CN114660532A - 一种以车为中心的网联参考信标系统 - Google Patents

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梁炳杰
陆文琦
曲栩
金雄威
芮一康
李林恒
何赏璐
易紫薇
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Shanghai Fengbao Business Consulting Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种以车为中心的网联参考信标系统,包括：路侧网联参考信标CRM网络、中央运行单元COU、路侧通信系统、I类车载模块OBM1和车载距离测量单元DMU。本发明以车为中心的网联参考信标系统使用三角位置识别方法来识别车辆的车道保持；车辆使用车辆实时位置信息、虚拟道路配置信息或行车道中心线关键点的本地位置关系表来实现车道保持。该系统提供物体标识和车辆位置信息并定位车辆，解决了自动驾驶中识别物体及识别车辆位置和地点的两大挑战性问题，实现了在所有天气情况下的物体识别以及车辆的准确定位。

Description

一种以车为中心的网联参考信标系统
技术领域
本发明涉及车路协同系统自动驾驶领域，特别是一种以车为中心的网联参考信标系统。
背景技术
智能车载系统为车路协同自动驾驶(CAVH)系统提供协同感知、协同预测、协同决策和协同车辆控制等功能。而现有的智能车载系统通常包括智能化的车载设施组件，比如车载雷达、激光雷达、摄像头等，存在装配成本较高、易受天气影响以及信息采集困难等问题，因此急需成本较低、安装简易的智能车载设施技术。本申请致力于提供一种价格低廉且易于安装的以车为中心的网联参考信标系统，该系统提供了一种物体标识和车辆位置信息获取方法，该系统可以识别并定位车辆、识别车辆信息、提供类似GPS使用的位置参考点的功能、标记行车道、实现车辆的车道保持以及实现对车辆的横纵向控制等。该技术解决了自动驾驶中两个最具挑战性的根本问题，物体识别和车辆姿态和位置识别，实现了在所有天气情况下的识别对象且准确定位功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种以车为中心的网联参考信标系统，以解决上述现有技术存在的问题，使车辆能够准确的识别物体及车辆位置和地点。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种以车为中心的网联参考信标系统，包括路侧网联参考信标CRM网络、中央运行单元COU、路侧通信系统、I类车载模块OBM1和车载距离测量单元DMU；所述路侧网联参考信标CRM网络与所述中央运行单元COU，路侧通信系统，I类车载模块OBM1和车载距离测量单元DMU依次连接。
可选的，所述网联参考信标网络中的网联参考信标提供本地位置参考和/或物体参考以支持车辆识别道路和驾驶环境中物体的地点和位置，并支持车辆检测和识别道路和驾驶环境中的物体。
可选的，用于为网联参考信标(CRM)开发一组本地位置关系表的位置关系识别模块；用于提供包括虚拟行车单元、虚拟行车车道、虚拟行车车道组和虚拟行车网格的虚拟道路配置信息的虚拟道路配置模块(VRCM)；以及用于将所述本地位置关系表和所述虚拟道路配置信息发送给网联参考信标(CRM)和车辆的通信模块。
可选的，所述的路侧通信系统包括网联参考信标CRM、中央运行单元COU和车辆之间提供通信和信息共享。
可选的，所述车载模块(OBM)是安装在车辆中的可选装高精地图的I类车载模块OBM1，并且包括：通信模块，用于从中央运行单元(COU)接收网联参考信标(CRM)网络的位置信息和虚拟道路配置信息；实时位置识别模块，用于识别所述车辆相对于网联参考信标(CRM)和所述虚拟道路配置的相对位置；计算模块，以及用于将所述车辆实时位置与所述网联参考信标(CRM)网络的位置和所述虚拟道路配置进行匹配。
可选的，所述的车载距离测量单元DMU测量车辆到至少2个网联参考信标CRM的距离，所述的车辆使用车辆实时位置信息、虚拟道路配置信息或行车道中心线关键点来实现车道保持功能，所述的车辆在虚拟行车网格的虚拟行车单元内使用车辆实时位置信息、虚拟道路配置信息或行车道中心线关键点的本地位置关系表完成车辆的完成车辆的横纵向运动。
