CN114399906B - 一种车路协同辅助驾驶系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车路协同领域,特别是一种车路协同辅助驾驶系统及方法。本发明通过综合应用精确定位技术和高精地图技术,并以车载定位感知组件监测到的定位数据为基准,将车辆的外轮廓数据与精确的高精地图相叠合,从而使车路协同系统快速、精确地全面掌握车辆占用道路空间的情况,进而达成车路协同系统对道路车辆行驶的高精度的辅助控制,提高交通安全和道路的通行效率。且本发明的技术方案无需路侧车路协同终端设置车辆的检测和定位设备,也无需在待辅助车辆上设置测距传感器等设备,极大的降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及车路协同领域,特别是一种车路协同辅助驾驶系统及方法。
背景技术
车路协同是采用先进的无线通信和新一代互联网等技术,全方位实施车车、车路动态实时信息交互,并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理,充分实现人车路的有效协同,保证交通安全,提高通行效率,从而形成的安全、高效和环保的道路交通系统。与单纯的基于车辆自身的自动驾驶不同,车路协同要求道路能够与车辆进行交互。采用车路协同技术的高智能等级的道路,可以实现以道路为控制核心的高度自动化驾驶。在遇到特殊情况时,车辆是由道路直接进行控制,不需要驾驶员接管。
现有的车路协同系统,或者采用摄像机或雷达对行驶中的车辆进行监测,或者采用车载的定位装置对车辆进行定位。
但采用摄像机或雷达的技术需要在公路上额外设置设备。由于摄像机和雷达的监测距离有限,当前技术的监测精度也不高,因此需要额外设置的设备数量较多,系统整体投资较高,且生成的动态地图精度不高。
而采用车载定位装置的技术,目前的一般做法是将定位装置的定位坐标传送给路侧车路协同系统。路侧车路协同系统可以根据车辆的定位信息大致确定车辆在道路上的相对位置。但不能准确判断道路空间的准确占用情况。
因此,现有技术均不能支持车路协同系统对道路车辆行驶实施高精度的控制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的不能对道路车辆行驶实施高精度的控制,提供一种车路协同辅助驾驶系统及方法。
为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
一种车路协同辅助驾驶系统,包括若干路侧车路协同终端以及若干车载车路协同终端,所述路侧车路协同终端以预设距离均匀设置在智能道路一侧,所述车载车路协同终端设置在待辅助车辆内,相邻所述路侧车路协同终端的管理道路范围存在重叠区域;所述重叠区域用于所述待辅助车辆在相邻所述路侧车路协同终端进行交接;
所述路侧车路协同终端包括边缘计算节点以及与其通信连接的路侧通信终端;所述边缘计算节点用于存储和管理地图数据库以及管理列表,并根据所述地图数据库以及所述车载车路协同终端的定位信息向所述待辅助车辆的所述车载通讯终端发送辅助驾驶数据;所述路侧通信终端用于与所述车载通讯终端进行数据交互;
其中,所述地图数据库用于存储当前所述路侧车路协同终端管理道路范围内的高精地图;所述管理列表用于登记和管理当前所述路侧车路协同终端管理范围内的所述待辅助车辆;
