CN208384420U - 一种高速路无人驾驶应急处理系统 - Google Patents

Abstract

一种高速路无人驾驶应急处理系统，包括车端和监控中心端，车端包括摄像头组、近距离高精度测距传感器组、语音通讯装置Ⅰ、安全性冗余检测模块、远程通信模块Ⅰ、中央处理模块和行车控制模块，摄像头组、近距离高精度测距传感器组和语音通讯装置Ⅰ分别与安全性冗余检测模块和中央处理模块连接，安全性冗余检测模块、远程通信模块Ⅰ和行车控制模块分别与中央处理模块连接，监控中心端包括远程通信模块Ⅱ、监控管理模块、远程操作输入模块、信息显示模块和语音通讯装置Ⅱ，远程通信模块Ⅱ、远程操作输入模块、信息显示模块和语音通讯装置Ⅱ分别与监控管理模块连接。能够保障无人驾驶车辆在高速路上顺利通过突发复杂路段。

Description

一种高速路无人驾驶应急处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种应急处理系统，更具体的说涉及一种高速路无人驾驶应急处理系统，属于无人驾驶汽车技术领域。

背景技术

随着自动化和人工智能技术的发展，车辆无人驾驶技术慢慢成熟起来。目前，车辆无人驾驶技术主要依靠摄像设备、激光雷达、超声波雷达等设备来感知车辆周围环境，并根据感知获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠的在道路上行驶。但是，由于现有的车辆无人驾驶技术的可执行性、可维护性以及安全性较低，目前的无人驾驶汽车在非结构化道路等复杂路况的情形下，还是需要有一位驾驶人员在车内协助驾驶，因此现有的车辆无人驾驶技术不能实现真正意义上的无人驾驶。

中国发明专利申请《驾驶系统、无人驾驶车辆及车辆远程控制端》（申请号CN201610882009.9、申请日20161009）中的驾驶系统包括虚拟现实系统，虚拟现实系统包括位于行驶侧的全景拍摄装置以及控制侧的全景显示装置，全景拍摄装置被配置为获取行驶过程中实时的全景图像，全景显示装置被配置为根据所述全景图像进行虚拟现实的显示；位于所述控制侧的远程控制系统，被配置为检测控制操作，根据所述控制操作向所述无人驾驶系统发送控制指令，所述控制指令用于所述无人驾驶系统控制行驶的速度和/或转向；位于所述行驶侧的无人驾驶系统，被配置为接收所述控制指令，并根据所述控制指令控制行驶的速度和/或转向。该发明专利申请用远程直接控制车辆的横向、纵向动作来实现，即前方出现无人驾驶车辆无法继续行驶的路段后，由远程控制侧的人员接管，远程驾驶车辆继续行驶；解决的是非结构化道路复杂路况无人驾驶车辆如何行驶的问题，人远程控制车辆一次驶过的距离可以很长，车速可以较高。但是，该种通过全景拍摄和显示的虚拟现实系统来让远端的人看到实时路况并远程操控车辆在复杂路况上行驶的系统和方法对通信的实时性要求很高，且数据传输量大，如果出现无人车辆所在位置通信质量不佳（但还是能够通信）的情况，该专利则很难适用；同时，对于高速路上出现突发路况时，在监控中心收到应急处理请求的时候，无人驾驶车辆很可能已经停下来，此时车辆的下方可能会有异物，而该“全景拍摄装置”无法监测车辆下方的情况；而且，由于远程通信的延时问题和可靠性问题，远程实时控制车辆行驶并不十分可靠，需要在安全性方面做冗余。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有的无人驾驶系统存在的数据传输量大、远程实时控制车辆行驶可靠性差等不足，提供一种高速路无人驾驶应急处理系统。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种高速路无人驾驶应急处理系统，包括车端和监控中心端，所述的车端包括摄像头组、近距离高精度测距传感器组、语音通讯装置Ⅰ、安全性冗余检测模块、远程通信模块Ⅰ、中央处理模块和行车控制模块，所述的摄像头组、近距离高精度测距传感器组和语音通讯装置Ⅰ分别与安全性冗余检测模块和中央处理模块连接，所述的安全性冗余检测模块、远程通信模块Ⅰ和行车控制模块分别与中央处理模块连接，所述的监控中心端包括远程通信模块Ⅱ、监控管理模块、远程操作输入模块、信息显示模块和语音通讯装置Ⅱ，所述的远程通信模块Ⅱ、远程操作输入模块、信息显示模块和语音通讯装置Ⅱ分别与监控管理模块连接，所述的远程通信模块Ⅰ和远程通信模块Ⅱ通信连接。

所述的摄像头组包括环视摄像头组和车辆底部摄像头组，所述的环视摄像头组环视分布于车辆的前方、后方及侧方，所述的车辆底部摄像头组布置于车辆底盘下方，车辆底部摄像头组包括至少2个摄像头，该至少2个摄像头分别朝向车辆前方和后方。