可选的，该系统支持自动驾驶系统ADS和车路协同自动驾驶CAVH系统。
可选的，通过向自动驾驶系统ADS提供一个或多个网联参考信标CRM和I类车载模块OBM1来支持自动驾驶系统。
可选的，通过提供一个或多个网联参考信标CRM和I类车载模块OBM1来支持面向所有天气条件的自动驾驶系统ADS。
可选的，当车路协同自动驾驶CAVH传感器或智能网联自动驾驶车辆CAV传感器不能对道路信标进行光学检测时，通过向所述自动驾驶系统ADS提供大量网联参考信标CRM和I类车载模块OBM1来支持自动驾驶系统ADS。
本发明公开了以下技术效果：
本发明以车为中心的网联参考信标系统本发明以车为中心的网联参考信标系统使用三角位置识别方法来识别车辆的车道保持；该系统提供物体标识和车辆位置信息并定位车辆，解决了自动驾驶中识别物体及识别车辆位置和地点的两大挑战性问题，实现了在所有天气情况下的物体识别且车辆准确定位。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例以车为中心的网联参考信标系统的组成和信息流示意图；
图2为本发明实施例未装载高精地图的I类车载模块组成部分示意图；
图3为本发明实施例装载高精地图的I类车载模块组成部分示意图；
图4为本发明实施例使用I类车载模块和车载距离测量单元的测距方法的流程图；
图5为以车为中心的网联参考信标(V-CRM)系统实现车辆位置识别过程流程图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
如图1-5所示，本发明提供一种以车为中心的网联参考信标系统，包括路侧网联参考信标CRM网络、中央运行单元COU、路侧通信系统、I类车载模块OBM1和车载距离测量单元DMU；所述路侧网联参考信标CRM网络与所述中央运行单元COU，路侧通信系统，I类车载模块OBM1和车载距离测量单元DMU依次连接。
进一步优化方案，所述网联参考信标网络中的网联参考信标提供本地位置参考和/或物体参考以支持车辆识别道路和驾驶环境中物体的地点和位置，并支持车辆检测和识别道路和驾驶环境中的物体。
进一步优化方案，用于为网联参考信标(CRM)开发一组本地位置关系表的位置关系识别模块；用于提供包括虚拟行车单元、虚拟行车车道、虚拟行车车道组和虚拟行车网格的虚拟道路配置信息的虚拟道路配置模块(VRCM)；以及用于将所述本地位置关系表和所述虚拟道路配置信息发送给网联参考信标(CRM)和车辆的通信模块。
进一步优化方案，所述的路侧通信系统包括网联参考信标CRM、中央运行单元COU和车辆之间提供通信和信息共享。
进一步优化方案，所述车载模块(OBM)是安装在车辆中的可选装高精地图的I类车载模块OBM1，并且包括：通信模块，用于从中央运行单元(COU)接收网联参考信标(CRM)网络的位置信息和虚拟道路配置信息；实时位置识别模块，用于识别所述车辆相对于网联参考信标(CRM)和所述虚拟道路配置的相对位置；计算模块，以及用于将所述车辆实时位置与所述网联参考信标(CRM)网络的位置和所述虚拟道路配置进行匹配。
进一步优化方案，所述的车载距离测量单元DMU测量车辆到至少2个网联参考信标CRM的距离，所述的车辆使用车辆实时位置信息、虚拟道路配置信息或行车道中心线关键点来实现车道保持功能，所述的车辆在虚拟行车网格的虚拟行车单元内使用车辆实时位置信息、虚拟道路配置信息或行车道中心线关键点的本地位置关系表完成车辆的完成车辆的横纵向运动。
进一步优化方案，该系统支持自动驾驶系统ADS和车路协同自动驾驶CAVH系统。
进一步优化方案，通过向自动驾驶系统ADS提供一个或多个网联参考信标CRM和I类车载模块OBM1来支持自动驾驶系统。
进一步优化方案，通过提供一个或多个网联参考信标CRM和I类车载模块OBM1来支持面向所有天气条件的自动驾驶系统ADS。
进一步优化方案，当车路协同自动驾驶CAVH传感器或智能网联自动驾驶车辆CAV传感器不能对道路信标进行光学检测时，通过向所述自动驾驶系统ADS提供大量网联参考信标CRM和I类车载模块OBM1来支持自动驾驶系统ADS。
