CN220639810U - 一种适用于智慧港口的平行驾驶运输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适用于智慧港口的平行驾驶运输系统，车端包括车辆、车辆远程控制终端及信息采集设备（如摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、声音采集装置等）；驾驶舱端包括驾驶舱及安装在驾驶舱内的车辆远程操作模块、远程控制接收终端、数据信息展示设备，车端和驾驶舱端的各设备均通过CAN数据总线进行数据传输。通过云端服务器使车辆远程控制终端及远程控制接收终端之间建立数据通讯连接。通过该项技术能实时的感知到车辆周边的状态，同时在车端能实时展示当前车辆的状态信息让司机能及时的得到车辆的反馈。驾驶舱端进行摄像头的数据标定，在适当位置画出车辆的距离信息协助司机能有效判断车辆的实时位置和状态。

Description

一种适用于智慧港口的平行驾驶运输系统

技术领域

本实用新型涉及平行驾驶技术领域，特别涉及一种适用于智慧港口的平行驾驶运输系统。

背景技术

平行驾驶技术是一种借助于“本地简单、远程复杂”的思想，利用无人车技术辅助人类驾驶的在线“软件机器人”系统。它由美国亚利桑那大学机器人实验室主任王飞跃教授在20世纪90年代中期提出，并在2005年西安举行的IEEE ICVES（汽车电子与安全国际会议）上正式提出了平行驾驶的概念，将人工系统与实际系统虚实互动的思想应用于驾驶领域。然而在现有技术中平行驾驶的远程驾驶操控和车辆实际运作之间还是存在融合、感知不协调的技术问题。如车辆在远程驾驶过程中无法感知到车身周围的距离信息；车辆在远程驾驶过程中无法感知到车辆的姿态信息；车辆在进行远程驾驶过程中视频延时过大等等。这些技术问题都大大影响了平行驾驶对实际驾驶环境的精准感知和模拟。

实用新型内容

本实用新型解决了车辆在远程驾驶过程中无法感知到车身周围的距离信息、车辆的姿态信息的问题，解决了在进行远程驾驶过程中视频延时过大对视频流进行优化。其具体技术方案如下所述：

本实用新型公开了一种适用于智慧港口的平行驾驶运输系统，所述系统包括：车端、驾驶舱端，车端和驾驶舱端之间进行数据传输连接。其中：

所述车端包括车辆、车辆远程控制终端及安装于车辆上的信息采集设备，所述车辆远程控制终端及信息采集设备接入车辆的CAN数据总线进行数据传输。

所述驾驶舱端包括驾驶舱及安装在驾驶舱内的车辆远程操作模块、远程控制接收终端、数据信息展示设备，所述车辆远程操作模块、远程控制接收终端、数据信息展示设备接入驾驶舱端的CAN数据总线进行数据传输。

所述云端与车辆远程控制终端及远程控制接收终端之间建立数据通讯连接。

在上述基础上，进一步地。所述信息采集设备包括设置在车身四周的摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、声音采集装置以及设置在车辆上的IMU车身姿态监测系统及车辆实时状态监测系统，上述装置及系统接入车辆的CAN数据总线进行数据传输。

在上述基础上，进一步地。所述车辆前部在左、中、右三个方位上分别设置有超声波雷达，车辆两侧的每侧设置有一个超声波雷达及一个摄像头，车辆顶部的前端在左、中、右3个朝向上分别设置有摄像头，车辆顶部的中段设置有激光雷达，车辆尾部在左、中、右三个方位上分别设置有超声波雷达，且在车辆尾部的中方位上设置有摄像头，在车辆的主副驾两侧设置有声音采集装置。

在上述基础上，进一步地。所述驾驶舱端还包括一个6自由度平台，用于模拟车端反馈的车辆姿态。

在上述基础上，进一步地。数据信息展示设备包括360°环形显示屏、全景显示屏、位置信息显示屏、车身状态显示屏、车辆姿态信息显示屏。

在上述基础上，进一步地。所述系统包括多个车端和多个驾驶舱端，还包括平台模块，所述平台模块用于实时监管至少一个车端的位置信息、监管至少一个驾驶舱端的控制信息、根据任务信息调度至少一个车端及至少一个驾驶舱端，实时的分配远程驾驶任务。

