CN114822083B - 智慧车辆编队辅助控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于智慧车辆编队辅助控制系统,该系统包括第一车辆,头车;第一车速预估模块,用于获取第一车辆的第一前方路况信息,并基于第一前方路况信息确定第一车辆的第一建议驾驶模式;第二车速预估模块,用于获取头车的第二前方路况信息,并基于第二前方路况信息确定车辆编队的第二建议驾驶模式;第三车速预估模块,用于基于第一、二建议驾驶模式确定第三建议驾驶模式;通信模块,用于第一、二、三车速预估模块的信息交互,且第一、二、三建议驾驶模式包括:加速、减速和匀速模式。相应地还提供了辅助控制方法。本发明所提供的辅助控制方法及系统实现了近、远感知、车车通信、车云通信等,从而实现对车辆编队整体协同与实时监测。
Description
技术领域
本发明涉及智能交通技术领域,具体涉及一种智慧车辆编队辅助控制系统以及方法。
背景技术
目前城市交通面临的主要矛盾,就是有限的城市道路交通资源无法满足日益增长的出行需求,严重制约城市经济发展并影响城市生活品质。为解决上述矛盾,智慧车列交通系统已成为未来城市交通的主要发展方向之一。
虽然智慧车列(或智慧车辆编队)相对于传统交通方式在安全性和运行效率上有一定优势,但智慧车列在实际运行过程中还存在一些不足。例如,为了保证智慧车列安全高效地运行,智慧车列对与外部环境(如绿波信号、交通控制系统中心)的通信连接依赖性较强,往往需要基于外部环境的控制或指令调整车列自身的运行状态(如加速或减速操作等)。但是交通控制系统中心往往难以实时掌控到智慧车列的运行路段的路况,因此,交通控制系统给出的指令可能无法良好地适应于当前的实时路况。同时,交通控制系统发出的指令可能由于网络原因存在延误,因此若依赖于交通控制系统的指令调节,可能对智慧车列的运行安全与运行效率产生不良影响。另外,基于绿波信号往往只能得到车列的绿波车速,即使得车列在绿波车速的状态下行驶能处于绿波带内,但是使得车列能够保持在绿波车速行驶属于较为理想的状态,因为车列在行驶过程中可能遇到诸多突发情况,如外部车辆的插入、行人横穿马路等。
发明内容
为了部分地解决或部分缓解上述技术问题,本发明第一方面在于,提出了一种智慧车辆编队辅助控制方法,车辆编队包括:第一车辆,以及头车,所述方法包括步骤:
所述第一车辆获取所述第一车辆的第一前方路况信息,并基于所述第一前方路况信息确定所述第一车辆的第一建议驾驶模式,所述第一前方路况信息包括:第一障碍物信息,所述第一建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式;
所述头车获取所述头车的第二前方路况信息,并基于所述第二前方路况信息确定所述车辆编队的第二建议驾驶模式,所述第二前方路况信息包括:第二障碍物信息、道路通行信息,所述第二建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式;
所述第一车辆获取所述第二建议驾驶模式,并基于所述第一建议驾驶模式和所述第二建议驾驶模式确定所述第一车辆的第三建议驾驶模式,所述第三建议驾驶模式包括:加速、减速和匀速模式;
其中,确定所述第一车辆的第三建议驾驶模式的步骤包括:
当所述第一建议驾驶模式为加速模式,所述第二建议驾驶模式为加速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为加速模式;
当所述第一建议驾驶模式为加速模式,所述第二建议驾驶模式为减速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速或匀速模式;
当所述第一建议驾驶模式为减速模式,所述第二建议驾驶模式为减速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速模式;
当所述第一建议驾驶模式为减速模式,所述第二建议驾驶模式为加速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速或匀速模式。
在一些实施例中,确定所述第一车辆的第三建议驾驶模式的步骤包括:
当所述第一建议驾驶模式为匀速模式,所述第二建议驾驶模式为匀速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为匀速模式;
当所述第一建议驾驶模式为匀速模式,所述第二建议驾驶模式为加速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为匀速模式;
当所述第一建议驾驶模式为匀速模式,所述第二建议驾驶模式为减速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速模式;
当所述第一建议驾驶模式为加速模式,所述第二建议驾驶模式为匀速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为匀速模式;
当所述第一建议驾驶模式为减速模式,所述第二建议驾驶模式为匀速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速模式。
在一些实施例中,所述车辆编队还包括:第二车辆,所述第二车辆位于所述头车的后方,并位于所述第一车辆前方,所述方法还包括步骤:
所述第二车辆获取所述第二车辆的第三前方路况信息,并基于所述第三前方路况信息确定所述第一车辆的第四建议驾驶模式,所述第三前方路况信息包括:第三障碍物信息、道路通行信息,所述第四建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式;
所述第一车辆获取所述第四建议驾驶模式,并判断所述第四建议驾驶模式与所述第一建议驾驶模式是否相同,且当判断出所述第四建议驾驶模式与所述第一建议驾驶模式不相同时,基于所述第四建议驾驶模式修正所述第一建议驾驶模式;
其中,当所述第四建议驾驶模式为减速模式,所述第一建议驾驶模式为加速或匀速模式时,将所述第一建议驾驶模式修正为减速模式;
当所述第四建议驾驶模式为匀速模式,所述第一建议驾驶模式为加速模式时,将所述第一建议驾驶模式修正为匀速模式。
在一些实施例中,获取所述第一车辆的第一前方路况信息的步骤包括:所述第一车辆获取所述第一车辆的前方路况的图像信息,并基于所述图像信息识别所述第一车辆前方的第一障碍物信息,所述第一障碍物信息包括:第一目标障碍物,且所述第一目标障碍物为车辆。
在一些实施例中,基于所述第一前方路况信息确定所述第一车辆的第一建议驾驶模式的步骤包括;
所述第一车辆获取所述第一目标障碍物的状态信息,所述状态信息包括:车辆速度和车辆间距;
所述第一车辆获取所述第一车辆的当前行驶速度;
所述第一车辆基于所述状态信息和所述当前行驶速度确定所述第一车辆的所述第一建议驾驶模式。
在一些实施例中,还包括步骤
当所述车辆编队接收到外部车辆发送的进入车辆编队的第一请求时,所述车辆编队获取所述外部车辆的车辆信息,并基于所述车辆信息确定是否同意所述第一请求。
在一些实施例中,当同意所述第一请求时,基于所述外部车辆的位置信息确定所述外部车辆的加入方案,所述加入方案包括:所述外部车辆的加入位置,与加入时间;
基于所述外部车辆的加入方案确定是否需要修正所述第二建议驾驶模式或所述第一建议驾驶模式,且当所述外部车辆从所述头车的前方加入时,基于所述加入方案将所述第二建议驾驶模式修正为匀速模式或减速模式,当所述外部车辆从所述第一车辆的前方加入时,将所述第一建议驾驶模式修正为减速模式。
