆）也能够参与车辆协同避障。

其中，车辆根据避障规划结合自车的车况信息、路况信息和障碍物信息计算对应的行车避障信息，并分发行车避障信息至自车对应的功能模块执行其避障能力，以动态调整自车的行车避障策略。

需要说明的是，对于具备自动驾驶或智能辅助驾驶功能的车辆，能够通过驾驶控制信息控制车辆直接实现车辆避障。对于具备车车通信功能的车辆，能够通过行驶交互信息和车间交互信息与其他车辆进行信息交互，以实现车辆协同避障。对于不具备自动驾驶功能的智能网联车辆，能够通过避障预警信息指导车辆的驾驶员避障行驶。对于非网联车辆，能够通过其他具备智能网联能力车辆发出的避障预警信息来辅助非网联车辆的避障行驶。

对于不具备车车通信功能但又需要与其他车辆进行交互的车辆，能够通过将行驶交互信息上传至车路协同云平台的方式供其他车辆获取当前车辆的信息，也能通过从车路协同云平台上获取其他车辆行驶交互信息的方式获取其他车辆的信息，即能够实现不具备车车通信功能的车辆间的车间交互。

在一些实施例中，协同等级A的车辆执行行车避障过程可以包括通过V2V通信模块接收他车发出的障碍物信息同时向周边限定范围内的其他具备V2V通信模块的车辆转发障碍物信息并且自动启动尾灯灯语预警提示辅助后方非协同等级A的车辆驾驶员控制车速、车距以及障碍物预警提示。

需要说明的是，障碍物信息包括但不限于障碍物类型、障碍物位置信息、障碍物车道占用信息等内容。通过V2V通信模块接收到障碍物信息的车辆可通过自车信息处理模块结合自车位置及车速信息计算出自车距障碍物距离及时长从而调整自车避障策略和实时行车路径。

可选地，协同等级B的车辆执行行车避障过程及采集路况详情可以包括以下一项或多项操作：

可选地，具备智能驾驶模块的协同等级B车辆基于信息处理模块输出的行车避障策略完成驾驶控制信息的接收及解析并进一步执行智能驾驶辅助功能。

可选地，感知模块实时获取车况信息，包括但不限于自车速度、自车加速度、自车位置信息、周边车辆速度、周边车辆加速度、周边车辆间距以及路况信息，障碍物和生物识别信息，并实时将所获信息输出给信息处理模块；

进一步，信息处理模块根据感知模块反馈的车况信息、路况信息、障碍物和生物识别信息结合V2N、V2I通信模块获取的避障规划生成避障预警信息。

进一步，预警模块基于避障预警信息提供避障预警服务，包括但不限于通过语音、文字、图像、视频以及任何一种适用于人车交互的形式提醒驾驶员提前做好避障准备并给出行车建议。

可选地，协同等级C的车辆执行行车避障过程可以包括以下一项或多项操作：

可选地，协同等级C的车辆驾驶员根据协同等级A的车辆尾灯灯语预警提示做好车速、车距控制并提前准备车道保持或切换操作。

可选地，协同等级C的车辆驾驶员根据道路基础设施提供的交通避障引导服务提前做好车速、车距控制及避障准备。

本发明预先对车辆进行了协同等级的划分，并制定了对应的行车避障策略，使得能够辅助实现非网联车辆、智能网联车辆以及自动驾驶车辆的协同避障。此外，本发明还结合车路协同云平台广播的避障规划动态调整车辆行车避障策略，进一步提升了车辆协同避障的全面性和准确性，同时还能够保证车辆避障的前瞻性。