所述车载车路协同终端包括车载计算单元,以及与其通信连接的车载定位感知组件和车载通讯终端;所述车载定位感知组件用于获取所述车载车路协同终端的实时定位数据;所述车载计算单元用于管理所述待辅助车辆的外轮廓数据。本发明通过综合应用精确定位技术和高精地图技术,并以车载定位感知组件监测到的定位数据为基准,将车辆的外轮廓数据与精确的高精地图相叠合,从而使车路协同系统快速、精确地全面掌握车辆占用道路空间的情况,进而达成车路协同系统对道路车辆行驶的高精度的辅助控制,提高交通安全和道路的通行效率。且本发明的技术方案无需路侧车路协同终端设置车辆的检测和定位设备,也无需在待辅助车辆上设置测距传感器等设备,极大的降低了成本。
作为本发明的优选方案,所述系统还包括与所述路侧车路协同终端通信连接的控制中心,所述控制中心用于远程控制所述路侧车路协同终端的工作状态以及标准阈值。
作为本发明的优选方案,所述外轮廓数据为所述待辅助车辆的外轮廓与所述车载定位感知组件之间的空间距离数据。
作为本发明的优选方案,所述车载定位感知组件包括至少2个定位单元。本发明通过采用多个定位单元来进行定位,使得车辆外轮廓与车载定位感知组件之间的空间距离关系更加准确,有效地提高了本发明定位的准确度。
作为本发明的优选方案,所述路侧通信终端以及所述车载通讯终端采用5G通讯。
一种车路协同辅助驾驶方法,所述方法基于上述方案任一所述的系统,包括以下步骤:
S0:待辅助车辆的所述车载计算单元获取并存储所述待辅助车辆的外轮廓数据;
S1:所述待辅助车辆进入路侧车路协同终端的控制范围后,自动向所述路侧车路协同终端发送所述待辅助车辆的外轮廓数据,所述路侧车路协同终端将所述待辅助车辆进行编号并记录到所述管理列表中;
S2:所述车载定位感知组件获取所述待辅助车辆的实时定位数据;并通过所述车载通讯终端发送到所述车载车路协同终端中;
S3:所述边缘计算节点根据所述待辅助车辆的所述实时定位数据、所述外轮廓数据以及所述地图数据库,获取所述待辅助车辆在高精地图上的实时空间占用状态,以及所述待辅助车辆的实时车速;
S4:所述边缘计算节点根据所述管理列表中所有待辅助车辆的实时空间占用状态和实时车速,以及预设的标准阈值,向所述待辅助车辆发送行驶速度调整值以及方向调整值;其中,所述标准阈值包括当前道路的基准行驶速度值以及相邻车辆纵向间距阈值;
S5:所述待辅助车辆驶入所述路侧车路协同终端与下一个路侧车路协同终端的重叠区域时,所述待辅助车辆的所述车载车路协同终端向所述下一个路侧车路协同终端发送所述待辅助车辆的外轮廓数据,所述下一个路侧车路协同终端将所述待辅助车辆进行编号并记录到管理列表中;
S6:所述待辅助车辆驶出所述重叠区域后,前一个路侧车路协同终端在其管理列表中将所述待辅助车辆删除,完成所述待辅助车辆的交接,并进入步骤S2。本发明通过实时获取的车辆定位数据以及外轮廓数据,全面准确地掌握了车辆在道路空间的占用情况以及实时车速,同时通过重叠区域的设置以及交接流程的设置,使得车辆在多个路侧车路协同终端之间能够平滑稳定的交接。进而达成车路协同系统对道路车辆行驶的高精度的辅助控制,提高交通安全和道路的通行效率。
作为本发明的优选方案,所述步骤S4包括:
S41:所述边缘计算节点获取所述管理列表中所有待辅助车辆的实时空间占用状态和实时车速;
S42:计算得到当前待辅助车辆与前后左右相邻车辆的实际间距;
S43:根据预设的标准阈值计算出所述待辅助车辆的行驶速度调整值以及方向调整值;
S44:向所述待辅助车辆发送行驶速度调整值以及方向调整值。
作为本发明的优选方案,所述行驶速度调整值以及方向调整值的计算过程如下:
S431:获取所述车路协同设备的控制范围内,在车道i上位置最靠前的待辅助车辆,作为车道i的首车;并判断所述首车前方s(i)的距离内是否还有其他车辆;其中,s(i)为i车道的相邻车辆纵向间距阈值;
若在交接区内,所述首车前方还有其他车辆,则以所述首车正前方的一辆待辅助车辆为车道i的行驶控制基准车;