在一些实施例中,还包括步骤:
所述头车获取所述车辆编队的车列长度,并基于所述车辆编队的车列长度确定所述车辆编队的第五建议驾驶模式,所述第五建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式;
所述头车基于所述第五建议驾驶模式确定是否需要对所述第二建议驾驶模式进行修正,且当所述第五建议驾驶模式为减速模式,所述第二建议驾驶模式为加速或匀速模式时,将所述第二建议驾驶模式修正为减速模式。
在一些实施例中,还包括步骤:所述车辆编队对所述车辆编队的内部安全状态进行实时监控;
在一些实施例中,对所述车辆编队所述车辆编队的外部行驶环境进行实时监控。
本发明还提供了一种智慧车辆编队辅助控制系统,所述车辆编队包括:第一车辆,以及头车,所述系统包括:
第一车速预估模块,用于获取所述第一车辆的第一前方路况信息,并基于所述第一前方路况信息确定所述第一车辆的第一建议驾驶模式;其中,所述第一前方路况信息包括:第一障碍物信息,所述第一建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式;
第二车速预估模块,用于获取所述头车的第二前方路况信息,并基于所述第二前方路况信息确定所述车辆编队的第二建议驾驶模式;其中,所述第二前方路况信息包括:第二障碍物信息、道路通行信息,所述第二建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式;
第三车速预估模块,用于基于所述第一建议驾驶模式和所述第二建议驾驶模式确定所述第三建议驾驶模式,且所述第三建议驾驶模式包括:加速、减速和匀速模式;
通信模块,用于第一、二、三车速预设模块的信息交互;
其中,当所述第一建议驾驶模式为加速模式,所述第二建议驾驶模式为加速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为加速模式;
当所述第一建议驾驶模式为加速模式,所述第二建议驾驶模式为减速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速或匀速模式;
当所述第一建议驾驶模式为减速模式,所述第二建议驾驶模式为减速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速模式;
当所述第一建议驾驶模式为减速模式,所述第二建议驾驶模式为加速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速或匀速模式。
有益技术效果:
本发明提出了一种用于智慧车辆编队的辅助控制方法,该方法通过对智慧车辆编队所在的行驶路线上的路况信息(包括第一前方路况信息、第二前方路况信息以及第三前方路况信息)进行了实时收集与处理,并基于该路况信息对智慧车辆编队的内部运行状态进行了全面地、多重因素地考虑,通过协调智慧车辆编队内部的运行状态避免了智慧车辆编队在行驶过程中出现安全盲点,为智慧车辆编队提高了可靠的安全保障。
本发明中智慧车辆编队的头车(或首车)主要起到了引领智慧车辆编队的作用。具体地,头车需要对前方路段的实时路况(如第二前方路况信息)进行实时地监控,以确定智慧车辆编队的前方是否有车辆、行人通行,前方路段是否有障碍物(如车辆拥堵等),以及确定前方路段是否有限速或减速要求等,并基于此确定智慧车辆编队整体的行驶状态(即第二建议驾驶模式),如需要加速、减速还是匀速行驶。并且,位于智慧车辆编队内部的车辆如第一车辆除了要接收头车的表示加速、减速或匀速的指令外,还需要实时观测第一车辆的前方路况(即第一前方路况信息),并基于前方路况确定第一车辆的第一建议驾驶模式。具体地,本实施例基于第一建议驾驶模式和第二建议驾驶模式综合确定出第一车辆的第三建议驾驶模式。换句话说,本方法综合考虑到第一车辆的前方路况与智慧车辆编队头车的前方路况等多方面因素,确定第一车辆的安全驾驶速度(具体地,通过第三建议驾驶模式给出),从而使得第一车辆保持安全、高效通行。
进一步地,该方法主要通过多传感器融合,实现了智慧车辆编队的近、远感知、车车通信、车云通信等功能,也即实现了车列的整体协同控制及实时监测,从而对智慧车辆编队中车辆的驾驶员预先发出提示信息,以保证车列的行驶安全性。
进一步地,还可以通过环视相机,超声波雷达对车身周边实时监测,保证车身周边安全。同时还可通过车内相机实现对驾驶员及车内情况的掌控,以便及时应对可能出现的安全问题。具体地,可以通过人机接口显示器,实现实时距离(如车辆与前车或其他障碍物之间的距离)监测,环视报警,车内情况监控等,便于驾驶员观察行驶环境。同时通过车载单元(OBU)实现车车通信,进而实现智慧车辆编队整体协同。本发明所提出的辅助控制方法以及系统有助于提高智慧车辆编队的运行安全性。
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,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。显而易见地,下面描述中的附图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性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1a是本发明一示例性实施例的智慧车列内部车辆管理方法的流程示意图;
图1b是智慧车辆编队的示意图;
图2示出了本发明一示例性实施例的智慧车列内部车辆管理方法中标记的坐标信息;
图3示出了本发明一示例实施例中第一目标障碍物的相对位置的推导过程;
图4示出了本发明一示例实施例中的单点推导公式;
图5a示出了本发明一示例性实施例中的智慧车列内部车辆管理系统的单元结构示意图;
图5b示出了本发明另一示例性实施例中的智慧车列内部车辆管理系统的单元结构示意图;
图6示出了本发明一示例实施例中的智慧车列内部车辆管理系统在智慧车辆上的安装结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本文中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明,其本身没有特定的意义。因此,“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
本文中,术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本文中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“连接”、“相连”等,应做广义理解,例如“相连”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是无线连接,也可以是无线通信连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本文中,“智慧车列”指的是装载有智能车载终端(例如,包括行驶任务获取终端、智慧车列内部管理系统或终端),并能够进行车车通信、车路通信的车辆(也即智慧车辆)组成的车列,其包括相同或不同车型的智能网联车辆(智慧车辆),且该车列可以在城市道路上保持匀速协同运行,也称“智慧车辆编队”或“车辆编队”。
本文中,“绿波带”指的是在指定的交通线路上,当各规定好该路段的车速后,交管系统中的信号控制机根据路段距离相应调整车流(或车列)经过各路口的绿灯起始时间,从而使得车流到达每个路口时,正好遇到“绿灯”,即:能够保证或者几近保证车流通过时每个路口全是绿灯的一条指定交通线路。
