CN114610018A - 一种路侧雷达引导车辆自动驾驶系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种路侧雷达引导车辆自动驾驶系统,包括设置于路侧的雷达引导模块和设置于目标车辆的自动驾驶模块;雷达引导模块生成指令信息并发送至自动驾驶模块,以实现对目标车辆的接管引导;当目标车辆驶入引导区域后,发送调整指令以使目标车辆驶入既定车道;同时,雷达引导模块根据交通信息生成引导指令,以指导目标车辆进行下一步动作;当目标车辆驶出引导区域时,发送结束指令;自动驾驶模块根据指令信息控制目标车辆的行驶。本发明通过设置于路侧的雷达引导模块获取精准的目标车辆和交通环境信息,从而更好地规划目标车辆的行驶路线,实现了复杂交通环境下对自动驾驶车辆的接管引导,更好地保证了自动驾驶车辆行驶过程中的安全性。
Description
技术领域
本发明属于车辆自动驾驶技术领域,具体涉及一种路侧雷达引导车辆自动驾驶系统。
背景技术
随着科技的发展,智能交通系统已广泛应用在包括机场、车站、城市交通智能调度系统、高速公路智能调度系统、运营车辆调度管理系统、机动车自动控制系统等各种场景中。其中,自动驾驶,又称无人驾驶,是目前智能交通系统的重要组成部分之一,其主要依靠人工智能、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。
目前,车辆的自动驾驶系统主要是基于单车智能、依据车辆本身的数据实现的。然而,在无人驾驶汽车单车智能遇到技术瓶颈的当下,仅仅依靠单车智能实现真正意义上的自动驾驶还有很长的路需要走。另外,对于复杂交通环境下,自动驾驶车辆存在着对环境感知精度不高,决策规划不够准确的问题,从而导致交通事故,造成不小的损失。
因此,急需一种有效的解决方案,实现复杂交通环境下,对自动驾驶车辆的接管引导,以更好的保证自动驾驶车辆行驶过程中的安全性。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明提供了一种路侧雷达引导车辆自动驾驶系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现:
一种路侧雷达引导车辆自动驾驶系统,包括设置于路侧的雷达引导模块和设置于目标车辆的自动驾驶模块;其中,
所述雷达引导模块用于生成指令信息并发送至所述自动驾驶模块,以实现对目标车辆的接管引导;
当目标车辆驶入当前引导区域后,所述雷达引导模块向该目标车辆的自动驾驶模块发送调整指令,以使目标车辆驶入既定车道;同时,
所述雷达引导模块根据目标车辆信息和交通环境信息生成引导指令,并发送至该目标车辆的自动驾驶模块,以指导目标车辆进行下一步动作;
当目标车辆驶出当前引导区域时,所述雷达引导模块向该目标车辆的自动驾驶模块发送结束指令,以方便目标车辆之后的行驶管理;
所述自动驾驶模块用于根据所述指令信息控制目标车辆的行驶。
在本发明的一个实施例中,所述雷达引导模块包括路侧雷达单元、路侧摄像单元、边缘计算单元和数据发送单元;其中,
所述路侧雷达单元用于获取目标车辆信息以及当前行驶环境中其他交通参与者信息;
所述路侧摄像单元用于识别目标车辆以及其他交通参与者,以与所述路侧雷达单元的数据融合进行环境感知,得到交通环境信息;
所述边缘计算单元用于根据所述目标车辆信息、其他交通参与者信息以及交通环境信息进行数据融合计算,得到目标车辆的行驶路线,并生成对应的指令信息;
所述数据发送单元用于将所述指令信息发送至所述自动驾驶模块。
在本发明的一个实施例中,所述路侧雷达单元具体用于获取目标车辆信息以及当前行驶环境中其他交通参与者的相对位置信息;
基于所述路侧雷达单元自身的绝对位置信息,利用该相对位置信息计算目标车辆和其他交通参与者的实时位置信息。
在本发明的一个实施例中,所述路侧雷达单元包括激光雷达设备或者毫米波雷达设备。