若没有,则以所述首车为车道i的行驶控制基准车;
S432:从所述行驶控制基准车的当前坐标,做所述i车道中线的法线;获取所述法线和所述i车道中线的交点;并在所述i车道中线上取所述交点前方v(i)·T距离的点,作为所述车道i在本控制周期内的行驶控制原点;其中T为控制周期,所述控制周期为待辅助车辆向所述车路协同设备发送所述实时定位数据的时间周期,v(i)为所述车道i的基准行驶速度值;
S433:当所述行驶控制基准车为所述首车时,以所述行驶控制原点为所述首车在当前控制周期内的行驶目标点;
当所述行驶控制基准车不是所述首车时,以所述i车道中线上与所述行驶控制原点的距离为thj+s(i)+tq(i,1)的点为所述首车在当前控制周期内的行驶目标点;其中,thj为所述行驶控制基准车的后突出距离,tq(i,1)为所述首车的前突出距离;
所述车道i的所述首车后的第k辆待辅助车辆,以所述i车道中线上与第k-1辆待辅助车辆的距离为th(k-1)+s(i)+tq(i,k)的一点为当前控制周期内的行驶目标点;其中,th(k-1)为第k-1辆待辅助车辆的后突出距离,tq(i,k)为第k辆待辅助车辆的前突出距离;
其中,对于每一辆车,以车载定位感知组件在待辅助车辆上的安装位置为基准点,以该车正常行驶的方向为竖向,确定车辆外轮廓线上各点与基准点的垂直距离。其中基准点前方与基准点垂直距离最长的那一点称为车辆的前突出点,该距离称为车辆的前突出距离;基准点后方与基准点垂直距离最长的那一点称为车辆的后突出点,该距离称为车辆的后突出距离。
S434:根据每辆待辅助车辆的实时空间占用状态、行驶目标点以及实时车速,获取每辆待辅助车辆在当前控制周期的行驶速度调整值以及方向调整值。本发明通过对每辆待辅助车辆计算在当前控制周期的行驶速度调整值以及方向调整值,从而使车辆之间的间距维持稳定,从而在保证交通安全的前提下,有效的提高道路的通行效率。
作为本发明的优选方案,当所述待辅助车辆位于所述智能道路尽头时,进入步骤S7:
S7:所述待辅助车辆驶出当前路侧车路协同终端的控制范围后,所述路侧车路协同终端在其管理列表中将所述待辅助车辆删除,所述车路协同辅助驾驶系统完成对所述待辅助车辆的辅助驾驶。
作为本发明的优选方案,所述高精地图包括以下制备过程:
a、激光雷达对道路进行扫描,得到基础地图数据;
b、在所述基础地图上标注出车道信息和车道中线信息,完成高精地图制备;其中所述高精地图的精度不低于20cm。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
1.本发明技术方案通过综合应用精确定位技术和高精地图技术,并以车载定位感知组件监测到的定位数据为基准,将车辆的外轮廓数据与精确的高精地图相叠合,从而使车路协同系统快速、精确地全面掌握车辆占用道路空间的情况,进而达成车路协同系统对道路车辆行驶的高精度的辅助控制,提高交通安全和道路的通行效率。且本发明的技术方案无需路侧车路协同终端设置车辆的检测和定位设备,也无需在待辅助车辆上设置测距传感器等设备,极大的降低了成本。
2.本发明通过采用多个定位单元来进行定位,使得车辆外轮廓与车载定位感知组件之间的空间距离关系更加准确,有效地提高了本发明定位的准确度。
3.本发明通过实时获取的车辆定位数据以及外轮廓数据,全面准确地掌握了车辆在道路空间的占用情况以及实时车速,同时通过重叠区域的设置以及交接流程的设置,使得车辆在多个路侧车路协同终端之间能够平滑稳定的交接。进而达成车路协同系统对道路车辆行驶的高精度的辅助控制,提高交通安全和道路的通行效率。
