CN214200454U - 用于自动驾驶的点阵路面监测装置及路面结构 - Google Patents

Abstract

本公开提出了用于自动驾驶的点阵路面监测装置及路面结构，包括：沿第一方向及第二方向分别布置的线路，第一方向及第二方向的线路相交，相交点布置有压力检测单元；第一方向的线路一端的压力检测单元串联有单向导通单元及匹配电阻单元，所述匹配电阻单元连接至该端压力检测单元所在第二方向的线路上。本公开技术方案利用上述路面监测装置实现了精确实时地监控全路况车况状态，路况车况信息可靠，实现全路况透明化。

Description

用于自动驾驶的点阵路面监测装置及路面结构

技术领域

本公开属于路面结构技术领域，尤其涉及用于自动驾驶的点阵路面监测装置及路面结构。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着自动驾驶技术的发现，目前的自动驾驶车主要是依靠前后左右若干个方向设置的监控摄像头和多种雷达进行监测远近障碍物，由人工智能分析后再通过车载控制器实现上述几个操作以及对就近环境的观察。

发明人在研究中发现，上述自动驾驶技术存在的技术问题为：

(1)客观存在的外界路况车况的实时状态，无法及时可靠的掌握；

(2)主观上车辆自身在行驶过程中的避障、避免碰撞、超车、变道等几个难度较大的方面存在安全隐患。

为了更好的实现无人驾驶，现有相关技术还公开了网格化划分路面，但是目前的上述划分方式及具体的路面检测技术均不能实现对路面占用情况的准确监测，存在漏检及误检的情况，路面占用情况为无人驾驶技术最关键的技术，若该数据监测有误，则极大影响后续的自动驾驶的精确控制。

实用新型内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了用于自动驾驶的点阵路面监测装置及路面结构，能够实现全路况透明化，准确监测路面的占用情况。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了用于自动驾驶的点阵路面监测装置，包括：

沿第一方向及第二方向分别布置的线路，第一方向及第二方向的线路相交，相交点布置有压力检测单元；

第一方向的线路一端的压力检测单元串联有单向导通单元及匹配电阻单元，所述匹配电阻单元连接至该端压力检测单元所在第二方向的线路上。

进一步的技术方案，所述第一方向及第二方向线路相交的夹角为70-90度。

进一步的技术方案，所述压力检测单元为压力传感器，压力传感器将采集的数据通过线路传输至路旁监测装置。

进一步的技术方案，所述压力检测单元为射频识别卡，探头接收射频识别卡检测的信号并传输至路旁监测装置。

进一步的技术方案，所述单向导通单元为单向二极管或者开关可控的三极管。

进一步的技术方案，所述压力检测单元以金属物体为依附物，位于同一方向的压力检测单元之间为等间距分布或不等间距分布，以确保全面监测路面的占用状态。

进一步的技术方案，所述压力检测单元所在金属物体表面进行塑封防水处理，按照垂直或平行于路面方向敷设，表面以油漆进行处理实现防水防锈绝缘。

进一步的技术方案，所述压力检测单元采用冗余布置。

进一步的技术方案，所述路旁监测装置通过有线或者无线的方式传输至就近服务区内设置的监测站，同时上报至总的服务站，通过无线传输的方式与车载控制器实时通讯。

第一方面，公开了路面结构，所述路面结构上铺设有上述用于自动驾驶的点阵路面监测装置。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

1、本公开技术方案若干压力检测单元被固定到某一金属片上，两层高度不同的金属片相交叉，形成监测点，平常无触发时候两层金属片是分开的，有触发时候金属片相接触短路，一定间距排列，金属片可以承受大多数汽车压力，保证多频率碾压而寿命保持几年以上，表面进行塑封防水处理适用于户外环境，可以按照垂直于路面方向敷设，表面以某种形式油漆进行外观处理做到防水防锈绝缘以及与普通路面的一致性良好。若干压力检测单元水平方面距离布置为50mm(根据不同场景可调)，前后距离为50mm(根据不同场景可调)，保证不会漏过车轮胎，对于车辆来说轮胎均能被监测到，不会因为车速过快而漏掉。关键地段传感器的布置为双套，冗余配置，平时都会正常工作，提高系统可靠性。