在本发明的一个实施例中,所述路侧摄像单元具体通过摄像机采集当前引导区域的图像数据,并利用目标检测神经网络对目标车辆以及其他交通参与者类型进行识别。
在本发明的一个实施例中,所述雷达引导模块还包括云计算平台,用于获取所述边缘计算单元中的数据,计算并存储当前时段下交通区域的环境信息,以便于所述边缘计算单元利用该信息对下一时刻目标车辆的路径进行规划。
在本发明的一个实施例中,所述边缘计算单元还用于获取目标车辆预测行驶轨迹和目标车辆实际行驶轨迹的偏差信息,以用于调整目标车辆行驶路线。
在本发明的一个实施例中,所述边缘计算单元通过CAN总线获取目标车辆信息、其他交通参与者信息、交通环境信息以及云计算平台中的数据;或者,
使用RSU通过空口采集得到目标车辆信息。
在本发明的一个实施例中,所述自动驾驶模块包括数据接收单元和控制单元;其中,
所述数据接收单元用于接收所述雷达引导模块发送的指令信息;
所述控制单元用于根据所述指令信息控制目标车辆的行驶。
在本发明的一个实施例中,所述数据发送单元和所述数据接收单元包括5G通信单元、4G通信单元或3G通信单元。
本发明的有益效果:
1、本发明提供的路侧雷达引导车辆自动驾驶系统通过利用设置于路侧的雷达引导模块获取精准的目标车辆信息和交通环境信息,从而更好地规划目标车辆的行驶路线,并生成指令信息发送至目标车辆的自动驾驶模块,实现了复杂交通环境下对自动驾驶车辆的接管引导,更好地保证了自动驾驶车辆行驶过程中的安全性;
2、本发明采用边缘计算节点进行数据处理和计算,提高了数据上传下载的效率,为引导车辆自动驾驶提供了良好的通信保障,使得本发明能够应用于更加复杂的交通场景。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种路侧雷达引导车辆自动驾驶系统的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的雷达引导模块中各部分交互工作的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图1,图1是本发明实施例提供的一种路侧雷达引导车辆自动驾驶系统的结构示意图,其包括:设置于路侧的雷达引导模块和设置于目标车辆的自动驾驶模块;其中,
所述雷达引导模块用于生成指令信息并发送至所述自动驾驶模块,以实现对目标车辆的接管引导:
当目标车辆驶入当前引导区域后,所述雷达引导模块向该目标车辆的自动驾驶模块发送调整指令,以使目标车辆驶入既定车道;同时,
所述雷达引导模块根据目标车辆信息和交通环境信息生成引导指令,并发送至该目标车辆的自动驾驶模块,以指导目标车辆进行下一步动作;
当目标车辆驶出当前引导区域时,所述雷达引导模块向该目标车辆的自动驾驶模块发送结束指令,以方便目标车辆之后的行驶管理;
所述自动驾驶模块用于根据所述指令信息控制目标车辆的行驶。
进一步地,所述雷达引导模块包括路侧雷达单元、路侧摄像单元、边缘计算单元和数据发送单元;其中,
所述路侧雷达单元用于获取目标车辆信息以及当前行驶环境中其他交通参与者信息;
所述路侧摄像单元用于识别目标车辆以及其他交通参与者,以与所述路侧雷达单元的数据融合进行环境感知,得到交通环境信息;
所述边缘计算单元用于根据所述目标车辆信息、其他交通参与者信息以及交通环境信息进行数据融合计算,得到目标车辆的行驶路线,并生成对应的指令信息;
所述数据发送单元用于将所述指令信息发送至所述自动驾驶模块。
可选地,在本发明的一种实现方式中,路侧雷达单元主要根据自身的卫星定位坐标,得到目标车辆或者其他交通参与者的实时定位信息,具体如下:
首先,获取目标车辆信息以及当前行驶环境中其他交通参与者的相对位置信息;
然后,基于所述路侧雷达单元自身的绝对位置信息,计算得到目标车辆或者其他交通参与者的实时定位信息。