4.本发明通过对每辆待辅助车辆计算在当前控制周期的行驶速度调整值以及方向调整值,从而使车辆之间的间距维持稳定,从而在保证交通安全的前提下,有效的提高道路的通行效率。
附图说明
图1为本发明实施例1所述的一种车路协同辅助驾驶系统的结构示意图;
图2为本发明实施例2所述的一种车路协同辅助驾驶方法的工作流程图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
在车路协同领域中,精确定位技术是准确判定目标的空间位置的技术。目前的精确定位技术主要有卫星定位和无线定位两种技术。卫星定位技术是利用人造地球卫星进行点位测量的技术。其中的全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。中国北斗卫星导航系统(英文名称:BeiDou NavigationSatellite System,简称BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统,也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。无线定位是指在无线移动通信网络中,通过对接收到的无线电波的特征参数进行测量,利用量到的无线信号数据,采用特定的算法对移动终端所处的地理位置进行估计,提供准备的终端位置信息和服务。实用的精确定位技术往往综合使用卫星定位和无线定位两种技术。
自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和精确定位系统协同合作,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。高精地图也称自动驾驶地图、高分辨率地图,是面向自动驾驶汽车的一种新的地图数据范式。高精地图要求准确和全面地表征道路特征,包括每个车道的坡度、曲率、航向、高程,侧倾的数据。高精度地图可以分为两个层级:静态高精度地图和动态高精度地图。静态高精度地图处于底层,一般由含有语义信息的车道模型、道路部件(Object)、道路属性三类矢量信息。动态高精度地图则建立于静态高精度地图的基础之上,主要包括实时动态信息,例如行驶中的车辆信息等。
实施例1
如图1所示,一种车路协同辅助驾驶系统,包括设置在智能道路上的若干路侧车路协同终端以及若干车载车路协同终端。所述智能道路为自动驾驶和车路协同能力的车辆专用,不允许不具备自动驾驶和车路协同能力的车辆进入行驶。
每个所述路侧车路协同终端均分配有一定的管理道路范围,并根据该范围设定预设距离,将所述路侧车路协同终端均匀设置在智能道路一侧。每个相邻所述路侧车路协同终端的管理道路范围存在重叠区域,使得整个所述智能道路都处于路侧车路协同终端的管理道路范围,且所述重叠区域也用于所述待辅助车辆在相邻所述路侧车路协同终端进行交接。所述路侧车路协同终端包括边缘计算节点和路侧通信终端联网。所述边缘计算节点用于存储和管理地图数据库以及管理列表,并根据所述地图数据库以及所述车载车路协同终端的定位信息向所述待辅助车辆的所述车载通讯终端发送辅助驾驶数据。所述路侧通信终端用于与车载车路协同终端双向通信,采用5G网络以及其他宽带移动通信技术进行通讯。
其中,所述地图数据库用于存储当前所述路侧车路协同终端管理道路范围内的高精地图。所述管理列表用于登记和管理当前所述路侧车路协同终端管理范围内的所述待辅助车辆。
而所述车载车路协同终端设置在对应的待辅助车辆内。所述车载车路协同终端包括车载定位感知组件、车载计算单元和车载通信终端构成。所述车载定位感知组件用于监测车辆自身的定位信息。所述车载计算单元上存储有车辆自身的外轮廓数据。所述外轮廓数据是以所述车载定位感知组件在车辆上的安装位置为基准点,具体为车辆的外轮廓与所述车载定位感知组件之间的空间关系(距离)数据。