本文中,“绿波带行驶状态”指的是能够保证车辆在绿波带线路上保持一路绿灯的行驶状态。
本文中,“绿波车速”即“绿波设计车速”或“绿波引导车速”,指的是保持这个速度可以最大提升道路通行能力,减少在信号控制路口车辆(智慧车辆)停车等待时间。基于绿波车速在一定的范围统一协调红绿灯信号,使得车辆按照绿波车速行驶时,能够在这个划定的范围能提高通行能力,其中,“绿波车速”可以基于运营需求结合道路路况合理分析得到的。
本文中,“匀速模式”并不是指车辆的车速的变化值为零,而是指车辆的车速变化相对较小,在实际应用中可以忽略车辆车速的变化,视其为匀速行驶的模式。
实施例一
本发明第一方面在于,提供了一种智慧车列内部车辆管理方法(或者说,提供了一种智慧车辆编队辅助控制方法),其中,智慧车列(也即智慧车辆编队)包括多个智慧车辆。例如,如图1b所示,在一些实施例中,智慧车辆编队包括依次排列的位于车列最前端的头车,位于车列中间若干智慧车辆,如第二车辆、第一车辆等,以及位于车列末端的尾车。或者,在另一些实施例中,智慧车辆编队仅包括两辆智慧车辆,如头车和第一车辆(此时相当于尾车)。
在一些实施例中,为了对智慧车辆编队的内部车辆如第一车辆的行驶状态进行管理,参见图1a,所述方法包括步骤:
S10:第一车辆获取第一车辆的第一前方路况信息,并基于第一前方路况信息确定第一车辆的第一建议驾驶模式。
其中,第一建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式;第一前方路况信息包括:第一障碍物信息,第一障碍物为第一车辆的前方相邻的智慧车辆,如第二车辆,相应地,第一障碍物信息为该智慧车辆的信息。
S20:头车获取第二前方路况信息,并基于第二前方路况信息确定车辆编队的第二建议驾驶模式;
其中,第二前方路况信息为头车前方的路况信息,包括:第二障碍物信息、道路通行信息(如交通信号灯、道路限速标示等),第二建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式。第二障碍物与为头车的前方相邻车辆(如外部社会车辆、或其他车辆编队),相应地第二障碍物信息为头车的前方相邻车辆的位置信息和移动速度(或行驶速度);
S30:第一车辆获取第二建议驾驶模式,并基于第一建议驾驶模式和第二建议驾驶模式确定第一车辆的第三建议驾驶模式,第三建议驾驶模式包括:加速、减速和匀速模式。
在一些实施例中,第一车辆可以通过车辆编队内设有的基于C-V2X的车载单元(OBU)获取到第二建议驾驶模式,或者通过路侧单元获取到头车的第二建议驾驶模式。当然,第一车辆还可以通过其他无线通信方式获取到第二建议驾驶模式。
进一步地,在一些实施例中,S30中确定第一车辆的第三建议驾驶模式的步骤包括:
当第一建议驾驶模式为加速模式,第二建议驾驶模式为加速模式时,确定第三建议驾驶模式为加速模式;
当第一建议驾驶模式为加速模式,第二建议驾驶模式为减速模式时,确定第三建议驾驶模式为减速或匀速模式;
当第一建议驾驶模式为减速模式,第二建议驾驶模式为减速模式时,确定第三建议驾驶模式为减速模式;
当第一建议驾驶模式为减速模式,第二建议驾驶模式为加速模式时,确定第三建议驾驶模式为减速或匀速模式。
可以理解的是,对步骤S10和S20的执行顺序并没有特定要求,也即是第一建议驾驶模式和第二建议驾驶模式的确定步骤不存在特定的先后关系。因此,上述步骤S10和步骤S20可以同时进行,也可以先后依次执行。
进一步地,在一些实施例中,S30中的确定所述第一车辆的第三建议驾驶模式的步骤包括:
当所述第一建议驾驶模式为匀速模式,所述第二建议驾驶模式为匀速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为匀速模式;
当所述第一建议驾驶模式为匀速模式,所述第二建议驾驶模式为加速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为匀速模式;
当所述第一建议驾驶模式为匀速模式,所述第二建议驾驶模式为减速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速模式;
当所述第一建议驾驶模式为加速模式,所述第二建议驾驶模式为匀速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为匀速模式;
当所述第一建议驾驶模式为减速模式,所述第二建议驾驶模式为匀速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速模式。
考虑到车辆编队在运行过程中需要将安全性作为首位的考量因素。因此当第一、二建议驾驶模式二者给出的建议驾驶模式出现冲突时,例如,第一建议驾驶模式建议加速行驶,而第二建议驾驶模式建议减速行驶或匀速行驶时,第三建议驾驶模式优选地也给出减速行驶或匀速行驶的行驶建议。再例如,第二建议驾驶模式建议加速行驶,而第一建议驾驶模式建议减速或匀速行驶时,第三建议驾驶模式优选地给出减速或匀速行驶的建议。
具体地,在一些实施例中,当第一车辆与前方车辆(如头车或第二车辆)之间的间距相对较近时,但是头车与外部车辆相距较远时,第一建议驾驶模式通常会给出减速行驶的建议,而第二建议驾驶模式可能会给出加速行驶的建议。此时,出于安全角度,优选地将第三建议驾驶模式确定为减速模式,以增大第一、二车辆的车距,保障行驶安全。或者,在另一些实施例中,第二建议驾驶模式的相关信息会发送给头车后面多个车辆,如第二车辆也会接收到第二建议驾驶模式的信息,因此,第二车辆会基于第二建议驾驶模式给出的加速建议加速行驶,此时,第一车辆也可以保持匀速行驶,同样可以达到增大第一、二车辆的车距,保障行驶安全的效果。
进一步地,在一些实施例中,第一建议驾驶模式或第二建议驾驶模式给出的加速行驶的建议包括至少一个加速模式,相应地,减速行驶建议也包括至少一个减速模式。例如,在一些实施例中,加速模式包括:第一加速模式和第二加速模式,减速模式包括:第一减速模式和第二减速模式,其中第一加速模式的加速幅度小于第二加速模式,第一减速模式的减速幅度小于第二减速模式。当然,在另一些实施例中,加速模式或减速模式可以包括一个或多个建议的加速模式或减速模式。
进一步地,在一些实施例中,当第一建议驾驶模式确定为第二加速模式,而第二建议驾驶模式为第一减速模式时,第三建议驾驶模式可以为匀速模式,也可以为第一减速模式。又例如,在一些实施例中,当第一建议驾驶模式和第二建议驾驶模式均给出第一加速模式的行驶建议时,第三建议驾驶模式可以确定为第二加速模式。再例如,在一些实施例中,当第一建议驾驶模式和第二建议驾驶模式均给出第一减速模式的行驶建议时,第三建议驾驶模式可以确定为第二减速模式。
再例如,在一些实施例中,为了进一步地提升智慧车辆编队的安全性,当第一或第二建议驾驶模式中给出了至少一个第二减速模式时,第三建议驾驶模式均确定为减速模式(如第一减速模式或第二减速模式)。
与现有的单方信息获取方式(如头车通过与绿波路口的信息或交通控制系统中心交互引导车辆编队行驶的方式)不同,本实施例中所提出的方法通过对智慧车辆编队多方信息(包括编队外部与内部的路况信息)进行获取,并基于多方信息确认得到最终的第三建议驾驶模式,对车辆编队内部运行状态进行了协调,以提高了车辆编队的安全性。
例如,在一些实施例中,步骤S10中的第一前方路况信息包括:第一障碍物信息、道路信息以及环境信息。
例如,在一些实施例中,道路信息包括:交通信号灯、交通标志、交通标线等,如车道线、斑马线、标志标牌等。环境信息包括:天空、植被等。