在实际应用中,路侧雷达单元可以通过激光雷达设备或者毫米波雷达设备来实现,其安装在一个固定的位置,该位置坐标是绝对的,对于目标车辆利用雷达设备精确的定位能力可以测得相对于路侧雷达单元的位置,这样就可以获得实时的车辆位置信息。
优选的,本实施例采用激光雷达,其具有能够准确检测出静止和运动目标的位置、速度以及目标物体的尺寸等信息的优点。
进一步地,路侧摄像单元具体通过摄像机采集当前引导区域的图像数据,并利用目标检测神经网络对目标车辆以及其他交通参与者类型,例如行人、信号灯、不同类型的车辆等信息进行识别。具体的目标检测神经网络模型及识别算法可参考现有的相关技术,本实施例在此不再详述。
在本实施例中,所述雷达引导模块还包括云计算平台,用于获取所述边缘计算单元中的数据,计算并存储当前时段下交通区域的环境信息,以便于所述边缘计算单元利用该信息对下一时刻目标车辆的路径进行规划。具体而言,云计算平台会存储之前时刻路侧雷达引导区域的交通状态,其目的是为之后的路径规划提供有力的数据支撑。
边缘计算单元是根据路侧雷达单元的数据、路侧摄像单元的数据以及云计算平台的数据这三种原始数据,利用边缘计算技术协同计算并规划自动驾驶车辆在交通区域内的行驶路线,并将其转换为对应的指令,发送至目标车辆。
可以理解的是,使用边缘计算节点将部分关键业务应用下沉到接入网络边缘,以减少网络传输和多级转发带来的宽度和时延损耗,为路侧雷达引导系统提供效率更高、更加智能化、更加节能的通信保障。
在本实施例中,边缘计算单元还用于获取目标车辆预测行驶轨迹和目标车辆实际行驶轨迹的偏差信息,以用于调整目标车辆行驶路线。具体而言,其可以从路侧雷达单元获取目标车辆的定位信息;然后将获取的目标车辆的定位信息与预测的目标车辆的自身标准坐标做差,得到偏差信息。
可选的,边缘计算单元通过CAN总线获取目标车辆信息、其他交通参与者信息以及交通环境信息等路侧-基础设施数据。此外,还可以使用RSU(路侧单元)通过空口采集得到目标车辆本身的数据信息。
在实际应用中,边缘计算单元可以使用具体的数据融合算法对路侧-基础设施数据以及车辆本身数据进行融合,获取更好的环境感知数据,为车辆行驶路线的规划提供有力保障。
数据发送单元为该路侧雷达引导车辆自动驾驶系统的通信模块之一,其可以包括5G通信模块、4G通信模块或3G通信模块等等,主要用于将雷达引导模块产生的指令发送给目标车辆。
在实际应用中,任一由云计算平台、边缘计算单元、路侧雷达单元、路侧摄像单元以及数据发送单元构成的雷达引导模块可以绑定为智能路侧-基础设施集成模块;当然,对于目标车辆配备的数据接收模块以及自动驾驶控制模块也可以集成为一个统一的模块;也就是说,本发明实施例对雷达引导模块以及目标车辆的具体配备方式不做限定。
在该路侧雷达引导车辆自动驾驶系统中,雷达引导模块担任着本系统重要角色,由雷达引导模块基于当前交通场景计算生成具体控制指令,最终发送具体的指令到任一目标车辆,以此来引导车辆自动驾驶。其具体处理过程可以包括:
(1)路侧雷达单元测量目标车辆以及其他交通参与者的相对位置关系,获得目标车辆以及其他交通参与者实时的定位信息;
(2)路侧摄像单元识别目标车辆以及其他交通参与者的种类,以便与路侧雷达数据融合进行环境感知,为之后的车辆路径规划提供更好的数据;
(3)云计算平台计算并存储上一时刻引导区域的环境信息,以便下一时刻的路径规划使用;
(4)边缘计算单元根据路侧雷达单元、路侧摄像单元以及云计算平台中的数据进行融合,基于具体的算法对目标车辆进行路径规划,再基于当前目标车辆的状态计算得出引导车辆自动驾驶的具体控制指令;
(5)数据发送单元将边缘计算单元计算得出的具体控制指令发送至目标车辆。
在该实现方式中,当目标车辆进入到路侧雷达引导自动驾驶区域后,车辆的行驶过程就由雷达引导模块进行接管,雷达引导模块可以从第三方的角度出发,使得自动驾驶更加的安全。