优选的,所述车载计算单元还存储有一个列表,该列表上对与车辆保持在联状态的车路协同设备均进行登记。同时对于当前正在控制该车辆的车路协同设备,专门进行标注。
实施例2
如图2所示,本实施例为基于实施例1所述系统的一种车路协同辅助驾驶方法,具体步骤如下:
S0:待辅助车辆的所述车载计算单元获取并存储所述待辅助车辆的外轮廓数据。
S1:所述待辅助车辆进入路侧车路协同终端的控制范围后,自动向所述路侧车路协同终端发送所述待辅助车辆的外轮廓数据,所述路侧车路协同终端将所述待辅助车辆进行编号并记录到所述管理列表中;
待辅助车辆进入车路协同道路时,通过车载通信终端和路侧通信终端,与路侧车路协同设备建立联系,车载计算单元将该车路协同设备登记到管理列表中,同时将该车路协同设备标注为控制该待辅助车辆的车路协同设备。并将自身的外轮廓数据传送给该车路协同设备。
S2:所述车载定位感知组件获取所述待辅助车辆的实时定位数据;并通过所述车载通讯终端发送到所述车载车路协同终端中。
待辅助车辆在行驶的全过程中,始终同时向管理列表中的所有车路协同设备传送车载定位感知组件监测到的定位数据。即每隔一个固定的时间(即每个控制周期,该时间为预设值),待辅助车辆通过车载通信终端,将车载定位感知组件监测到的定位数据传送给控制该待辅助车辆的车路协同设备。
S3:所述边缘计算节点根据所述待辅助车辆的所述实时定位数据、所述外轮廓数据以及所述地图数据库,获取所述待辅助车辆在高精地图上的实时空间占用状态,以及所述待辅助车辆的实时车速;其中,所述高精地图包括以下制备过程:a、激光雷达对道路进行扫描,得到基础地图数据;b、在所述基础地图上标注出车道信息和车道中线信息,完成高精地图制备;且所述高精地图的精度不低于20cm。
车路协同设备的边缘计算节点以待辅助车辆的定位数据对应的坐标为基准,在高精地图上进行检索,检索出该点在道路上的准确位置。将该坐标叠合到精确地图上,然后利用外轮廓数据和车辆定位数据,计算出车辆外轮廓上各点的坐标,就可将整个外轮廓叠合到高精地图上,进而完全掌握整个待辅助车辆在道路上准确的空间占用情况。并根据该待辅助车辆前一次的定位数据以及控制周期时间,得到该待辅助车辆的实时车速。
S4:所述边缘计算节点根据所述管理列表中所有待辅助车辆的实时空间占用状态和实时车速,以及预设的标准阈值,向所述待辅助车辆发送行驶速度调整值以及方向调整值;其中,所述标准阈值包括当前道路的基准行驶速度值以及相邻车辆纵向间距阈值(车辆与前方相邻车辆在行驶方向上间距的上限值和下限值),所述相邻车辆纵向间距阈值是根据所述基准行驶速度值以及控制周期时间计算得到。
S41:所述边缘计算节点获取所述管理列表中所有待辅助车辆的实时空间占用状态和实时车速;
S42:计算得到当前待辅助车辆与前后左右相邻车辆的实际间距;
S43:根据预设的标准阈值计算出所述待辅助车辆的行驶速度调整值以及方向调整值;
S44:向所述待辅助车辆发送行驶速度调整值以及方向调整值。
S5:所述待辅助车辆驶入所述路侧车路协同终端与下一个路侧车路协同终端的重叠区域(该重叠区域作为车辆控制权的交接区。)时,所述待辅助车辆的所述车载车路协同终端向所述下一个路侧车路协同终端发送所述待辅助车辆的外轮廓数据,所述下一个路侧车路协同终端将所述待辅助车辆进行编号并记录到管理列表中。