进一步地,在一些实施例中,S10包括步骤:
第一车辆获取所述第一车辆的前方路况的图像信息;
基于所述图像信息识别所述第一车辆前方的第一障碍物信息,所述第一障碍物信息包括:第一目标障碍物,且所述第一目标障碍物为车辆。
进一步地,在一些实施例中,S20包括还具体步骤:
第一车辆获取所述第一目标障碍物的状态信息,所述状态信息包括:车辆速度V2和车辆间距(第一车辆间距S),其中车辆速度为第一目标障碍物的移动速度,车辆间距为第一目标障碍物和第一车辆之间的间距(当智慧车辆编队没有外部车辆插入时,第一目标障碍物即为与第一车辆前方的智慧车辆,当第二车辆位于第一车辆前方,且与第一车辆相邻时,第一目标障碍物也即第二车辆);
第一车辆获取所述第一车辆的当前行驶速度V1;
第一车辆基于所述状态信息和所述当前行驶速度确定所述第一车辆的所述第一建议驾驶模式。
在一些实施例中,为了保证智慧车辆编队的安全行驶,第一、二车辆之间的需要保持安全间距X,其中,该安全间距可以由本领域技术人员基于编队的具体情况进行设定,或基于车辆编队运行路段的相应交通规范确定。
具体地,在一些实施例中,当监测到第一、二车辆基于当前车速运行一段时间t后,第一、二车辆的车辆间距(相当于第二车辆间距M)小于预设的安全间距X时,则认为需要预先对第一车辆进行减速。其中,当第一、二车辆基于当前车速行驶一段时间t后,第二车辆间距为:
M=(V2-V1)t+S (1)
进一步地,在一些实施例中,基于所述状态信息和所述当前行驶速度确定所述第一车辆的所述第一建议驾驶模式的步骤包括:
判断所述第二车辆间距M与安全间距(或安全车距)X的大小关系,且当第二车辆间距M小于安全间距X时,将第一建议驾驶模式确定为减速行驶;
当第二车辆间距M等于安全间距X时,将第一建议驾驶模式确定为匀速模式;
当第二车辆间距M大于安全间距X时,将第一建议驾驶模式确定为匀速模式或加速模式。
进一步地,在一些实施例中,第二车辆间距M小于安全间距X,基于安全间距X、第一、二车辆的当前车速以及第一车辆间距确定第二车辆的建议车速V3。具体地,建议车速V3在V的范围内取值,其中V的数值满足如下关系:
X≤(V2-V)t+S,或者,V≤V2-(X-S)/t (2)
例如,在一些实施例中,当确定建议车速V≤60km/h时,取V3=60km/h。当然,在另一些实施例中,为了进一步地保证车辆行驶的安全性,建议车速V3=V×λ,λ为安全系数,其中,λ小于1,可选地为0.95、0.9、0.85等。待确定建议车速的取值后,将建议车速V3与第一车辆的当前行驶速度V1进行对比,确定第一车辆的减速范围,从而确定第一车辆的第一建议驾驶模式。
同样地,在另一些实施例中,当第一、二车辆的当前的第一车辆间距大于安全间距,或者,预估到第一、二车辆基于现有车速行驶一段时间t后的车辆间距大于安全间距时,可以通过上述数学模型(2)确定第一车辆的建议车速V3,具体地,通过第一车辆的建议车速与当前行驶速度确定第一车辆的第一建议驾驶模式为加速模式。本实施例中,可以基于现有的第一、二车辆行驶状态对第一车辆的未来一段时间的安全行驶速度(也即建议车速)进行预估。由此便于司机预先调整驾驶状态,避免行驶一段时间后车辆间距过小影响安全;或者车辆间距过大从而使得车列长度(或编队长度)延长,占用道路过长,影响其他社会车辆或其他的智慧车辆编队的通行。
可以理解的是,安全间距X可以为一个预设的范围,例如,在一些路段上,车辆编组的安全间距X为[20m,30m],当然,该安全间距X还可以基于路段的限速需求设置为其他范围。
具体地,在一些实施例中,图像信息包括:第一图像信息,相应地,S10具体包括步骤:第一车辆通过图像获取设备(包括ADAS摄像机)获取第一车辆前方路口的至少一张第一图像,并基于该第一图像提取相应的第一图像信息,其中,第一图像信息包括:行人、车辆、非机动车等;
将车辆确定为第一障碍物信息,判断所述车辆是否属于当前车辆编队的智慧车辆,且当判断出该车辆属于当前车辆编队的智慧车辆时,将该车辆识别为第一目标障碍物。
在一些实施例中,当判断出车辆不属于当前车辆编队时,车辆编队(如头车或其他车辆)向该车辆发出驶离当前路线的提示信息(如语音提示)。
具体地,在一些实施例中,图像信息还包括:道路信息,S10还包括:
通过图像获取设备获取第一车辆行驶路段(前方路况)的至少一张第二图像;
基于至少一张第二图像获取道路信息,其中,所述道路信息包括:道路交通标志,如车道线、斑马线,标志标牌等。
具体地,在一些实施例中,通过ADAS摄像头(即图像获取设备)获取第一图像和第二图像,进一步地,ADAS摄像头通过AI技术获取图像(即第一、二图像)的语义信息,即可分辨出相应的障碍物信息(如分辨出第一图像中的车辆、行人、非机动车等),道路信息(如分辨出第二图像中的车道线、斑马线,标志标牌等)。通过提取出兴趣目标(第一图像中的第一目标障碍物),来确定需要识别的智慧车辆(即确定第一目标障碍物)。
进一步地,在一些实施例中,还可以基于第一图像或第二图像获取到其他信息(如天空、植被等)。
进一步地,在一些实施例中,步骤S20还包括:
将第一目标障碍物在第一图像上进行标记,并获取该标记的坐标信息;
基于标记的坐标信息计算第一目标障碍物的相对位置(也即确定第一目标障碍物与第一车辆之间的间距)。
具体地,在一些实施例中,参见图2-图4,第一目标障碍物的相对位置的具体计算过程如下:
使用摄像机采集第一车辆的道路前方的图像(即获取到第一图像);
在道路区域对前车(即第一目标障碍物)进行检测,通过矩形框将物体形状框出来(即对第一目标障碍物通过矩形框进行标记)。
结合矩形框信息,找到该矩形框底边的两个像平面坐标(即获取标记的坐标信息),分别记为(u1,v1)和(u2,v2),如图2所示;
进一步地,使用几何关系推导法,由像平面坐标点(u1,v1)、(u2,v2)推导出道路平面坐标(x1,y1)、(x2,y2);(投影到地面上,z轴为0,如图3所示)
其中,单点的推导公式如图4中的公式所示。
基于上述步骤与公式,可从图像坐标推算到世界坐标,根据多次测量的实际尺度信息作为单目摄像头(如ADAS摄像头,也即图像获取设备)的尺度信息,进而获取前方目标障碍物与车辆之间的距离。
单目测距由于受到了尺度估计、成像质量等因素的影响,存在不稳定因素。优选地,在一些实施例中,可以通过其他传感器(即传感设备)来弥补该不稳定因素造成的影响。例如,通过引入毫米波雷达,实现对前车的距离和速度的计算(也即获取第一目标障碍物的移动速度和地理位置)。
具体地,在一些实施例中,当ADAS摄像头工作状态良好时,主要通过ADAS摄像头确定前车的距离和速度,当ADAS摄像头工作状态不佳(如信号不稳定时)时,通过毫米波雷达实现对前车的距离和速度的计算。
在一些实施例中,第二前方路况信息以及相应的第二障碍物信息确定方式参见上述第一前方路况信息与第一障碍物信息的确定方式。
进一步地,由于车辆编队包括协同运行的多个智慧车辆,如在一些实施例中,所述车辆编队包括至少三辆智慧车辆,如依次排列的头车、第二车辆、第一车辆,其中,第二车辆位于头车的后方,并位于第一车辆前方。此时,第一车辆除了需要考虑头车给出的驾驶建议,以及基于第一、二车辆的车速、车距给出的驾驶建议外,还需要考虑第二车辆给出的驾驶建议。例如,当第二车辆在行驶过程中遇到前方有车辆插入、行人穿行等意外情况时,或者第二车辆与前方车辆车距过小时,第二车辆需要即时减速行驶或保持匀速行驶以保证行车安全。而第一车辆、头车并不会第一时间接收到上述信息,因此,当第二车辆观察到道路情况有变,并确定需要立即减速行驶或需要保持匀速行驶时,可将减速或匀速行驶的决定即时发送给第一车辆,以提醒第一车辆做好减速或匀速行驶的准备。也即是说,本实施例中所提出的辅助控制方法通过对头车、第二车辆以及第一车辆等多方视觉的路况信息进行获取,并基于多方视觉信息确定到最终的第三建议驾驶模式,对第三建议驾驶模式的安全性进行了多重验证,进一步地提高车辆编队运行的安全性与可靠性。