实施例四：

本实施例在实施例一的基础上，公开了一种车辆。

本实施例还公开了一种车辆，车辆搭载有权利要求1中的车辆避障系统。

实施例五：

为了进一步说明本发明提升车辆协同避障全面性和准确性的实际效果，本实施例公开了一种基于实施例三、实施例四实现的实际路况下V2X的车辆避障方法及应用场景。

如图11所示：本实施例中，障碍物为人为障碍，道路施工场景。

车辆A1、A2、A3、A4为协同等级A级车辆；

车辆B1、B2为协同等级B级车辆；

车辆C1为协同等级C级车辆；

具体地，车辆A1通过Level4级自动驾驶功能行驶在第二车道，通过感知模块发现前方障碍物。

进一步，感知模块将自车速度、自车加速度、自车位置信息、周边车辆速度、周边车辆加速度、周边车辆间距以及路况信息，障碍物信息实时输出给信息处理模块；

进一步，信息处理模块根据感知模块反馈的车况信息、路况信息、障碍物信息实时计算并分发行车避障信息，向智能驾驶模块输出驾驶控制信息，向车路协同云平台及相邻车辆转发行驶交互信息，向预警模块输出避障预警信息，如图5所示。

进一步，车辆A1通过智能驾驶模块完成驾驶控制信息的接收及解析并进一步实现车辆自动驾驶功能直至车辆A1从第二车道切换至第一车道并驶离障碍路段。

可选地，车辆A1通过信息处理模块基于感知模块上报的障碍物感知信息进一步解析并完成障碍物场景匹配，得到人为障碍，道路施工场景的匹配结果。

进一步，车辆A1通过信息处理模块将障碍物场景匹配结果和障碍物信息、自车车况信息、路况信息进行结构化处理并转化为符合存储子系统数据存储格式的标准化数据再同步至车路协同云平台。

进一步，车辆A1通过信息处理模块将障碍物场景匹配结果和车间交互信息（障碍物信息、自车车况信息、路况信息）通过V2V通信模块向周边限定范围内的车辆广播。

需要说明的是，周边限定范围可根据车辆V2V通信模块采用的通信协议来确定车间通信范围的上限并支持车路协同云平台通过指令控制动态调整V2V通信广播范围。

进一步，车辆A1信息处理模块向预警模块输出避障预警信息的同时自动启动尾灯灯语预警提示后方非协同等级A的车辆驾驶员控制车速、车距以及障碍物预警提示。

需要说明的是，尾灯灯语预警提示方式可根据实施例当地交通法规的规定设置并支持车路协同云平台通过指令控制进行统一设置及变更。作为本发明的一种优选方案，避障场景尾灯灯语采用刹车灯连续闪三次提醒后方车辆驾驶员注意避障，同时转向侧雾灯和示廓灯交替闪三次，引导后方车辆驾驶员提前变道行驶。

进一步，周边限定范围内的车辆A2根据车辆A1通过V2V通信技术广播的障碍物场景匹配结果和障碍物信息、路况信息提前获知道路障碍前瞻信息并实时计算、调整及分发行车避障信息，向智能驾驶模块输出驾驶控制信息，向云端（车路协同云平台）及相邻车辆转发行驶交互信息，向预警模块输出避障预警信息以及自动启动尾灯灯语预警提示。车辆A2行车避障策略及操作参照车辆A1实现。

进一步，车辆A2调整并执行自车行车避障策略及行车路径的同时将道路障碍前瞻信息进行接力广播直至车辆A3驶离障碍路段。

需要说明的是，车辆A3此时距离车辆A1已超过周边限定范围且前方有车辆C1遮挡以至于未采用本公开方法时车辆A1感知前方障碍存在滞后性并进一步导致换道延迟、交通拥塞等问题。采用本公开方法后，车辆A3通过V2V通信技术从车辆A2处获取道路障碍前瞻信息并提前调整行车避障策略及换道准备。

进一步，车辆A1后方行驶且具备V2V通信能力的车辆均可通过从邻接车辆处获取道路障碍前瞻信息并提前调整自车行车避障策略及换道准备跟车辆A2、A3行车避障策略及操作类似。