待辅助车辆在进入交接区后,通过车载通信终端和位置靠前的车路协同设备建立联系,将位置靠前的车路协同设备加入到管理列表中,并将自身的外轮廓数据传送给位置靠前的车路协同设备。当位置靠前的车路协同设备完成车辆外轮廓数据的接收之后,位置靠后的车路协同设备向位置靠前的车路协同设备完成车辆控制权的交接。待辅助车辆将位置靠前的车路协同设备标注为控制该待辅助车辆的车路协同设备。
S6:所述待辅助车辆驶出所述重叠区域后,前一个路侧车路协同终端在其管理列表中将所述待辅助车辆删除,完成所述待辅助车辆的交接,并进入步骤S2。
实施例3
本实施例为实施例2所述所述行驶速度调整值以及方向调整值的具体计算过程。包括以下步骤:
S431:确定每一个车道在当前控制周期内的行驶控制基准车;
获取所述车路协同设备的控制范围内,在车道i上位置最靠前的待辅助车辆,作为车道i的首车;并判断所述首车前方s(i)的距离内是否还有其他车辆;其中,s(i)为i车道的相邻车辆纵向间距阈值;
若在交接区内,所述首车前方还有其他车辆,则以所述首车正前方的一辆待辅助车辆为车道i的行驶控制基准车;
若没有,则以所述首车为车道i的行驶控制基准车;
S432:确定每一个车道在当前控制周期内的行驶控制原点;
从所述行驶控制基准车的当前坐标,做所述i车道中线的法线;获取所述法线和所述i车道中线的交点;并在所述i车道中线上取所述交点前方v(i)·T距离的点,作为所述车道i在本控制周期内的行驶控制原点;其中T为控制周期,所述控制周期为待辅助车辆向所述车路协同设备发送所述实时定位数据的时间周期,v(i)为所述车道i的基准行驶速度值;
S433:确定车道上每一辆车在当前控制周期内的行驶目标点;
当所述行驶控制基准车为所述首车时,以所述行驶控制原点为所述首车在当前控制周期内的行驶目标点;
当所述行驶控制基准车不是所述首车时,以所述i车道中线上与所述行驶控制原点的距离为thj+s(i)+tq(i,1)的点为所述首车在当前控制周期内的行驶目标点;其中,thj为所述行驶控制基准车的后突出距离,tq(i,1)为所述首车的前突出距离;
所述车道i的所述首车后的第k辆待辅助车辆,以所述i车道中线上与第k-1辆待辅助车辆的距离为th(k-1)+s(i)+tq(i,k)的一点为当前控制周期内的行驶目标点;其中,th(k-1)为第k-1辆待辅助车辆的后突出距离,tq(i,k)为第k辆待辅助车辆的前突出距离;
其中,对于每一辆车,以车载定位感知组件在待辅助车辆上的安装位置为基准点,以该车正常行驶的方向为竖向,确定车辆外轮廓线上各点与基准点的垂直距离。其中基准点前方与基准点垂直距离最长的那一点称为车辆的前突出点,该距离称为车辆的前突出距离;基准点后方与基准点垂直距离最长的那一点称为车辆的后突出点,该距离称为车辆的后突出距离。
S434:根据每辆待辅助车辆的实时空间占用状态、行驶目标点以及实时车速,获取每辆待辅助车辆在当前控制周期的行驶速度调整值以及方向调整值。
即,根据实时空间占用状态和行驶目标点得到当前控制周期的期望行驶路程以及行驶方向,并根据控制周期的时间得到期望行驶速度,将所述期望行驶速度与所述实时车速想比较,得到行驶速度调整值,将实时空间占用状态与期望的行驶方向作对比,得到方向调整值。
实施例4
本实施例与实施例2和3的区别在于,当所述待辅助车辆位于所述智能道路尽头时,进入步骤S7:
S7:所述待辅助车辆驶出当前路侧车路协同终端的控制范围后,所述路侧车路协同终端在其管理列表中将所述待辅助车辆删除,所述车路协同辅助驾驶系统完成对所述待辅助车辆的辅助驾驶。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于,所述车载定位感知组件包括至少2个定位单元。
实施例6