在上述基础上，进一步地。所述车端和驾驶舱端均安装有WIFI模块，车端和驾驶舱端之间通过WiFi网络进行数据传输连接。

在上述基础上，进一步地。所述车端和驾驶舱端均安装有无线接收模块，车端和驾驶舱端之间通过无线mesh自组网络进行数据传输连接。

在上述基础上，进一步地。所述系统还包括云端，所述车端和驾驶舱端均安装有5G通讯模块，车端和驾驶舱端通过5G网络与云端进行数据传输连接。

在上述基础上，进一步地。所述云端为公有云系统或者多接入边缘计算系统。

本实用新型的有益效果是：

车辆平行驾驶系统通过在车端加装各种传感器(摄像头，激光雷达，超声波雷达，IMU，惯导)，通过融合感知技术，全景拼接，360融合环视等技术实时的将车周边的环境数据和车辆本身的状态信息传输司机所在的驾驶舱。其核心部分是通过确定传感器的位置减少车辆的盲区，包括但不限于摄摄像头，激光雷达，补盲雷达等，通过该项技术融合传输可让司机能实时的感知到车辆周边的状态，同时在车端能实时的展示当前车辆的状态信息让司机能及时的得到车辆的反馈。驾驶舱端进行摄像头的数据标定，在适当位置画出车辆的距离信息协助司机能有效判断车辆的实时位置和状态。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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1为本实用新型的系统结构示意图；

图2为本实用新型的车端的信息采集设备的安装示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例。

实施例1：如图1所示，本实用新型所公开的适用于智慧港口的平行驾驶运输系统主要有如下几个模块，车端、驾驶舱端，车端和驾驶舱端之间进行数据传输连接。

所述车端包括车辆、车辆远程控制终端及安装于车辆上的信息采集设备，所述车辆远程控制终端及信息采集设备接入车辆的CAN数据总线进行数据传输。

车辆远程控制终端用于通过数据传输连接接收驾驶舱端下发的控制指令，对车辆实现驾驶控制。

在车辆端各种传感器的布局情况如图2所示，安装于车辆上的信息采集设备主要由如下几部分构成（摄像头，激光雷达，毫米波雷达，超声波雷达、收音麦克风）

通过在车辆的周身合适位置布置摄像头采集车辆周身360°的视频信息，利用360°视频拼接技术将360°的图像拼接成一个完整的俯视图并将俯视图的照片编码成H264/H265码流并通过RTSP图像传输至远程端。

通过在车辆的前端安装好的前置摄像头以及全景拼接技术，实现前视180°的前视视频拼接。将前视无畸变的前视图片编码成H264/H25通过RTSP协议传送至远端。

利用激光雷达障碍物识别算法以及距离判断算法用来精准定位车辆所在位置，以及障碍物或所需要车辆停靠的位置并将距离信息传送给远端，用于辅助定位以及距离深度等深度信息的展示。

在车辆各个部位安装超声波测距雷达并将各个部位的超声波雷达数据实时的反馈至远端并在车辆的俯视图中显示报警信息。

IMU车身姿态监测系统，用来检测和监测车辆车身姿态变化，包括横摆、侧倾、俯仰等运动形态。可以提供车辆行驶过程中的实时数据和信息，包括车辆的加速度、角速度、横摆角等参数，并将上述参数作用于驾驶舱端的6自由度平台进行姿态模拟，为驾驶员提供行驶状态和路况的辅助提示和建议。

声音采集装置，在车辆的主副驾两侧设置有声音采集装置（如收音麦克风），用于实时的监测车身周围的声音数据并将车身周边的异常声音传输至驾驶舱端，模拟车辆附近的实时声场，使远端的驾驶员能与实时画面相结合，从而带来更逼真的仿真效果。

车辆实时状态监测系统，用于读取车辆反馈的CAN数据，将所有异常信息进行上报至平台系统模块。

驾驶舱端主要通过数据信息展示设备呈现所模拟的车端周身场景信息，并由驾驶人员根据所接收的场景信息通过车辆远程操作模块进行操控，其操控信号通过远程控制接收终端发送至车端的车辆远程控制终端，对车辆进行控制。

数据信息展示设备用于呈现所模拟的车端周身场景信息，如将车辆周边实时信息显示在360环视展示屏及全景展示屏上。360环视展示屏及全景展示屏用来显示车辆在运行过程中周边的全景图像和视频图像。同时将周边障碍物的报警信息叠加至车辆全景俯视图。

位置信息显示屏，用来实时显示车辆附近车辆，和车辆所在位置。

车身状态显示屏，用来实时显示车辆的基本状态，功能类似于车辆上的仪表盘，显示包括车速、发动机转述、灯光、油箱、水温等基本车辆状态信息。

车辆姿态信息展示模块，驾驶舱端使用一个6自由度平台，IMU的数据传输至驾驶舱后车辆自由度平台会跟随车辆反馈回来的信息做震动等反应。

车辆远程操作模块，用于接收驾驶舱端的本地段遥控器的数据并将遥控器的数据发送给车端的车辆远程控制终端，用以其在车端实时相同控制数据。遥控器可以为仿真方向盘或四维控制杆。