因此，本公开方法有助于具备V2V通信能力的车辆实现多车协同感知障碍并提前完成避障准备，缓解因车辆换道延迟导致的交通拥塞问题。

实施例六：

为了进一步说明本发明提升车辆协同避障全面性和准确性的实际效果，本实施例公开了第二种实际路况下V2X的车辆避障方法及应用场景。

如图11所示：本实施例中，障碍物为人为障碍，道路施工场景。

车辆A1、A2、A3、A4为协同等级A级车辆；

车辆B1、B2为协同等级B级车辆；

车辆C1为协同等级C级车辆；

具体地，车辆A1基于本发明公开的V2X避障方法执行行车避障过程，如实施例五。

进一步，车辆A1信息处理模块将障碍物场景匹配结果和障碍物信息、自车车况信息、路况信息进行结构化处理并转化为符合存储子系统数据存储格式的标准化数据再同步至车路协同云平台

进一步，存储子系统将车辆A1上报的标准化数据匹配为人为障碍，道路施工场景数据并完成分类存储。

进一步，存储子系统通知避障规划子系统生成障碍路段避障规划。

进一步，避障规划子系统周期性地从存储子系统中调取障碍物周边限定区域的全部车辆上报数据用于分析及计算生成避障规划。作为本实施例的一种优选方案，避障规划子系统可以以5分钟为时间间隔调取障碍物周边5公里内的车辆上报数据用于分析及计算生成避障规划。

可选地，避障规划子系统可基于障碍路段车辆上报数据实时分析障碍路段车况、路况、车流量等信息周期性生成障碍路段避障规划并结合道路施工避障场景模型进一步优化避障规划的准确性。

可选地，避障规划子系统可以根据障碍路段历史数据统计分析并结合当前障碍路段的车流量、车速、导航途经车流量、车辆分组情况以及交通调度信息动态测算并优化避障规划的准确性。

作为本实施例的一种优选方案，避障规划子系统按照实施例二公开的一种基于V2X的车辆避障平台构架下避障规划生成方法生成避障规划。

进一步，避障规划子系统就当前障碍物匹配结果：人为障碍，道路施工场景向交通调度子系统发起障碍路段交通调度详情查询请求。

进一步，交通调度子系统就障碍路段交通调度情况进行检索并向避障规划子系统反馈检索结果，包括但不限于障碍原因、道路管制时间段、预计恢复时间、周边道路基础设施调度情况等交通调度详情。

进一步，避障规划子系统接收交通调度子系统反馈的交通调度详情并合并到优化后的避障规划中。

进一步，避障规划子系统将优化后的避障规划周期性地通过V2N通信技术广播至障碍路段周边限定范围内的网联车辆。作为本实施例的一种优选方案，避障规划子系统以5分钟为周期间隔将计算生成的避障规划通过V2N通信技术广播至尚未通过障碍路段且具备V2N通信能力的车辆A4、B2。

进一步，即将通过障碍路段的车辆A4、B2通过V2N通信模块获取避障规划并实时调整行车避障策略。

具体地，车辆A4信息处理模块通过避障规划分析计算得知途经障碍路段第一车道通行时间远高于切换第三车道的通行时间并实时计算、分发行车避障信息：向智能驾驶模块输出切换第三车道行驶的驾驶控制信息，向云端及相邻车辆输出车道切换相关行驶交互信息，向预警模块输出前方障碍提醒及行驶路径改变信息。

进一步，车辆A4基于V2N通信技术提前获知障碍详情并执行绕行障碍路段的避障策略在节约了通行时间的同时也减少了障碍路段的行车数量，达到了缓解道路拥堵的效果。

可选地，车辆B2已错过了第三车道切换时机。信息处理模块根据避障规划时实时计算、分发行车避障信息：向预警模块输出前方障碍提醒及车道切换建议。

作为本实施例的一种优选方案，预警模块接收并解析信息处理模块输出的避障提醒及车道切换信息并通过语音播报的方式为驾驶员提供避障预警服务。

具体地，车辆B2预警模块语音播报“前方8公里处有道路施工，限速80公里，预计通行时间10分钟，请靠左侧车道行驶”。

进一步，车辆B2驾驶员根据预警模块语音播报提醒获知道路障碍详细信息并提前切换车道行驶直至驶离障碍路段。

进一步，障碍路段周边具备V2N通信能力的车辆均可通过接收车路协同云平台广播的避障规划获知障碍详情并提前做好车速控制、车道切换等避障准备跟车辆A4、B2避障策略及操作类似。