在本实施例中,所述自动驾驶模块被配置在任一目标车辆上,与车辆的驾驶系统联动,其包括数据接收单元和控制单元;其中,
所述数据接收单元用于接收所述雷达引导模块发送的指令信息;
所述控制单元用于根据所述指令信息控制目标车辆的行驶。
具体的,数据接收单元与前述数据发送单元构成本系统的通信模块,其可以为5G通信单元、4G通信单元或3G通信单元。
本发明提供的路侧雷达引导车辆自动驾驶系统中,当目标车辆进入到路侧雷达引导区域之后,就会接收到雷达引导模块发送的具体指令信息,目标车辆基于指令信息不断的调整行驶路线,使得目标车辆进入到既定的行驶车道;然后,根据路侧雷达模块数据、路侧摄像机数据以及云计算平台数据,将三种数据进行融合规划目标车辆之后的行驶路线;之后,将规划好的路线转换为下一时刻的指令发送至目标车辆,目标车辆执行对应的指令,实现对目标车辆的引导。其中,路侧雷达模块可以实时地获取目标车辆和其他交通参与者准确的位置信息,以便更好地规划之后的行驶路线。此外,本发明中计算任务主要由边缘计算节点承担,提高了数据上传下载的效率,为引导车辆自动驾驶提供了良好的通信保障,使得本发明能够应用于更加复杂的交通场景。
为了更清楚的描述本方案,下面以一个具体的实施例为例,对本发明路侧雷达引导车辆自动驾驶系统进行详细地举例说明。主要是对雷达引导模块进行具体说明,雷达引导模块中各部分交互工作的示意图如图2所示。本发明实施例提供的雷达引导模块中各部分交互工作流程可以参见如下:
(1)雷达引导模块的数据源部分主要是由三部分包括:
(1a)路侧雷达数据主要是获取目标车辆以及其他交通参与者实时的定位信息;这里可以具体使用激光雷达,其具有能够准确检测出静止和运动目标的位置、速度以及目标物体的尺寸等信息;
(1b)路侧摄像机数据主要是获取目标车辆以及其他交通参与者的种类信息;具体而言,通过摄像机采集图像数据,使用目标检测相关神经网络,可以对目标车辆以及其他交通参与者类型(行人、信号灯、不同类型的车辆等)等信息进行识别;
(1c)云计算平台数据主要是获取上一时刻路侧雷达引导区域的交通状态;具体而言,云计算平台会存储之前时刻路侧雷达引导区域的交通状态,其目的是为之后的路径规划提供有力的数据支撑。
(2)边缘计算单元获取三种原始数据,进行数据融合计算并生成控制指令;
具体而言,边缘计算节点通过CAN等接口获取路侧摄像机、路侧摄像机、云计算平台的原始数据;
同时也可以使用路侧单元RSU通过空口采集到目标车辆的数据信息;
然后,通过相关算法进行数据融合计算获取当前路侧雷达引导区域的相关信息;
最后基于以上信息去规划目标车辆的行驶路径,最后生成控制指令。
(3)通过数据发送单元将边缘计算节点计算得出的具体控制指令发送至目标车辆的车载单元(OBU)。
(4)车载单元接收指令信息并控制车辆行驶。
本发明提供的路侧雷达引导车辆自动驾驶系统通过利用设置于路侧的雷达引导模块获取精准的目标车辆信息和交通环境信息,从而更好地规划目标车辆的行驶路线,并生成指令信息发送至目标车辆的自动驾驶模块,实现了复杂交通环境下对自动驾驶车辆的接管引导,更好地保证了自动驾驶车辆行驶过程中的安全性。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述,然而,在实施所要求保护的本申请过程中,本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书,可理解并实现所述公开实施例的其他变化。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种路侧雷达引导车辆自动驾驶系统,其特征在于,包括设置于路侧的雷达引导模块和设置于目标车辆的自动驾驶模块;其中,
所述雷达引导模块用于生成指令信息并发送至所述自动驾驶模块,以实现对目标车辆的接管引导:
当目标车辆驶入当前引导区域后,所述雷达引导模块向该目标车辆的自动驾驶模块发送调整指令,以使目标车辆驶入既定车道;同时,
所述雷达引导模块根据目标车辆信息和交通环境信息生成引导指令,并发送至该目标车辆的自动驾驶模块,以指导目标车辆进行下一步动作;
当目标车辆驶出当前引导区域时,所述雷达引导模块向该目标车辆的自动驾驶模块发送结束指令,以方便目标车辆之后的行驶管理;
所述自动驾驶模块用于根据所述指令信息控制目标车辆的行驶。
2.根据权利要求1所述的路侧雷达引导车辆自动驾驶系统,其特征在于,所述雷达引导模块包括路侧雷达单元、路侧摄像单元、边缘计算单元和数据发送单元;其中,
所述路侧雷达单元用于获取目标车辆信息以及当前行驶环境中其他交通参与者信息;
所述路侧摄像单元用于识别目标车辆以及其他交通参与者,以与所述路侧雷达单元的数据融合进行环境感知,得到交通环境信息;
所述边缘计算单元用于根据所述目标车辆信息、其他交通参与者信息以及交通环境信息进行数据融合计算,得到目标车辆的行驶路线,并生成对应的指令信息;
所述数据发送单元用于将所述指令信息发送至所述自动驾驶模块。
3.根据权利要求2所述的路侧雷达引导车辆自动驾驶系统,其特征在于,所述路侧雷达单元具体用于获取目标车辆信息以及当前行驶环境中其他交通参与者的相对位置信息;
基于所述路侧雷达单元自身的绝对位置信息,利用该相对位置信息计算目标车辆和其他交通参与者的实时位置信息。
4.根据权利要求2所述的路侧雷达引导车辆自动驾驶系统,其特征在于,所述路侧雷达单元包括激光雷达设备或者毫米波雷达设备。
5.根据权利要求2所述的路侧雷达引导车辆自动驾驶系统,其特征在于,所述路侧摄像单元具体通过摄像机采集当前引导区域的图像数据,并利用目标检测神经网络对目标车辆以及其他交通参与者类型进行识别。
6.根据权利要求2所述的路侧雷达引导车辆自动驾驶系统,其特征在于,所述雷达引导模块还包括云计算平台,用于获取所述边缘计算单元中的数据,计算并存储当前时段下交通区域的环境信息,以便于所述边缘计算单元利用该信息对下一时刻目标车辆的路径进行规划。
7.根据权利要求2所述的路侧雷达引导车辆自动驾驶系统,其特征在于,所述边缘计算单元还用于获取目标车辆预测行驶轨迹和目标车辆实际行驶轨迹的偏差信息,以用于调整目标车辆行驶路线。
8.根据权利要求2所述的路侧雷达引导车辆自动驾驶系统,其特征在于,所述边缘计算单元通过CAN总线获取目标车辆信息、其他交通参与者信息、交通环境信息以及云计算平台中的数据;或者,
使用RSU通过空口采集得到目标车辆信息。
9.根据权利要求2所述的路侧雷达引导车辆自动驾驶系统,其特征在于,所述自动驾驶模块包括数据接收单元和控制单元;其中,
所述数据接收单元用于接收所述雷达引导模块发送的指令信息;
所述控制单元用于根据所述指令信息控制目标车辆的行驶。
10.根据权利要求9所述的路侧雷达引导车辆自动驾驶系统,其特征在于,所述数据发送单元和所述数据接收单元包括5G通信单元、4G通信单元或3G通信单元。
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Cited By (1)
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CN117565892A (zh) * | 2023-11-17 | 2024-02-20 | 上海智能汽车融合创新中心有限公司 | 一种接力型自动驾驶系统和方法 |
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2022
- 2022-01-27 CN CN202210103327.6A patent/CN114610018A/zh active Pending
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