2、本公开技术方案利用上述路面监测装置实现了精确实时地监控全路况车况状态，路况车况信息可靠，实现全路况透明化。

3、本公开技术方案针对压力检测单元在受到一定的压力后金属片会接触产生短路，依托横纵向交叉点是否接触短路判断有无人员或车辆，在无车辆或者人员在上方时，由于整体横向和纵向的回路都是开路状态，无法确保传感器是否损坏中间断裂等等，增加了高阻状态，可以检测传感器信号通路完整性。

4、本公开技术方案路面监测装置采集的实时路况、车况的数据被高频次的采集并通过有线或者无线的方式传输到就近服务区内设置的监测总机或服务器，并上报给总的服务站。通过与车载接收器实时对接，并结合汽车自带服务器综合智能分析判断后，做出及时的变道或超车措施，保障安全可靠。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例点阵路面监测装置传感器布置示意图；

图2为本公开实施例点阵路面监测装置射频识别卡布置示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

参见附图1所示，本实施例公开了用于自动驾驶的点阵路面监测装置，包括：

沿第一方向及第二方向分别布置的线路，第一方向及第二方向的线路相交，相交点布置有压力检测单元；

第一方向的线路一端的压力检测单元串联有单向导通单元及匹配电阻单元，所述匹配电阻单元连接至该端压力检测单元所在第二方向的线路上。

第一方向及第二方向线路相交的夹角为70-90度，在该实施例子中为垂直布置，方向为横纵向布置。

由于若干点阵传感器都以金属物体为依附物，横纵向金属物之间有很小的缝隙暂定为50mm左右，在受到一定的压力后金属片会接触产生短路，依托横纵向交叉点是否接触短路判断有无人员或车辆，在无车辆或者人员在上方时，由于整体横向和纵向的回路都是开路状态，无法确保传感器是否损坏中间断裂等等，增加了高阻状态，可以检测传感器信号通路完整性。

本公开技术方案利用电阻与二极管的组合解决了普通开关量传感器只有闭合断开两种信号，无法监测设备信号通路是否完整的问题，特殊的增加了第三种高阻状态，可以检测传感器信号通路完整性。

为了确保传感器的监测完整性，其中每个节点均为图1所示结构。在整区域末端A1和B21上有如图1所示接法的匹配电阻和信号控制二极管。其中匹配电阻阻值较高，列如100KΩ，传感器正常报警状态下闭合阻值不会超过100Ω，能可靠的和传感器触发形成的闭合信号区分开。同时跟匹配电阻相连的二极管能有效保证传感器信号扫描时候信号的流向，多点触发时互相之间不会通过匹配电阻造成干扰。

压力检测单元为压力传感器，压力传感器将采集的数据通过线路传输至路旁监测装置。

在另一实施例子中，如图2所示，也可以把路面监测装置的压力传感器方案更换为在每个点阵合适位置布设射频识别卡，并在可识别定的区域内合适位置设置一个探头，当某个位置的射频卡被车、足够大的物或人为遮挡，探头会及时监测到并把信息传输到路旁监测装置，可靠监测路面是否被占用。

在一实施例中，单向导通单元为单向二极管或者开关可控的三极管。当为开关可控的三极管时，利用控制器发出对应的控制信号控制三极管的开通及闭合，实现单向导通。

压力检测单元以金属物体为依附物，位于同一方向的压力检测单元之间为等间距分布或不等间距分布，以确保全面监测路面的占用状态。

压力检测单元所在金属物体表面进行塑封防水处理，按照垂直于路面方向敷设，表面以油漆进行处理实现防水防锈绝缘。

压力检测单元采用冗余布置。

在具体实施例子中，还可以的选择是：压力检测单元为机械薄膜按键，或者为通过形变改变电信号状态的物体；或

压力检测单元下层为不锈钢片或覆铜板导电材料；或

压力检测单元设备为多层结构，其中两层导体间常态为断开，中间层为各种绝缘材料。

路旁监测装置通过有线或者无线的方式传输至就近服务区内设置的监测站，同时上报至总的服务站，通过无线传输的方式与车载控制器实时通讯。

具体的，路旁监测装置：可以每间隔一定距离如200米的路边，设置含采集传输模块路旁监测装置，主要功能是采集处理并传输信息，装置采用点阵监控技术，实时接收传感器压力变化信息(采样频率也为微秒级)或射频卡是否被遮挡，同时实时监测装置将采集到的动态信息及时传输给监测站。

