CN205665530U - 一种基于激光检测和通讯的车路协同辅助驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于激光检测和通讯的车路协同辅助驾驶系统，包括交通信息指示模块、激光检测模块、自由空间光通信模块、主控模块、激光发射和接收模块、车载单元，该系统用于探测处于检测区域内的车辆位置、速度、车身角度等车辆信息，并通过光通信的方式将检测到的上述车辆信息以及路口的交通信号指示信息(包括红绿灯信息、限行信息、危险提示信息等)告知该车辆，以指导该车辆安全有序的通过交通路口。

Description

一种基于激光检测和通讯的车路协同辅助驾驶系统

技术领域

本实用新型属于智能交通领域，具体涉及一种基于激光检测和通信的车路协同辅助驾驶系统，用于在交通路口检测车辆信息、交通信号、路况信息并告知通行车辆以实现辅助驾驶和自动驾驶。

背景技术

随着智能交通领域及人工智能领域的飞速发展，越来越多的人将目光投向于无人驾驶系统及辅助驾驶系统的研究和开发上来。传感器技术的飞速发展，使得交通信号和车辆信息的检测方法不断丰富，但是现有技术手段仍然存在检测精度不高或通信不及时的缺点，例如，基于图像识别的车辆位置、流量等信息的检测受到算法影响，既有精度不高，也有延时较大的问题，而且还受环境光影响较大；基于路口感应线圈的检测方法不仅采集信号单一，而且施工和维护成本较高。出于模拟人类驾驶的角度而言，车机需要及时获取周边的车辆信息、通行动态，包括路口的非机动车辆、行人和路障等交通信号(也包括左右转信号、红路灯信息等)。为了满足车辆对复杂路口路况全面感知和及时性和稳定性的要求，本实用新型提出一种基于激光检测和激光通信的车路协同辅助驾驶系统，即采用激光检测和通信的方法对路口交通状况进行检测和推送，以实现检测精度高和通信延时短的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于激光检测和通信的车路协同系统，包括路侧设备和车载设备，用于当车辆通过通信区域时，为车辆提供实时定位数据和当前交通灯信号状态，以协助自动驾驶车辆和辅助驾驶车辆安全有序的通过路口。

本实用新型提供一种基于激光检测和通信的车路协同系统，包括路侧设备和车载设备：

所述路侧设备包括交通信息指示模块、激光检测模块、自由空间光通信模块、主控模块、激光发射和接收模块、车载单元，

所述交通信息指示模块与主控模块相连，用于接收主控模块的指令显示交通信号灯信息为通行车辆提供启停和转向信息；

所述激光检测模块与激光发射和接收模块、主控模块连接，用于处理由激光发射和接收模块返回的激光检测信息，并将所述激光检测信息传输给主控模块；

所述自由空间光通信模块与激光发射和接收模块、主控模块连接，用于解调接收的自由空间光通信信息，并将所述光通信信息传输给主控模块，同时，所述自由空间光通信模块接收主控模块的通信指令，调制激光通信信息并通过激光发射和接收模块与车载设备实现通信；

所述车载设备包括：自由空间光通信模块和车载主控模块，

所述自由空间光通信模块与车载主控模块连接，用于接收和发射激光通信信号，实现与所述路侧设备的通信；

所述车载主控模块与车辆主控电脑连接，并向所述车辆主控电脑传输路侧设备推送的路况以及信号灯信息。

所述路侧设备的主控模块每隔一段时间向激光检测模块下达检测命令，激光检测模块通过激光发射和接收模块向所在区域发送检测光束，激光发射与接收模块在接收到检测光束的返回光束后会将其交由激光检测模块进行初步运算以获得各点的距离信息，该信息将交由主控模块进行转换运算最终得出当前车道内的车辆信息，得到当前车道内的车辆信息后主控模块会将该信息同当前交通灯信息一起交由自由空间光通信模块进行调制，调制后的信息将通过激光发射与接收模块发送到所在区域内，此时车载光模块会将该信息解调成车辆的位置信息及当前交通信号灯的状态信息，最后转交由车载控制系统对该信息进行利用，当激光发射和接收模块将车辆位置及交通灯信号信息发送完成后，主控模块会下达新的检测命令。