需要说明的是，与现有依赖导航地图路况拥堵展示动态调整规划路线的方法相比，本发明公开方法具有较好的前瞻性。本发明能够通过障碍路段的实时车况、路况和当前车流量结合其历史数据生成的避障规划，进而能够实现提前预测道路障碍产生时点的效果，能够有效的解决现有技术中障碍发现及道路拥塞展示滞后的问题，从而能够辅助提升车辆协同避障效率。

实施例七：

为了进一步说明本发明提升车辆协同避障全面性和准确性的实际效果，本实施例公开了第三种实际路况下V2X的车辆避障方法及应用场景。

如图11所示：本实施例中，障碍物为人为障碍，道路施工场景。

车辆A1、A2、A3、A4为协同等级A级车辆；

车辆B1、B2为协同等级B级车辆；

车辆C1为协同等级C级车辆；

具体地，车辆A1基于本发明公开的V2X避障方法执行行车避障过程，如实施例五。

进一步，车辆A1执行行车避障过程包括但不限于向云端及相邻车辆转发行驶交互信息，向预警模块输出避障预警信息，自动启动尾灯灯语预警提示等步骤。

进一步，车辆A2根据车辆A1通过V2V通信技术广播的障碍物场景匹配结果和障碍物信息、路况信息提前获知道路障碍前瞻信息并实时计算、调整及分发行车避障信息,向智能驾驶模块输出驾驶控制信息，向云端及相邻车辆转发行驶交互信息，向预警模块输出避障预警信息以及自动启动尾灯灯语预警提示，如实施例五。

需要说明的是，车辆B1不具备V2V通信模块和车间通信能力，且前方存在车辆A2、C1遮挡以至于未采用本发明公开方法时车辆B1感知前方障碍存在滞后性并进一步导致换道延迟、交通拥塞等问题。采用本公开方法后，车辆B1驾驶员根据车辆A2执行行车避障策略自动启动的尾灯灯语预警提示获知障碍预警信息并提前做好车速、车距控制、车道保持等避障准备。

可选地，车辆C1驾驶员根据车辆A1执行行车避障策略自动启动的尾灯灯语预警提示获知障碍预警信息并提前做好车速、车距控制、车道切换等避障准备跟车辆B1避障策略及操作类似。

可选地，非网联车辆C1驾驶员还可以通过道路基础设施获取交通调度、车速限制、障碍预警等信息从而调整自车避障策略。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。同时，实施例中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。最后，本发明要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种基于V2X的车辆避障系统，其特征在于，包括：

感知模块，用于获取车况信息、路况信息和障碍物信息；

车用无线通信模组，用于与其他车辆、道路基础设施和/或车路协同云平台进行通信，并获取对应的网络交互信息；

信息处理模块，用于根据车用无线通信模组的网络交互信息，以及感知模块的车况信息、路况信息和障碍物信息计算生成自车的行车避障信息；

所述行车避障信息包括用于自车自动驾驶和/或智能辅助驾驶的驾驶控制信息、用于车间通信交互和/或上传至车路协同云平台供其他车辆获取的行驶交互信息，以及用于指导自车避障行驶和/或辅助其他车辆避障行驶的避障预警信息；