所述的车辆底部摄像头组外部设置有保护装置。

所述的近距离高精度测距传感器组沿车辆一周布置。

所述的远程操作输入模块包括直接控制模块、人工辨别障碍物模块和人工规划路径模块，所述的直接控制模块、人工辨别障碍物模块和人工规划路径模块分别与监控管理模块连接。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中近距离高精度测距传感器组和安全性冗余检测模块能够避免在管理员远程操作车辆时，因通信问题或管理员的瞬间疏忽造成的安全隐患；能够保障无人驾驶车辆在高速路上顺利通过突发复杂路段。

2、本实用新型中摄像头组使得管理员收到请求开始接管车辆时，能够看到车辆正下方的影像信息，避免错误碾压。

3、本实用新型中远程操作输入模块具有各种无线通信和道路的状况下适应性更强的多种远程指挥或操控车辆方法，对各种无线通信和道路的状况，有更好的适应性。

附图说明

图1是本实用新型结构框图。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

参见图1，一种高速路无人驾驶应急处理系统，包括车端和监控中心端，监控中心端有管理员。所述的车端包括摄像头组、近距离高精度测距传感器组、语音通讯装置Ⅰ、安全性冗余检测模块、远程通信模块Ⅰ、中央处理模块和行车控制模块；所述的摄像头组、近距离高精度测距传感器组和语音通讯装置Ⅰ分别与安全性冗余检测模块和中央处理模块连接，所述的安全性冗余检测模块、远程通信模块Ⅰ和行车控制模块分别与中央处理模块连接。所述的监控中心端包括远程通信模块Ⅱ、监控管理模块、远程操作输入模块、信息显示模块和语音通讯装置Ⅱ，所述的远程通信模块Ⅱ、远程操作输入模块、信息显示模块和语音通讯装置Ⅱ分别与监控管理模块连接。所述的远程通信模块Ⅰ和远程通信模块Ⅱ通信连接，通过远程无线通讯实现信息交互，通常采用4G/5G网络。

参见图1，所述的摄像头组包括环视摄像头组和车辆底部摄像头组。所述的环视摄像头组环视分布于车辆的前方、后方及侧方，能够进行360°无盲区图像信息采集；其中，采集车辆前方、后方图像信息的摄像头要求是长视距摄像头，用于拍摄车辆前、后的道路状况。所述的车辆底部摄像头组布置于车辆底盘下方，车辆底部摄像头组包括至少2个摄像头，该至少2个摄像头分别朝向车辆前方和后方对着前方和后方拍摄；车辆底部摄像头组采集车辆底盘下方（包括车轮处）的图像信息，以便监控中心端的管理员更全面的了解车辆所处的环境。本车辆底部摄像头组在高速路上出现突发路况时紧急停车时，能够监测车辆下方的情况、查看车辆下方是否有异物，从而解决了现有的“全景拍摄装置”无法监测车辆下方的问题。进一步，车辆底部环境恶劣所述的车辆底部摄像头组外部设置有保护装置，以便于对其进行保护。

参见图1，所述的近距离高精度测距传感器组沿车辆一周布置，其通常为测距精度较高、较灵敏的装置，如超声波雷达组或TOF。近距离高精度测距传感器组在车端进行360°探测，采集离车辆较近（可以是7米以内）的障碍物信息。

参见图1，车辆行驶时，摄像头组和近距离高精度测距传感器组将采集到的车辆周围目标信息发送给安全性冗余检测模块，安全性冗余检测模块实时地根据探测到的环境目标信息进行时距计算。当监控中心端的管理员对车辆进行远程操作时，如果安全性冗余检测模块计算出有目标与车辆的时距小于阈值，则通知中央处理模块，中央处理模块控制车辆刹停，并远程请求监控中心端重新进行应急处理；从而解决了由于远程通信延时和通信可靠性引起的远程实时控制车辆的安全性问题，实现了可靠地远程实时控制车辆行驶。

参见图1，所述车端的语音通讯装置Ⅰ和监控中心端的语音通讯装置Ⅱ通常采用麦克风和扬声器组，车端的语音通讯装置Ⅰ布置于车辆左、右车门处，采集环境音，并实现对话功能。车端的语音通讯装置Ⅰ和监控中心端的语音通讯装置Ⅱ之间可实现监控中心端管理员与突发路况现场的人员（例如施工人员或交管人员）进行语音交流，或者实现监控中心端管理员对突发路况现场环境音的掌握。