本实施例与上述实施例的区别在于,所述系统还包括与所述路侧车路协同终端通信连接的控制中心,所述控制中心用于远程控制所述路侧车路协同终端的工作状态以及标准阈值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种车路协同辅助驾驶方法,其特征在于,包括以下步骤:
S0:待辅助车辆的车载计算单元获取并存储所述待辅助车辆的外轮廓数据;
S1:所述待辅助车辆进入路侧车路协同终端的控制范围后,自动向所述路侧车路协同终端发送所述待辅助车辆的外轮廓数据,所述路侧车路协同终端将所述待辅助车辆进行编号并记录到管理列表中;
S2:所述车载定位感知组件获取所述待辅助车辆的实时定位数据;并通过所述车载通讯终端发送到所述车载车路协同终端中;
S3:所述路侧车路协同终端的边缘计算节点根据所述待辅助车辆的所述实时定位数据、所述外轮廓数据以及地图数据库,获取所述待辅助车辆在高精地图上的实时空间占用状态,以及所述待辅助车辆的实时车速;
S4:所述边缘计算节点根据所述管理列表中所有待辅助车辆的实时空间占用状态和实时车速,以及预设的标准阈值,向所述待辅助车辆发送行驶速度调整值以及方向调整值;其中,所述标准阈值包括当前道路的基准行驶速度值以及相邻车辆纵向间距阈值;
S5:所述待辅助车辆驶入所述路侧车路协同终端与下一个路侧车路协同终端的重叠区域时,所述待辅助车辆的所述车载车路协同终端向所述下一个路侧车路协同终端发送所述待辅助车辆的外轮廓数据,所述下一个路侧车路协同终端将所述待辅助车辆进行编号并记录到管理列表中;
S6:所述待辅助车辆驶出所述重叠区域后,前一个路侧车路协同终端在其管理列表中将所述待辅助车辆删除,完成所述待辅助车辆的交接,并进入步骤S2;
所述步骤S4包括:
S41:所述边缘计算节点获取所述管理列表中所有待辅助车辆的实时空间占用状态和实时车速;
S42:计算得到当前待辅助车辆与前后左右相邻车辆的实际间距;
S43:根据所述实时空间占用状态、所述实时车速以及预设的标准阈值计算出所述待辅助车辆的行驶速度调整值以及方向调整值;
S44:向所述待辅助车辆发送行驶速度调整值以及方向调整值;
所述步骤S43中所述行驶速度调整值以及方向调整值的计算过程如下:
S431:确定每一个车道在当前控制周期内的行驶控制基准车;
获取所述路侧车路协同终端的控制范围内,在车道i上位置最靠前的待辅助车辆,作为车道i的首车;并判断所述首车前方s(i)的距离内是否还有其他车辆;其中,s(i)为i车道的相邻车辆纵向间距阈值;
若所述首车在交接区内,且前方还有其他车辆,则以所述首车正前方的一辆待辅助车辆为车道i的行驶控制基准车;
若没有,则以所述首车为车道i的行驶控制基准车;
S432:确定每一个车道在当前控制周期内的行驶控制原点;
从所述行驶控制基准车的当前坐标,做所述i车道中线的法线;获取所述法线和所述i车道中线的交点;并在所述i车道中线上取所述交点前方v(i)·T距离的点,作为所述车道i在本控制周期内的行驶控制原点;其中T为控制周期,所述控制周期为待辅助车辆向所述车路协同设备发送所述实时定位数据的时间周期,v(i)为所述车道i的基准行驶速度值;
S433:确定车道上每一辆车在当前控制周期内的行驶目标点;
当所述行驶控制基准车为所述首车时,以所述行驶控制原点为所述首车在当前控制周期内的行驶目标点;
当所述行驶控制基准车不是所述首车时,以所述i车道中线上与所述行驶控制原点的距离为thj+s(i)+tq(i,1)的点为所述首车在当前控制周期内的行驶目标点;其中,thj为所述行驶控制基准车的后突出距离,tq(i,1)为所述首车的前突出距离;