信息处理模块分发行车避障信息至对应的功能模块执行其避障能力，以动态调整自车的行车避障策略，并辅助调整其他车辆的行车避障策略。

2.如权利要求1所述的基于V2X的车辆避障系统，其特征在于：所述车用无线通信模组包括车车通信模块、车云通信模块和车路通信模块中的任意一项或多项；

车车通信模块用于与其他车辆进行通信，以实现车辆间的车间交互信息交互；

车云通信模块用于与车路协同云平台进行通信，以获取车路协同云平台下发的对应障碍路段的避障规划；

车路通信模块用于与道路基础设施进行通信，以实现车辆与道路基础设施间的道路基础设施信息交互；

网络交互信息包括车间交互信息、对应障碍路段的避障规划和道路基础设施信息中的任意一项或多项。

3.如权利要求2所述的基于V2X的车辆避障系统，其特征在于：车车通信模块接收其他车辆的车间交互信息，然后基于车间交互信息中的障碍物信息生成对应的道路障碍前瞻信息，并将道路障碍前瞻信息通过车车通信模块进行接力广播；

信息处理模块计算自车的行车避障信息时，结合道路障碍前瞻信息参与计算。

4.如权利要求1所述的基于V2X的车辆避障系统，其特征在于，还包括：

智能驾驶模块，用于接收并解析对应的驾驶控制信息，以实现自车的自动驾驶或智能辅助驾驶；

预警模块，用于接收对应的避障预警信息，并生成用于指导自车避障行驶的避障驾驶预警提示，以及用于辅助其他车辆避障行驶的尾灯灯语预警提示。

5.一种基于V2X的车辆避障平台构架，其特征在于，包括：

车路协同云平台，用于与权利要求1中的车辆避障系统进行通信；

所述车路协同云平台包括存储子系统和避障规划子系统；

存储子系统用于接收并存储车辆避障系统上报的车况信息、路况信息和障碍物信息；

避障规划子系统，用于根据车辆避障系统上报的障碍物信息确定障碍路段；然后获取对应障碍路段周边限定范围内所有车辆避障系统上报的车况信息和路况信息，并计算对应障碍路段的当前车流量；最后获取对应障碍路段的历史车流量，并基于对应障碍路段的当前车流量和历史车流量计算生成对应的避障规划；

车路协同云平台通过车云通信技术广播对应障碍路段的避障规划，使得车辆避障系统能够基于避障规划优化其行车避障信息及行车避障策略。

6.如权利要求5所述的基于V2X的车辆避障平台构架，其特征在于，所述车路协同云平台还包括：

交通调度子系统，用于获取对应障碍路段的交通调度信息和预计恢复时间；

所述避障规划子系统还用于结合所述交通调度子系统的交通调度信息和预计恢复时间优化对应障碍路段的避障规划。

7.如权利要求6所述的基于V2X的车辆避障平台构架，其特征在于：所述交通调度子系统还用于根据对应障碍路段的避障规划生成对应的交通避障调度信息；

车路协同云平台通过下发对应障碍路段的避障规划，使得对应障碍路段的道路基础设施能够基于交通避障调度信息完成对应障碍路段的交通避障引导服务。

8.一种基于V2X的车辆避障方法，其特征在于，基于权利要求5中的车辆避障平台构架实施，具体包括以下步骤：

S1：根据车辆所搭载车辆避障系统的功能模块和感知能力差异，将车辆划分至不同的协同等级；

S2：制定各协同等级车辆的行车避障策略；

S3：各协同等级车辆根据行车避障策略执行对应的行车避障过程，并采集车况信息、路况信息和障碍物信息；

S4：将车辆采集的车况信息、路况信息和障碍物信息上报至车路协同云平台；

S5：车路协同云平台基于对应障碍路段各个车辆上报的车况信息、路况信息和障碍物信息计算生成避障规划，并下发至各协同等级车辆；

S6：各协同等级车辆根据下发的避障规划动态调整行车避障策略；

S7：重复步骤S3至S6，直至对应障碍路段的车流量恢复正常。

9.如权利要求8所述的基于V2X的车辆避障方法，其特征在于：步骤S6中，车辆根据避障规划结合自车的车况信息、路况信息和障碍物信息计算对应的行车避障信息，并分发行车避障信息至自车对应的功能模块执行其避障能力，以动态调整自车的行车避障策略。

10.一种车辆，其特征在于：所述车辆搭载有权利要求1中所述的车辆避障系统。

Images