例如,在一些实施例中,该方法还包括步骤:
第二车辆获取所述第二车辆的第三前方路况信息,并基于所述第三前方路况信息确定所述第一车辆的第四建议驾驶模式;
其中,所述第三前方路况信息包括:第三障碍物信息、道路通行信息,所述第四建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式。
第一车辆获取第四建议驾驶模式,并判断所述第四建议驾驶模式与所述第一建议驾驶模式是否相同,且当判断出所述第四建议驾驶模式与所述第一建议驾驶模式不相同时,基于所述第四建议驾驶模式修正所述第一建议驾驶模式;
其中,当所述第四建议驾驶模式为减速模式,所述第一建议驾驶模式为加速或匀速模式时,将所述第一建议驾驶模式修正为减速模式;
当所述第四建议驾驶模式为匀速模式,所述第一建议驾驶模式为加速模式时,将所述第一建议驾驶模式修正为匀速模式。
在一些实施例中,上述第四建议驾驶模式的确定方式参见第一建议驾驶模式的确定方式。
在一些实施例中,第一车辆可以通过路侧单元获取第四建议驾驶模式,或者,第一车辆可以通过基于C-V2X的车载单元(OBU)获取第四建议驾驶模式。
本实施例中,进一步地考虑到了第二车辆的行驶状态变化,从而可以对第一车辆的第一建议驾驶模式进行例修正。也即通过多重信息的获取与验证,使得最终确定到的第三建议驾驶模式的准确性和安全性更好。
智慧车辆编队在运行过程中主要依靠交通控制中心或设置在智慧车辆上的绿波车速引导系统/设备的指示行驶,也即是智慧车辆编队往往对外部的控制指令的依赖性较强,因此,一旦当智慧车辆编队的外部通信中断,或智慧车辆编队上的绿波车速引导系统出现故障,智慧车辆编队可能会处于无指令的混乱状态,无法尽快适应实时路况。同时,当智慧车辆编队所在的行驶路线上一旦意外情况,如行人违规穿行、前方车辆发生故障甚至发生交通事故时,智慧车辆编队所接收到的指令可能会与实际情况产生冲突,这也会影响到智慧车辆编队的运行。
而智慧车辆编队的安全运行至关重要,一旦智慧车辆编队发生意外,将可能会对车内乘客、道路行人的生命财产安全造成严重损害。尤其是当将智慧车辆编队推广到无人驾驶领域时,智慧车辆编队内部车辆之间的协调,以及智慧车辆编队自身对道路实时状况信息的获取与处理能力变得更为重要。
因此,为了在保证智慧车辆编队通行效率的基础上,进一步地提高智慧车辆编队的运行安全性,本实施例通过对智慧车辆编队所在的行驶路线上的路况信息(包括第一前方路况信息、第二前方路况信息以及第三前方路况信息)进行了实时收集与处理,并基于该路况信息对智慧车辆编队的内部运行状态进行了全面地、多重因素地考虑,通过协调智慧车辆编队内部的运行状态避免了智慧车辆编队在行驶过程中出现安全盲点,为智慧车辆编队提高了可靠的安全保障。
本实施例中,智慧车辆编队的头车(或首车)主要起到了引领智慧车辆编队的作用。具体地,头车需要对前方路段的实时路况(如第二前方路况信息)进行实时地监控,以确定智慧车辆编队的前方是否有车辆、行人通行,前方路段是否有障碍物(如车辆拥堵等),以及确定前方路段是否有限速或减速要求等,并基于此确定智慧车辆编队整体的行驶状态(即第二建议驾驶模式),如需要加速、减速还是匀速行驶。并且,本实施例中位于智慧车辆编队内部的车辆如第一车辆除了要接收头车的表示加速、减速或匀速的指令外,还需要实时观测第一车辆的前方路况(即第一前方路况信息),并基于前方路况确定第一车辆的第一建议驾驶模式。具体地,本实施例基于第一建议驾驶模式和第二建议驾驶模式综合确定出第一车辆的第三建议驾驶模式。换句话说,本实施例综合考虑到第一车辆的前方路况与智慧车辆编队头车的前方路况等多方面因素,确定第一车辆的安全驾驶速度,从而向第一车辆保持安全、高效通行。并且本实施例中的方法还可以与外部指令进行相互验证,以确保车辆能够安全高效通行。
可以理解的是,智慧车辆编队的组成并不是固定不变的,为了进一步地提高智慧交通的通行效率,智慧车辆编队在运行过程中可以加入新的智慧车辆,也可以允许智慧车辆编队中的智慧车辆离开当前车列。
在一些实施例中,还包括步骤:
当所述车辆编队接收到外部车辆发送的进入车辆编队的第一请求时,所述车辆编队获取所述外部车辆的车辆信息,并基于所述车辆信息确定是否同意所述第一请求。
例如,在一些实施例中,外部车辆的车辆信息包括:车辆属性(即车辆是否为智慧车辆)、车辆的预定行驶线路。例如,当判断或识别出该车辆属于智慧车辆,且车辆的预定行驶路线与车辆编队的行驶路线相同或有重合部分时,同意外部车辆的加入。
具体地,在一些实施例中,车辆编队内部的任一一辆车辆,例如,头车、尾车或第一、二车辆,均可以接收外部车辆发送的第一请求。或者,在另一些实施例中,车辆编队内设有中心控制系统(或中心控制器),用于与外部车辆实现信息交互,如接收外部车辆发送的第一请求。
进一步地,在一些实施例中,还包括步骤:
当同意所述第一请求时,车列编队的头车(或第一车辆或第二车辆)基于所述外部车辆的位置信息确定所述外部车辆的加入方案,所述加入方案包括:所述外部车辆的加入位置(如从头车前方加入,或从第二、一车辆之间加入),与加入时间;
基于所述外部车辆的加入方案确定是否需要修正所述第二建议驾驶模式或所述第一建议驾驶模式,且当所述外部车辆从所述头车的前方加入时,基于所述加入方案将所述第二建议驾驶模式修正为匀速模式或减速模式,当所述外部车辆从所述第一车辆的前方加入时,将所述第一建议驾驶模式修正为减速模式。
本实施例中,智慧车辆编队在行驶过程中,当遇到具有相同行驶路线的外部其他智慧车辆(该智慧车辆可以是道路上单独行驶的车辆,也可以为属于另一智慧车辆编队中的车辆或从另一列智慧车辆编队中离开的车辆)时,可以允许该智慧车辆的加入。
例如,在一些实施例中,智慧车辆编队允许或建议外部车辆加入到第二车辆和第一车辆之间,则智慧车辆编队建议第一车辆适当减速,以为外部车辆预留出合适的加入空间。
为了保证智慧车辆编队在各个绿波路口的顺利通行,并减少或避免智慧车辆编队对道路上其他社会车辆或其他智慧车辆编队的通行影响,智慧车辆编队的车列长度需要保持在一定范围内。例如,智慧车辆编队的车列长度若偏短,则车列内部间距过小,可能会发生追尾等事故,智慧车辆编队过长则车列全部通过绿波路口的时间也较长,位于智慧车辆编队后端的车辆(如尾车)可能错过绿波带。因此,为了保证智慧车辆编队的通行效率与安全性,在一些实施例中,该方法还包括步骤:
头车获取所述车辆编队的车列长度,并基于所述车辆编队的车列长度确定所述车辆编队的第五建议驾驶模式,所述第五建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式;
头车基于所述第五建议驾驶模式确定是否需要对所述第二建议驾驶模式进行修正。
具体地,在一些实施例中,且当所述第五建议驾驶模式为减速模式,所述第二建议驾驶模式为加速或匀速模式时,将所述第二建议驾驶模式修正为减速模式
例如,当车列长度过长时,需要减小车辆间距,位于头车后方的智慧车辆(如第一车辆或尾车等)依次加速。或者,当车列长度过小时,位于头车后方的智慧车辆相应地减速以增大车距。
可以理解的是,在一些实施例中,车列长度(也即头车与尾车之间的间距)可以根据GPS(全球卫星定位系统)等定位技术获取,例如,通过现有的导航服务器、行车道导航仪或者具有导航功能的应用,或者其他具备地图导航功能的硬件设备或应用可以直接获取到车列长度。