优选地，所述激光发射和接收模块由多个激光波长不同的激光激光器协同通过，其中一个或多个激光器发射检测光束，另一个或多个激光器发射通信光束；

优选的，所述车载模块部分还包含一个太阳能电池板或电池模块，用于实现太阳能供电和便携的要求；

优选的，所述车载模块直接由车载电源进行供电；

优选的，所述车载模块和路侧模块分别具有防碰撞安全模块和防雷击安全模块，为本实用新型实现安全稳定耐久的要求；

具体地，上述扫描式激光器包括交通信息指示模块模块，用于向道路上车辆及主控模块块提供当前的交通信号(红绿灯状态)，以便对路上车辆进行交通疏导工作；交通讯号灯与中央控制通讯模块，用于进行交通信息指示模块模块与主控模块的通讯工作；出于改造便宜，通讯模块为简单逻辑电路。可将三种交通信息指示模块的上电与掉电状态转换为主控模块可识别的具备携带信息能力的标准电平信号；激光发射和接收模块，用于激光信号的发送及接收工作在作为激光信号发送方的同时具备接收激光反射的能力，既是数据采集模块也是数据传输模块；主控模块，负责接收交通信息指示模块模块和激光发射和接收模块传输而来的信号，对激光发射和接收模块采集而来的信号进行分析及换算后，主控模块会将车辆的速度、行驶角度、坐标系内位置、交通信息指示模块状态等内容组帧并发送至激光发射和接收模块由该模块将帧内容发出；车载单元模块，用于接收经扫描式激光器调制后发出的光信号，通过光电转换将激光信号转换为标准电平标准的电平信号，对该数据进行校验且校验通过后将该数据帧内容发送至车载控制系统。

本实用新型提出的一种基于激光检测和通讯的车路协同辅助驾驶系统的有益效果是，可以有效解决现行检测方案精度不高、延时较大，受环境光影响较大，基于路口感应线圈的检测方法采集信号单一，而且施工和维护成本较高等问题。

附图说明

图1一种基于激光检测和通信的车路协同辅助驾驶系统实例之一；

图2一种基于激光检测和通信的车路协同辅助驾驶系统实例之二。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实例1

如图1所示，本实用新型提供的一种基于激光检测和通信的车路协同辅助驾驶系统包含以下部件：主控模块1、自由空间光通信模块2、激光检测模块3、交通信息指示模块4、激光发射和接收模块5、自由空间光通信模块6、车载主控模块7，其中主控模块分别与交通信息指示模块、激光检测模块、自由空间光通信模块相连，并向他们下达指令集数据推送；激光发射与接收模块分别于激光检测模块、自由空间光通信模块相连，并与它们进行数据交互及执行它们传来的命令；激光发射与接收模块与车载光模块通过光通信相连，由车载单元接收激光发送与接收模块发出的数据信息；激光检测模块模块与车载主控模块相连，车载主控模块接收激光检测模块发来的数据并进行相关操作；本实用新型的安装方式为：其中扫描式激光器模块安装于交通灯基架上，采取分离安装方式。并通过线路连接进行信息传输。其中扫描式激光器安装位置应处于交通灯基架的最上端，并根据不同车道数量个数配备相应数量的扫描式激光器。其中车道数与扫描式激光器的个数比应为1:1。交通灯安装位置应遵循现行的交通灯安装规范安装，扫描式激光器应尽量靠近各车道中心线安装。若现场条件不允许，则需要根据现场环境调整激光器角度。保证激光照射范围为对应车道中心线左右各一米区域内。仅以本例而言，单车道时需扫描式激光器一台。激光器装于三米高交通灯顶端，高于交通灯50cm。为避免交通信息指示模块对扫描式激光器的正常工作产生影响，扫描式激光器应在高于交通灯50cm的同时在水平方向突出100cm。扫描式激光器垂直于车道中线向下直射，用于扫描车道中线。

实例2

结构如图2所示，本实用新型除包含实例1中的所有结构外，还包含一个905激光发射模块8和一个903激光发射模块9，所述模块属于激光发射和接收模块5，两个不同的激光发射光源分别负责发射检测用光束和通信用光束，其中905光束为检测光束、903光束为通信光束。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于激光检测和通信的车路协同辅助驾驶系统，包括交通信息指示模块、激光检测模块、自由空间光通信模块、主控模块、激光发射和接收模块、车载单元，其特征在于，

所述交通信息指示模块与主控模块相连，用于接收主控模块的指令显示交通信号灯信息为通行车辆提供启停和转向信息；

所述激光检测模块与激光发射和接收模块、主控模块连接，用于处理由激光发射和接收模块返回的激光检测信息，并将所述激光检测信息传输给主控模块；

所述自由空间光通信模块与激光发射和接收模块、主控模块连接，用于解调接收的激光通信信息，并将所述通信信息传输给主控模块，同时，所述自由空间光通信模块接收主控模块的通信指令，调制激光通信信息并通过激光发射和接收模块与车载设备实现通信；

所述车载设备包括：自由空间光通信模块和车载主控模块；

所述自由空间光通信模块与车载主控模块连接，用于接收和发射激光通信信号，实现与路侧设备的通信；

所述车载主控模块与车辆主控电脑连接，并向所述车辆主控电脑传输路侧设备推送的路况以及信号灯信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光检测和通信的车路协同辅助驾驶系统，其特征在于，所述激光发射和接收模块由多个激光波长不同的激光激光器协同通过，其中一个或多个激光器发射检测光束，另一个或多个激光器发射通信光束。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光检测和通信的车路协同辅助驾驶系统，其特征在于，所述车载模块还包含一个太阳能电池板或电池模块。

4.根据权利要求1所述的一种基于激光检测和通信的车路协同辅助驾驶系统，其特征在于，所述车载模块直接由车载电源进行供电。

5.根据权利要求1所述的一种基于激光检测和通信的车路协同辅助驾驶系统，其特征在于，车载模块和路侧模块分别具有防碰撞安全模块和防雷击安全模块。