实施例2：实施例2在实施例1的基础上，进一步优化了数据通信模式,如图1所示，本实施例提供了3种数据通信模式，分别为在不同的场景下的通信解决方案：

A. 5G单CPE，5G双CPE（无距离限制）

B. mesh自组网 （20-50KM）

C.wifi网桥（5KM-10KM）

在平行驾驶控制系统中根据不同的网络环境或是不同的场景可以有如上三种网络模式切换，其中wifi网桥的适用距离为5km-10KM，mesh自组网的适用距离为20KM-25KM，双CPE的网络方案适用于舱端和车端都是移动状态的情况，单CPE的方案适用于舱端固定车端移动的方案。通过适配各种不同的网络适配器用来达到各种场景的全覆盖。并且在5G模式下，通过公有云系统或者多接入边缘计算系统（MEC）来实现云端服务器的数据传输及数据处理。

实施例3：实施例3主要针对所述平行驾驶运输系统包含多个车端及多个驾驶舱端的情况，利用平台模块对整个系统的协同作用进行管控。所述平台模块实现下述功能：

A.实时监管车辆的位置信息；

B.监管驾驶舱端的控制信息；

C.根据任务信息调度车辆及舱，实时的分配任务；

D.车辆实时位置信息展示。

系统平台模块可以实现对车辆或飞行器的感知、决策、控制和执行等功能。同时，系统平台模块还可以对各个车端和驾驶舱端进行优化和协调，提高整个系统的性能和稳定性。

系统平台模块可以实现对驾驶过程中的各种数据进行采集、处理和管理，包括传感器数据、地图数据、路况数据、车辆状态数据等，提高系统的感知、决策。

系统平台模块可以实现多端的通信和交互，包括与车辆、交通信号灯、驾驶舱等元素的交互。通过通信和交互，可以实现车辆的安全、高效行驶。

应理解，上述实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解为在阅读本实用新型的内容后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动和修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种适用于智慧港口的平行驾驶运输系统，其特征在于，所述系统包括：车端、驾驶舱端，车端和驾驶舱端之间进行数据传输连接，其中：

所述车端包括车辆、车辆远程控制终端及安装于车辆上的信息采集设备，所述车辆远程控制终端及信息采集设备接入车辆的CAN数据总线进行数据传输；

所述驾驶舱端包括驾驶舱及安装在驾驶舱内的车辆远程操作模块、远程控制接收终端、数据信息展示设备，所述车辆远程操作模块、远程控制接收终端、数据信息展示设备接入驾驶舱端的CAN数据总线进行数据传输；

通过云端服务器使车辆远程控制终端及远程控制接收终端之间建立数据通讯连接；

所述信息采集设备包括设置在车身四周的摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、声音采集装置以及设置在车辆上的IMU车身姿态监测系统及车辆实时状态监测系统，上述装置及系统接入车辆的CAN数据总线进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种适用于智慧港口的平行驾驶运输系统，其特征在于，所述车辆前部在左、中、右三个方位上分别设置有超声波雷达，车辆两侧的每侧设置有一个超声波雷达及一个摄像头，车辆顶部的前端在左、中、右3个朝向上分别设置有摄像头，车辆顶部的中段设置有激光雷达，车辆尾部在左、中、右三个方位上分别设置有超声波雷达，且在车辆尾部的中方位上设置有摄像头；在车辆的主副驾两侧设置有声音采集装置。

3.根据权利要求2所述的一种适用于智慧港口的平行驾驶运输系统，其特征在于，所述驾驶舱端还包括一个6自由度平台，用于模拟车端反馈的车辆姿态。

4.根据权利要求3所述的一种适用于智慧港口的平行驾驶运输系统，其特征在于，数据信息展示设备包括360°环形显示屏、全景显示屏、位置信息显示屏、车身状态显示屏、车辆姿态信息显示屏。

5.根据权利要求4所述的一种适用于智慧港口的平行驾驶运输系统，其特征在于，所述系统包括多个车端和多个驾驶舱端，还包括平台模块，所述平台模块用于实时监管至少一个车端的位置信息、监管至少一个驾驶舱端的控制信息、根据任务信息调度至少一个车端及至少一个驾驶舱端，实时的分配远程驾驶任务。

6.根据权利要求1-5其中任意一个所述的一种适用于智慧港口的平行驾驶运输系统，其特征在于，所述车端和驾驶舱端均安装有WIFI模块，车端和驾驶舱端之间通过WiFi网络进行数据传输连接。

7.根据权利要求1-5其中任意一个所述的一种适用于智慧港口的平行驾驶运输系统，其特征在于，所述车端和驾驶舱端均安装有无线接收模块，车端和驾驶舱端之间通过无线mesh自组网络进行数据传输连接。

8.根据权利要求1-5其中任意一个所述的一种适用于智慧港口的平行驾驶运输系统，其特征在于，所述系统还包括云端，所述车端和驾驶舱端均安装有5G通讯模块，车端和驾驶舱端通过5G网络与云端进行数据传输连接。

9.根据权利要求8所述的一种适用于智慧港口的平行驾驶运输系统，其特征在于，所述云端为公有云系统或者多接入边缘计算系统。