参见图1，所述监控中心端的信息显示模块通常采用显示屏组，显示无人驾驶车辆的周围环境图像信息、车辆运行状态信息、通信质量信息等等。

参见图1，所述的远程操作输入模块包括直接控制模块、人工辨别障碍物模块和人工规划路径模块，所述的直接控制模块、人工辨别障碍物模块和人工规划路径模块分别与监控管理模块连接。监控中心端的管理员在远程操作输入模块上响应车端发来的应急处理请求，输入远程车辆指挥或操控指令，可操作直接控制模块，此时直接根据车辆发来的环境信息进行远程驾驶，直接操控车辆的速度、转向，通过突发路段；或者操作人工辨别障碍物模块，此时将车辆探测到的一部分难以识别的障碍物目标远程人工辨别，如不影响通过，则标记这些目标为“可通过”，车端收到标记信息后，进入“缓速自动行驶模式”，使车辆在管理员的监视下自动行驶通过可疑障碍物；或者操作人工规划路径模块，此时管理员根据车端发来的环境信息，为车辆设置可行驶路径，车端接收到后，进入“缓速自动行驶模式”，车辆在管理员的监视下自动行驶完成管理员划定的路径。当操作人工辨别障碍物模块或者人工规划路径模块时，其对无线通信的质量要求较低，适应性更强，使得当无人驾驶车辆所在地的通信质量不好时，也能够操控车辆行驶；从而解决了现有无人驾驶系统对通信质量要求高的问题。

参见图1，本实用新型能够保障无人驾驶车辆在高速路上顺利通过突发复杂路段，以下以系统运行实例说明：当运行本无人驾驶应急处理系统无人驾驶车辆在高速路上行驶的遇到突发的复杂路况，如前方道路出现大量的散落物、修路、车祸、灾害等等，车辆自身的无人驾驶系统无法找出可行驶路径被迫停车时，车端的中央处理模块监测到车辆非正常停车，通过远程通信模块Ⅰ向监控中心端发送应急处理请求。监控中心端中的监控管理模块将应急处理请求通过显示器组显示，同时扬声器组发出特定声音；管理员看到显示或听到声音后，通过远程操作输入模块响应车端的请求，车端与监控中心端建立通信连接开始交互信息。接着监控管理模块将车端发来的环境信息、车辆状态信息、车辆本身的无人驾驶系统对道路环境的识别信息（即包括无人车认为影响通行的可疑目标物）通过显示屏组、麦克风和扬声器组实时地展示给管理员；同时监控管理模块将通信质量信息通过显示屏组展示给管理员，若车辆周围有人，管理员可以选择语音交流。管理员通过分析以上信息，在确认车底无异物、且前方道路有可通行的路径后，可通过远程操作输入模块进行三种操作：一、直接根据车辆发来的环境信息进行远程驾驶，直接操控车辆的速度、转向，通过突发路段；二、将车辆探测到的一部分难以识别的障碍物目标远程人工辨别，如不影响通过，则标记这些目标为“可通过”，车端收到标记信息后，进入“缓速自动行驶模式”，使车辆在管理员的监视下自动行驶通过可疑障碍物；三、管理员根据车端发来的环境信息，为车辆设置可行驶路径，车端接收到后，进入“缓速自动行驶模式”，车辆在管理员的监视下自动行驶完成管理员划定的路径。在三种远程操作下，车辆的行驶速度均受限（缓速）；而且管理员可以通过远程操作输入模块发送紧急制动命令，车辆收到命令后进行紧急制动。且在三种远程操作下，车辆缓速通过突发复杂路段时，如果安全性冗余检测模块计算出有目标与车辆的时距小于阈值，则通知中央处理模块；后者控制车辆刹停，并远程请求监控中心端重新进行应急处理。当车辆顺利地通过突发复杂路段后，应急处理任务结束，车辆切换至正常的无人驾驶模式。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种高速路无人驾驶应急处理系统，包括车端和监控中心端，其特征在于：所述的车端包括摄像头组、近距离高精度测距传感器组、语音通讯装置Ⅰ、安全性冗余检测模块、远程通信模块Ⅰ、中央处理模块和行车控制模块，所述的摄像头组、近距离高精度测距传感器组和语音通讯装置Ⅰ分别与安全性冗余检测模块和中央处理模块连接，所述的安全性冗余检测模块、远程通信模块Ⅰ和行车控制模块分别与中央处理模块连接，所述的监控中心端包括远程通信模块Ⅱ、监控管理模块、远程操作输入模块、信息显示模块和语音通讯装置Ⅱ，所述的远程通信模块Ⅱ、远程操作输入模块、信息显示模块和语音通讯装置Ⅱ分别与监控管理模块连接，所述的远程通信模块Ⅰ和远程通信模块Ⅱ通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种高速路无人驾驶应急处理系统，其特征在于：所述的摄像头组包括环视摄像头组和车辆底部摄像头组，所述的环视摄像头组环视分布于车辆的前方、后方及侧方，所述的车辆底部摄像头组布置于车辆底盘下方，车辆底部摄像头组包括至少2个摄像头，该至少2个摄像头分别朝向车辆前方和后方。

3.根据权利要求2所述的一种高速路无人驾驶应急处理系统，其特征在于：所述的车辆底部摄像头组外部设置有保护装置。

4.根据权利要求1所述的一种高速路无人驾驶应急处理系统，其特征在于：所述的近距离高精度测距传感器组沿车辆一周布置。

5.根据权利要求1所述的一种高速路无人驾驶应急处理系统，其特征在于：所述的远程操作输入模块包括直接控制模块、人工辨别障碍物模块和人工规划路径模块，所述的直接控制模块、人工辨别障碍物模块和人工规划路径模块分别与监控管理模块连接。