为了保障智慧车辆编队的安全性与高效运行,本实施例中所提出的方法还可以与现有的绿波车速引导相结合,使得智慧车辆编队协同性更佳。
例如,在一些实施例中,该方法还包括步骤:
头车实时获取所述智慧车辆编队的预设路线的绿波信息;
头车基于所述绿波信息获取所述智慧车辆编队的绿波车速;
头车基于所述绿波车速确定是否需要对所述第二建议驾驶模式进行修正。
例如,在一些实施例中,可以基于绿波车速确定车辆编队的整体运行速度,具体地,可通过头车的第二建议驾驶模式反馈给车辆编队中的其他车辆。
进一步地,在一些实施例中,上述的第三建议驾驶模式可以通过语音提示或文字图像展示给驾驶员,优选地通过显示屏显示给驾驶员,并伴随语音播报。
进一步地,在一些实施例中,还可以基于第一前方路况信息或第二前方路况信息确定是否需要对车辆的方向盘进行修正。
在一些实施例中,基于ADAS摄像头或环视相机获取到实时图像(例如,第一图像、第二图像等)与位置信息对车辆(如第一车辆)和第一目标障碍物进行视觉显示(例如,通过车辆内的显示屏显示车辆和第一目标障碍物的相对位置,以便于驾驶员观察实时路况)。
当车辆的行驶速度较慢时(例如,当车辆处于拥堵路段,或车辆在停车过程中),为了进一步地保证车辆的运行安全,在车辆的车身周围设有图像获取设备以及雷达检测设备,并通过人机接口显示器以实现低速场景下的全景展示以及距离播报。且当行驶速度较慢时,优选地,通过环视相机获取到的实时图像对第一目标障碍物的位置进行显示。
本实施中,图像获取设备优选地还包括:环视相机,用于观察并获取车辆周边的路况信息(如图像),雷达检测设备包括多个超声波雷达探头(如包括至少12枚超声波雷达探头),通过环视相机及超声波雷达的组合,实现低速场景下全景展示及距离报警。
进一步地,在一些实施例中,还包括步骤:所述车辆编队对所述车辆编队的内部安全状态进行实时监控;
在一些实施例中,所述车辆编队对所述车辆编队的外部行驶环境进行实时监控。
例如,在一些实施例中,所述车辆编队对所述头车和/或所述第一车辆的内部安全状态进行实时监控;
例如,在一些实施例中,所述车辆编队对所述头车和/或所述第一车辆的外部行驶环境进行实时监控。
具体地,在一些实施例中,在车辆编队的任一车辆中设置有内部或外部安全检测设备(如安装在车辆内部的摄像机,或用于接收环境信息的传感器以及环视相机等)。例如,通过安装在头车中安全检测设备可以对头车的安全状态进行监控,也可以对后车(如第一、二车辆)的安全状态进行监控。
例如,在一些实施例中,头车或第一车辆可以提供如通过温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等对外部行驶环境进行监控。
进一步地,在一些实施例中,通过对车辆内部环境进行监控(如对车辆的驾驶员以及车内乘客的活动状况进行监控),以保证驾驶安全。当检测到车辆内部出现安全问题(如驾驶员受到外部干扰无法控制车辆行驶状态)时,将表示相应车辆出现安全问题的警报信号发给到智慧车辆编队中的其他车辆,以提醒其他车辆做出紧急避让。同时将警报信号发送到智慧车辆编队控制中心以及公安部门,以便于相应工作人员能够快速应对突发的安全问题。
具体地,在车辆编队的其中任一一辆车内装有2枚摄像头实现对驾驶员及车内情况的实时监测,保证驾驶安全。
进一步地,车辆内装有基于C-V2X的车载单元(OBU),以实现基于PC5的车车通信,保证车列运行协同。例如,可以通过OBU将头车的第二建议驾驶模块的信息发送给第一车辆。
本实施例中,首先确认前车(也即第一目标障碍物)是否为智慧车辆编队内的车辆,且当确认前车为智慧车辆编队时(也即确定第一目标障碍物),实时测量前车与车辆的距离,并提醒驾驶员注意车距,从而提高智慧车辆编队的运行安全性。具体地,通过环视相机,超声波雷达对车辆的车身周边进行实时监测,保证车身周边安全。同时通过车内相机实现对驾驶员及车内情况的掌控。
进一步地,本实施例还可通过人机接口显示器,实现实时距离监测,环视报警,车内情况监控等功能。并通过车载单元(OBU)实现车车通信,进而实现智慧车辆编队整体协同。
本实施例中的辅助控制方法能够实时监控车辆编队的行驶状况,还可以实现车车通信与车联网的功能。具体地,通过多传感器融合,实现了近、远感知(如既可以通过摄像机以及传感器等设备获取到第一车辆前方的第一路况信息,还能够获取到头车的第二前方路况信息,使得第一车辆可以基于当前近距离处的第一前方路况信息,以及远距离处的第二前方路况信息确定第三建议驾驶模式)、车车通信(如第一车辆可以基于与头车、第二车辆的实时通信确定出实时的第三建议驾驶模式,或对第三建议驾驶模式进行实时修正)、车云通信(如智慧车辆编队中的车辆可以以单个车辆为单位,或以车辆编队整体为单位与交通控制中心实时保持通信连接)等,实现了车列的整体协同控制及实时监测。
实施例二
基于上述实施例一,本发明还提供了一种智慧车列内部车辆管理系统(或者说,提供了一种智慧车列编队辅助控制系统),所述车辆编队包括:第一车辆,以及头车,参见图5a,所述系统包括:
第一车速预估模块001,用于获取所述第一车辆的第一前方路况信息,并基于所述第一前方路况信息确定所述第一车辆的第一建议驾驶模式;其中,所述第一前方路况信息包括:第一障碍物信息,所述第一建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式;
第二车速预估模块002,用于获取所述头车的第二前方路况信息,并基于所述第二前方路况信息确定所述车辆编队的第二建议驾驶模式;其中,所述第二前方路况信息包括:第二障碍物信息、道路通行信息,所述第二建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式;
第三车速预估模块003,用于基于所述第一建议驾驶模式和所述第二建议驾驶模式确定所述第三建议驾驶模式,且所述第三建议驾驶模式包括:加速、减速和匀速模式。
其中,当所述第一建议驾驶模式为加速模式,所述第二建议驾驶模式为加速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为加速模式;
当所述第一建议驾驶模式为加速模式,所述第二建议驾驶模式为减速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速或匀速模式;
当所述第一建议驾驶模式为减速模式,所述第二建议驾驶模式为减速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速模式;
当所述第一建议驾驶模式为减速模式,所述第二建议驾驶模式为加速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速或匀速模式。
通信模块004,用于所述车辆编队内部车辆之间的通信,例如,通信模块,用于第一、二、三车速预设模块的信息交互。
进一步地,在一些实施例中,通信模块将第二建议驾驶模式发送到第三车速预估模块中。
进一步地,在一些实施例中,通信模块用于车辆编队内部车辆之间的信息交互。
具体地,在一些实施例中,通信模块将第二车速预估模块的信息实时(如第二建议驾驶模式)反馈到第三车速预估模块03,第三车速预估模块与第一车速预估模块相连,并实时获取到第一车速预估模块的信息(如第一建议驾驶模式),然后基于第一、二车速预估模块的信息确定第三建议驾驶模式。
进一步地,在一些实施例中,当所述第一建议驾驶模式为匀速模式,所述第二建议驾驶模式为匀速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为匀速模式;