所述车道i的所述首车后的第k辆待辅助车辆,以所述i车道中线上与第k-1辆待辅助车辆的距离为th(k-1)+s(i)+tq(i,k)的一点为当前控制周期内的行驶目标点;其中,th(k-1)为第k-1辆待辅助车辆的后突出距离,tq(i,k)为第k辆待辅助车辆的前突出距离;
其中,对于每一辆车,以车载定位感知组件在待辅助车辆上的安装位置为基准点,以该车正常行驶的方向为竖向,确定车辆外轮廓线上各点与基准点的垂直距离;其中基准点前方与基准点垂直距离最长的那一点称为车辆的前突出点,该距离称为车辆的前突出距离;基准点后方与基准点垂直距离最长的那一点称为车辆的后突出点,该距离称为车辆的后突出距离;
S434:根据每辆待辅助车辆的实时空间占用状态、行驶目标点以及实时车速,获取每辆待辅助车辆在当前控制周期的行驶速度调整值以及方向调整值;
根据实时空间占用状态和行驶目标点得到当前控制周期的期望行驶路程以及行驶方向,并根据控制周期的时间得到期望行驶速度,将所述期望行驶速度与所述实时车速相比较,得到行驶速度调整值,将实时空间占用状态与期望的行驶方向作对比,得到方向调整值。
2.根据权利要求1所述的一种车路协同辅助驾驶方法,其特征在于,当所述待辅助车辆位于智能道路尽头时,进入步骤S7:
S7:所述待辅助车辆驶出当前路侧车路协同终端的控制范围后,所述路侧车路协同终端在其管理列表中将所述待辅助车辆删除,车路协同辅助驾驶系统完成对所述待辅助车辆的辅助驾驶。
3.根据权利要求1所述的一种车路协同辅助驾驶方法,其特征在于,所述高精地图包括以下制备过程:
a、激光雷达对道路进行扫描,得到基础地图数据;
b、在所述基础地图上标注出车道信息和车道中线信息,完成高精地图制备;其中所述高精地图的精度不低于20cm。
4.一种车路协同辅助驾驶系统,包括若干路侧车路协同终端以及若干车载车路协同终端,所述路侧车路协同终端以预设距离均匀设置在智能道路一侧,所述车载车路协同终端设置在待辅助车辆内,其特征在于,相邻所述路侧车路协同终端的管理道路范围存在重叠区域;所述重叠区域用于所述待辅助车辆在相邻所述路侧车路协同终端进行交接;所述系统采用权利要求1-3任一所述的一种车路协同辅助驾驶方法;
所述车载车路协同终端包括车载计算单元,以及与车载计算单元通信连接的车载定位感知组件和车载通讯终端;所述车载定位感知组件用于获取所述车载车路协同终端的实时定位数据;所述车载计算单元用于管理所述待辅助车辆的外轮廓数据;
所述路侧车路协同终端包括边缘计算节点以及与其通信连接的路侧通信终端;所述边缘计算节点用于存储和管理地图数据库以及管理列表,并根据所述地图数据库以及所述车载车路协同终端的定位信息向所述待辅助车辆的所述车载通讯终端发送辅助驾驶数据;所述路侧通信终端用于与所述车载通讯终端进行数据交互;
其中,所述地图数据库用于存储当前所述路侧车路协同终端管理道路范围内的高精地图;所述管理列表用于登记和管理当前所述路侧车路协同终端管理范围内的所述待辅助车辆。
5.根据权利要求4所述的一种车路协同辅助驾驶系统,其特征在于,所述系统还包括与所述路侧车路协同终端通信连接的控制中心,所述控制中心用于远程控制所述路侧车路协同终端的工作状态以及标准阈值。
6.根据权利要求4所述的一种车路协同辅助驾驶系统,其特征在于,所述外轮廓数据为所述待辅助车辆的外轮廓与所述车载定位感知组件之间的空间距离数据。
7.根据权利要求6所述的一种车路协同辅助驾驶系统,其特征在于,所述车载定位感知组件包括至少2个定位单元。
8.根据权利要求4所述的一种车路协同辅助驾驶系统,其特征在于,所述路侧通信终端以及所述车载通讯终端采用5G通讯。
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