以车为中心的网联参考信标V-CRM系统使用网联参考信标CRM标识符和/或I类车载模块OBM1标识来识别道路上搭载I类车载模块OBM1的物体例如，包含I类车载模块OBM1的车辆、自行车或包含I类车载模块OBM1的其它物体。以车为中心的网联参考信标V-CRM系统提供物体例如，车辆标识和车辆位置信息例如，以车为中心的网联参考信标V-CRM系统识别车辆例如，使用I类车载模块OBM1标识符并定位车辆。因此，在一些实施例中，以车为中心的网联参考信标V-CRM系统解决了自动驾驶中两个最具挑战性的根本问题：(1)物体识别；(2)识别车辆位置和地点。
当不存在高精地图时，如在提供可选装高精地图的以车为中心的网联参考信标V-CRM系统和/或包括可选装高精地图的中央运行单元COU的以车为中心的网联参考信标系统V-CRM系统的实施例中，以车为中心的网联参考信标V-CRM系统将虚拟车道配置与多个网联参考信标CRM连接起来，为以车为中心的网联参考信标V-CRM系统提供类似于GPS使用的位置参考点的功能。在一些实施例中，以车为中心的网联参考信标V-CRM系统使用I类车载模块OBM1将车辆连接到虚拟车道配置。在一些实施例中，以车为中心的网联参考信标V-CRM系统将网联参考信标CRM与I类车载模块OBM1连接以标记行车道。
当存在高精地图时，如在提供以车为中心的网联参考信标系统V-CRM和/或包括包含高精地图的中央运行单元COU的以车为中心的网联参考信标系统V-CRM的实施例中，以车为中心的网联参考信标V-CRM系统将行车道中心线关键点与多个网联参考信标CRM连接起来，它为以车为中心的网联参考信标V-CRM系统提供了与GPS使用的位置参考点类似的功能。以车为中心的网联参考信标V-CRM系统使用I类车载模块OBM1将车辆连接到行车道中心线关键点。以车为中心的网联参考信标系统V-CRM连接网联参考信标CRM与I类车载模块OBM1以标记行车道。
以车为中心的网联参考信标V-CRM系统中的网联参考信标CRM为本地位置参考和物体参考以提供和/或支持检测和识别道路上和车辆驾驶环境中的物体的位置。以车为中心的网联参考信标V-CRM系统中的网联参考信标CRM为本地位置参考和物体参考以支持检测和识别道路上和车辆驾驶环境中的物体。道路上和车辆驾驶环境中的示例性物体是影响车辆行驶的各种物体例如，其他车辆、自行车、行人、动物、障碍物、建筑、事故、标志、标线和/或交通控制设备。
以车为中心的网联参考信标V-CRM系统中的中央运行单元COU管理和操作网联参考信标CRM网络中的一组本地位置关系表、虚拟道路配置信息和/或行车道中心线关键点的一组本地位置关系表。以车为中心的网联参考信标V-CRM系统中的中央运行单元COU传输网联参考信标CRM网络的本地位置关系表集、虚拟道路配置信息和/或每个行车道中心线关键点的网联参考信标CRM和车辆的本地位置关系表集。
以车为中心的网联参考信标系统V-CRM中的路侧通信系统提供用于网联参考信标CRM、中央运行单元COU和/或车辆之间的通信和信息共享的手段。在一些实施例中，路侧通信系统包括有线(以太网、光纤)和/或无线通信技术(例如，802.11、蜂窝、专用短程通信(DSRC))。
安装在车辆上的距离测量单元DMU在以车为中心的网联参考信标系统V-CRM中测量从车辆到多个网联参考信标CRM的距离例如，至少两个网联参考信标CRM、至少两个相邻的网联参考信标CRM、至少两个最靠近车辆的网联参考信标CRM，和/或至少两个与车辆最相邻的网联参考信标CRM。以车为中心的网联参考信标系统V-CRM中的I类车载模块OBM1识别和匹配车辆相对于一个或多个网联参考信标CRM其中至少两个网联参考信标CRM、虚拟道路配置、和/或行车道中心线关键点的相对位置。
车辆使用I类车载模块OBM1提供的信息例如，车辆实时位置信息和虚拟道路配置信息来进行车道保持。车辆使用I类车载模块OBM1提供的信息例如，车辆实时位置信息和虚拟道路配置信息在每个虚拟行车单元和虚拟行车网格内进行纵向和横向运动和/或控制。