当所述第一建议驾驶模式为匀速模式,所述第二建议驾驶模式为加速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为匀速模式;
当所述第一建议驾驶模式为匀速模式,所述第二建议驾驶模式为减速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速模式;
当所述第一建议驾驶模式为加速模式,所述第二建议驾驶模式为匀速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为匀速模式;
当所述第一建议驾驶模式为减速模式,所述第二建议驾驶模式为匀速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速模式。
可以理解的是,本实施例中所提出的系统可以与上述实施例中的方法步骤进行一一对应的设置。
实施例三
参见图5b,本发明第三方面在于,还提供了一种智慧车辆编队辅助控制系统,所述系统包括:
路况信息获取模块007,用于获取所述车辆的当前行驶路段的路况信息,所述路况信息包括:障碍物信息、道路信息;
目标障碍物定位模块008,用于基于所述路况信息确定目标障碍物,并确定所述目标障碍物的相对位置,所述相对位置包括:所述目标障碍物与所述车辆之间的间距。
在一些实施例中,所述路况信息获取模块007包括:
第一图像获取单元005,用于获取所述车辆前方的至少一张第一路况图像;
障碍物信息获取单元006,用于基于至少一张所述第一路况图像获取所述障碍物信息,其中,所述障碍物信息包括:行人,和/或车辆,和/或非机动车。
在一些实施例中,所述路况信息获取模块007还包括:
第二图像获取单元,用于获取所述车辆行驶路段的至少一张第二路况图像;
道路信息获取单元,基于至少一张所述第二路况图像获取道路信息,其中,所述道路信息包括:道路交通标志,如车道线、斑马线,标志标牌等。
可以理解的是,在一些实施例中,辅助驾驶系统中的各个模块、单元与上述实施例中的辅助驾驶方法相对应。
在一些具体实施例中,辅助驾驶系统中的各个图像获取单元(如各个摄像装置,如摄像头)以及传感器(如超声波雷达等)的布设方式如图6所示。该辅助驾驶系统包括:ADAS摄像头(相当于第一图像获取单元11及毫米波雷达,超声波雷达等。具体工作流程如下:
ADAS摄像头通过AI技术获取图像(即第一路口图像)的语义信息,即可分辨出障碍物信息(如分辨出障碍物为车辆、行人、非机动车等),道路信息(车道线、斑马线,标志标牌等)、其他信息(天空、植被等)。通过提取出兴趣目标(如选定图像中的障碍图),来确定需要跟踪的车辆(即确定目标障碍物)。
具体地,用于智慧车辆编队行驶的辅助驾驶系统的摄像装置以及传感器等包括:环设于车身四周的毫米波雷达(优选地,设置6台毫米波雷达,在车辆的前后各设置77MHZ的毫米波雷达01b一台,车辆的四角设置24MHZ的毫米波雷达01a各一台),超声波雷达02(优选地,在车身环设12台/枚超声波雷达02,且在车头车尾各设4枚,车身两侧各设2枚),ADAS相机03(优选地设置3台,在车辆的前向及左后,右后各1台),设置在车内的车内相机05(优选地设置2台),温度传感器06(优选地设置1台),烟雾探测器07(优选地设置1台),显示器08(优选地设置1台,用于显示车辆以及目标障碍物的相对位置)。
进一步地,在车身周围还设有多个环视相机04,如分别车身两侧(如后视镜)上各设一个环视相机04,在车尾设置一个环视相机4。
本实施例中,ADAS相机、毫米波雷达,超声波雷达等传感器实时融合,实现对目标(如目标障碍物)近中远多距离、多场景(雨雾雪)的实时检测预警。
进一步地,上述各个传感器的通信连接方式如图6所示,超声波雷达02通过CAN接口L1连接,车内相机05通过USB接口L3连接,环视相机04通过GMSL接口L2连接,显示器08通过HDMI接口L5连接,烟雾探测器07和温度传感器06通过串口L4连接。
本实施例中,为保证智慧车辆编队安全有序运行,在车身内外均布设了相应的监控设备,可实现对车身内外环境的实时在线监控,提高了对监控信息的处理效率,从而便于对智慧车辆编队的行驶状态(如车列行驶速度)进行实时调整,以保证车列运行安全性。
通过安装基于C-V2X的车载单元(OBU),实现车车通信,保证了智慧车辆编队内部车辆之间的感知控制信号互通,使得本实施中的辅助驾驶系统不仅能够用于与单车的辅助驾驶,还能够对智慧车辆编队进行整体协同控制。也即是说,本实施例所提出的辅助驾驶系统通过多传感器融合,实现了近、远感知、车车通信、车云通信等,实现了车列的整体协同控制及实时监测。
可以理解的是,实施例三中所提到的设备/装置可以应用于实施例一、二所提出的方法或系统中。
进一步,在一些实施例中,本发明的辅助即使系统还可以应用于无人驾驶领域,以实现车辆对行驶环境的实时监测与判断。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (9)
1.一种智慧车辆编队辅助控制方法,其特征在于,车辆编队包括:第一车辆、第二车辆以及头车,其中,所述第二车辆位于所述头车的后方,并位于所述第一车辆的前方,所述方法包括步骤:
所述第一车辆获取所述第一车辆的第一前方路况信息,并基于所述第一前方路况信息确定所述第一车辆的第一建议驾驶模式,所述第一前方路况信息包括:第一障碍物信息、道路信息,所述第一建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式;其中,获取所述第一车辆的第一前方路况信息的步骤包括:
所述第一车辆获取所述第一车辆的前方路况的图像信息,并基于所述图像信息识别所述第一车辆前方的第一障碍物信息、道路信息,其中,所述第一障碍物信息包括:第一目标障碍物,且所述第一目标障碍物为插入所述车辆编队的外部车辆;
所述头车获取所述头车的第二前方路况信息,并基于所述第二前方路况信息确定所述车辆编队的第二建议驾驶模式,所述第二前方路况信息包括:第二障碍物信息、道路通行信息,所述第二建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式;
所述第一车辆获取所述第二建议驾驶模式,并基于所述第一建议驾驶模式和所述第二建议驾驶模式确定所述第一车辆的第三建议驾驶模式,所述第三建议驾驶模式包括:加速、减速和匀速模式;
其中,确定所述第一车辆的第三建议驾驶模式的步骤包括:
当所述第一建议驾驶模式为加速模式,所述第二建议驾驶模式为加速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为加速模式;
当所述第一建议驾驶模式为加速模式,所述第二建议驾驶模式为减速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速或匀速模式;
当所述第一建议驾驶模式为减速模式,所述第二建议驾驶模式为减速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速模式;
当所述第一建议驾驶模式为减速模式,所述第二建议驾驶模式为加速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速或匀速模式;所述第三建议驾驶模式可通过语音提示或显示屏显示的方式展示给相应车辆的驾驶员;
其中,在确定所述第一车辆的第三建议驾驶模式的步骤之前,所述方法还包括:
所述第二车辆获取所述第二车辆的第三前方路况信息,并基于所述第三前方路况信息确定所述第一车辆的第四建议驾驶模式,所述第三前方路况信息包括:第三障碍物信息、道路通行信息,其中,所述第三障碍物信息包括:插入所述车辆编队的外部车辆,和/或行人,和/或非机动车;所述第四建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式;
所述第一车辆获取所述第四建议驾驶模式,并判断所述第四建议驾驶模式与所述第一建议驾驶模式是否相同,且当判断出所述第四建议驾驶模式与所述第一建议驾驶模式不相同时,基于所述第四建议驾驶模式修正所述第一建议驾驶模式。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,确定所述第一车辆的第三建议驾驶模式的步骤包括:
当所述第一建议驾驶模式为匀速模式,所述第二建议驾驶模式为匀速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为匀速模式;
当所述第一建议驾驶模式为匀速模式,所述第二建议驾驶模式为加速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为匀速模式;
当所述第一建议驾驶模式为匀速模式,所述第二建议驾驶模式为减速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速模式;
当所述第一建议驾驶模式为加速模式,所述第二建议驾驶模式为匀速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为匀速模式;
当所述第一建议驾驶模式为减速模式,所述第二建议驾驶模式为匀速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速模式。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述第四建议驾驶模式为减速模式,所述第一建议驾驶模式为加速或匀速模式时,将所述第一建议驾驶模式修正为减速模式;
当所述第四建议驾驶模式为匀速模式,所述第一建议驾驶模式为加速模式时,将所述第一建议驾驶模式修正为匀速模式。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述第一前方路况信息确定所述第一车辆的第一建议驾驶模式的步骤包括;
所述第一车辆获取所述第一目标障碍物的状态信息,所述状态信息包括:车辆速度和车辆间距;
所述第一车辆获取所述第一车辆的当前行驶速度;
所述第一车辆基于所述状态信息和所述当前行驶速度确定所述第一车辆的所述第一建议驾驶模式。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括步骤:
当所述车辆编队接收到外部车辆发送的进入车辆编队的第一请求时,所述车辆编队获取所述外部车辆的车辆信息,并基于所述车辆信息确定是否同意所述第一请求。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,当同意所述第一请求时,基于所述外部车辆的位置信息确定所述外部车辆的加入方案,所述加入方案包括:所述外部车辆的加入位置,与加入时间;
基于所述外部车辆的加入方案确定是否需要修正所述第二建议驾驶模式或所述第一建议驾驶模式,且当所述外部车辆从所述头车的前方加入时,基于所述加入方案将所述第二建议驾驶模式修正为匀速模式或减速模式,当所述外部车辆从所述第一车辆的前方加入时,将所述第一建议驾驶模式修正为减速模式。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括步骤:
所述头车获取所述车辆编队的车列长度,并基于所述车辆编队的车列长度确定所述车辆编队的第五建议驾驶模式,所述第五建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式;
所述头车基于所述第五建议驾驶模式确定是否需要对所述第二建议驾驶模式进行修正,且当所述第五建议驾驶模式为减速模式,所述第二建议驾驶模式为加速或匀速模式时,将所述第二建议驾驶模式修正为减速模式。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括步骤:所述车辆编队对所述车辆编队的内部安全状态进行实时监控;
和/或,对所述车辆编队所述车辆编队的外部行驶环境进行实时监控。
9.一种智慧车辆编队辅助控制系统,其特征在于,所述车辆编队包括:第一车辆、第二车辆以及头车,其中,所述第二车辆位于所述头车的后方,并位于所述第一车辆的前方,所述系统包括:
第一车速预估模块,用于获取所述第一车辆的第一前方路况信息,并基于所述第一前方路况信息确定所述第一车辆的第一建议驾驶模式;其中,所述第一前方路况信息包括:第一障碍物信息、道路信息,所述第一建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式;其中,获取所述第一车辆的第一前方路况信息的步骤包括:
所述第一车辆获取所述第一车辆的前方路况的图像信息,并基于所述图像信息识别所述第一车辆前方的第一障碍物信息、道路信息,其中,所述第一障碍物信息包括:第一目标障碍物,且所述第一目标障碍物为插入所述车辆编队的外部车辆;
第二车速预估模块,用于获取所述头车的第二前方路况信息,并基于所述第二前方路况信息确定所述车辆编队的第二建议驾驶模式;其中,所述第二前方路况信息包括:第二障碍物信息、道路通行信息,所述第二建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式;
第三车速预估模块,用于基于所述第一建议驾驶模式和所述第二建议驾驶模式确定所述第一车辆的第三建议驾驶模式,且所述第三建议驾驶模式包括:加速、减速和匀速模式;
通信模块,用于第一、二、三车速预设模块的信息交互;
其中,当所述第一建议驾驶模式为加速模式,所述第二建议驾驶模式为加速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为加速模式;
当所述第一建议驾驶模式为加速模式,所述第二建议驾驶模式为减速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速或匀速模式;
当所述第一建议驾驶模式为减速模式,所述第二建议驾驶模式为减速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速模式;
当所述第一建议驾驶模式为减速模式,所述第二建议驾驶模式为加速模式时,确定所述第三建议驾驶模式为减速或匀速模式;所述第三建议驾驶模式可通过语音提示或显示屏显示的方式展示给相应车辆的驾驶员;
其中,第一车速预估模块还被配置为在确定所述第一车辆的第三建议驾驶模式之前,还包括步骤:
所述第二车辆获取所述第二车辆的第三前方路况信息,并基于所述第三前方路况信息确定所述第一车辆的第四建议驾驶模式,所述第三前方路况信息包括:第三障碍物信息、道路通行信息,其中,所述第三障碍物信息包括:插入所述车辆编队的外部车辆,和/或行人,和/或非机动车;所述第四建议驾驶模式包括:加速、减速以及匀速模式;
所述第一车辆获取所述第四建议驾驶模式,并判断所述第四建议驾驶模式与所述第一建议驾驶模式是否相同,且当判断出所述第四建议驾驶模式与所述第一建议驾驶模式不相同时,基于所述第四建议驾驶模式修正所述第一建议驾驶模式。
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