后端监测服务站：每隔一定区间比如40-50km，也就是两个高速公路服务区的距离，设置服务区监测站，收集整理服务区管辖路径内所有的车况监测信息，及时传输给相邻区间车辆，并且向总服务站传输时实路径车况。

与汽车的实时信息传输：通过路旁监测装置与车载接收器、车载显示器实时无线方式传输，在一实施例中可以采用5G传输，保证传输速率微秒级。

控制车辆：车载接收器提供标准协议接口,将路况车况信息等运算结果提供给汽车自带服务器，并借助车辆自身设备进行综合智能分析判断后，做出及时的变道或超车措施，保障安全可靠。

实施例二

本公开实施例子提供了路面结构，所述路面结构上铺设有上述实施例子一中的用于自动驾驶的点阵路面监测装置。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (14)

1.用于自动驾驶的点阵路面监测装置，其特征是，包括：

沿第一方向及第二方向分别布置的线路，第一方向及第二方向的线路相交，相交点布置有压力检测单元；

第一方向的线路一端的压力检测单元串联有单向导通单元及匹配电阻单元，所述匹配电阻单元连接至该端压力检测单元所在第二方向的线路上。

2.如权利要求1所述的用于自动驾驶的点阵路面监测装置，其特征是，所述第一方向及第二方向线路相交的夹角为70-90度。

3.如权利要求1所述的用于自动驾驶的点阵路面监测装置，其特征是，所述压力检测单元为压力传感器，压力传感器将采集的数据通过有线或无线方式传输至路旁监测装置。

4.如权利要求1所述的用于自动驾驶的点阵路面监测装置，其特征是，所述压力检测单元为射频识别卡，探头接收射频识别卡检测的信号并传输至路旁监测装置。

5.如权利要求1所述的用于自动驾驶的点阵路面监测装置，其特征是，所述压力检测单元为机械薄膜按键，或者为通过形变改变电信号状态的物体。

6.如权利要求1所述的用于自动驾驶的点阵路面监测装置，其特征是，所述压力检测单元下层为不锈钢片或覆铜板导电材料。

7.如权利要求1所述的用于自动驾驶的点阵路面监测装置，其特征是，所述压力检测单元设备为多层结构，其中两层导体间常态为断开，中间层为绝缘材料。

8.如权利要求1所述的用于自动驾驶的点阵路面监测装置，其特征是，所述单向导通单元为单向二极管或者开关可控的三极管。

9.如权利要求1所述的用于自动驾驶的点阵路面监测装置，其特征是，所述压力检测单元以金属物体为依附物，位于同一方向的压力检测单元之间为等间距分布或不等间距分布，以确保全面监测路面的占用状态。

10.如权利要求1所述的用于自动驾驶的点阵路面监测装置，其特征是，所述压力检测单元所在金属物体表面进行塑封防水处理，按照垂直或平行于路面方向敷设，表面进行防水防锈绝缘处理。

11.如权利要求1所述的用于自动驾驶的点阵路面监测装置，其特征是，所述压力检测单元采用冗余布置。

12.如权利要求3所述的用于自动驾驶的点阵路面监测装置，其特征是，所述路旁监测装置通过有线或者无线的方式传输至就近服务区内设置的监测站，同时上报至总的服务站，通过无线传输的方式与车载控制器实时通讯。

13.路面结构，其特征是，所述路面结构上铺设有上述权利要求1-12任一所述的用于自动驾驶的点阵路面监测装置。

14.如权利要求13所述的路面结构，其特征是，所述的点阵路面监测装置用于为物体遮挡或压力施加后监测点的电信号所改变的监测装置，所述压力检测单元包括且不限于机械开关及光敏传感器。

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