以车为中心的网联参考信标系统V-CRM的一个或多个子组件是物理子系统。以车为中心的网联参考信标系统V-CRM支持自动驾驶系统ADS，具体地，车路协同自动驾驶系统CAVH。参见，例如，美国专利号10,380,886和美国专利申请公开号2019/0340921，在此引入作为参考。在一些实施例中，以车为中心的网联参考信标系统V-CRM通过向自动驾驶系统ADS提供一个或多个网联参考信标CRM和I类车载模块OBM1来支持自动驾驶系统ADS。在一些实施例中，以车为中心的网联参考信标系统V-CRM通过向自动驾驶系统ADS提供一个或多个网联参考信标CRM和I类车载模块OBM1来支持针对所有天气条件的自动驾驶系统ADS。在一些实施例中，当道路和道路标记不能被车路协同自动驾驶系统CAVH传感器或智能网联自动驾驶车辆CAV传感器光学检测时，以车为中心的网联参考信标系统V-CRM通过向自动驾驶系统ADS提供一个或多个网联参考信标CRM和I类车载模块OBM1来支持自动驾驶系统ADS。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种以车为中心的网联参考信标系统，其特征在于：包括路侧网联参考信标CRM网络、中央运行单元COU、路侧通信系统、I类车载模块OBM1和车载距离测量单元DMU；所述路侧网联参考信标CRM网络与所述中央运行单元COU，路侧通信系统，I类车载模块OBM1和车载距离测量单元DMU依次连接。
2.根据权利要求1所述的以车为中心的网联参考信标系统，其特征在于：所述网联参考信标网络中的网联参考信标提供本地位置参考和/或物体参考以支持车辆识别道路和驾驶环境中物体的地点和位置，并支持车辆检测和识别道路和驾驶环境中的物体。
3.根据权利要求1所述的以车为中心的网联参考信标系统，其特征在于：用于为网联参考信标(CRM)开发一组本地位置关系表的位置关系识别模块；用于提供包括虚拟行车单元、虚拟行车车道、虚拟行车车道组和虚拟行车网格的虚拟道路配置信息的虚拟道路配置模块(VRCM)；以及用于将所述本地位置关系表和所述虚拟道路配置信息发送给网联参考信标(CRM)和车辆的通信模块。
4.根据权利要求1所述的以车为中心的网联参考信标系统，其特征在于：所述的路侧通信系统包括在网联参考信标CRM、中央运行单元COU和车辆之间提供通信和信息共享。
5.根据权利要求1所述的以车为中心的网联参考信标系统，其特征在于：所述车载模块(OBM)是安装在车辆中的可选装高精地图的I类车载模块OBM1，并且包括：通信模块，用于从中央运行单元(COU)接收网联参考信标(CRM)网络的位置信息和虚拟道路配置信息；实时位置识别模块，用于识别所述车辆相对于网联参考信标(CRM)和所述虚拟道路配置的相对位置；计算模块，以及用于将所述车辆实时位置与所述网联参考信标(CRM)网络的位置和所述虚拟道路配置进行匹配。
6.根据权利要求1所述的以车为中心的网联参考信标系统，其特征在于：所述的车载距离测量单元DMU测量车辆到至少2个网联参考信标CRM的距离，所述的车辆使用车辆实时位置信息、虚拟道路配置信息或行车道中心线关键点来实现车道保持功能，所述的车辆在虚拟行车网格的虚拟行车单元内使用车辆实时位置信息、虚拟道路配置信息或行车道中心线关键点的本地位置关系表完成车辆的完成车辆的横纵向运动。
7.根据权利要求1所述的以车为中心的网联参考信标系统，其特征在于：该系统支持自动驾驶系统ADS和车路协同自动驾驶CAVH系统。
8.根据权利要求1所述的以车为中心的网联参考信标系统，其特征在于：通过向自动驾驶系统ADS提供一个或多个网联参考信标CRM和I类车载模块OBM1来支持自动驾驶系统。
9.根据权利要求1所述的以车为中心的网联参考信标系统，其特征在于：通过提供一个或多个网联参考信标CRM和I类车载模块OBM1来支持面向所有天气条件的自动驾驶系统ADS。
10.根据权利要求1所述的以车为中心的网联参考信标系统，其特征在于：当车路协同自动驾驶CAVH传感器或智能网联自动驾驶车辆CAV传感器不能对道路信标进行光学检测时，通过向所述自动驾驶系统ADS提供大量网联参考信标CRM和I类车载模块OBM1来支持自动驾驶系统ADS。
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