本發(fā)明涉及一種汽車主動安全技術(shù)，具體地說是一種基于v2x技術(shù)的無人駕駛車輛數(shù)字大燈控制裝置，在進行車車通信、車路通信的同時，將通訊信息及車輛運行狀況對外顯示的技術(shù)，實時根據(jù)車內(nèi)傳感器及無線通信模塊所獲取的信息并按照不同的工況動態(tài)改變車輛大燈投影內(nèi)容，可用于同未搭載車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的車輛共享周圍車輛及道路信息，提醒周圍車輛注意避讓，保障交通安全。

背景技術(shù)：

目前，無人駕駛汽車的研究與開發(fā)受到廣泛的關(guān)注，與此同時，車車/車路協(xié)同技術(shù)進一步應(yīng)用在車輛上，在不遠的未來必將會有越來越多的無人駕駛汽車與傳統(tǒng)汽車共同行駛在公路上，這對于道路安全提出了新的考驗。當(dāng)?shù)缆诽幱谟腥笋{駛到無人駕駛的過渡階段，能否對于傳統(tǒng)車輛與無人駕駛車輛做出有效區(qū)分，實現(xiàn)車輛之間道路信息的共享，將成為影響汽車駕駛安全性的一個重要指標。在駕駛上，無人駕駛智能汽車行駛過程中的控制權(quán)具體接管對象(智能系統(tǒng)/駕駛員)，影響著周圍車輛(尤其是非無人駕駛車輛)駕駛員關(guān)于自身車速與車距的判斷，決定著道路的安全性。因此，一套完備的無人駕駛車輛對外顯示裝置是非常必要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了避免在道路上大量引進無人駕駛車輛后潛在的交通事故，本發(fā)明提供一種基于v2x技術(shù)的無人駕駛車輛數(shù)字大燈控制裝置，該裝置不僅能實現(xiàn)同搭載有車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的車輛/設(shè)施通信，而且能將我車運行信息及通訊信息與未搭載車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的車輛實現(xiàn)實時動態(tài)的信息共享，從而提醒道路上的車輛注意避讓，可以在道路上有無人駕駛車輛行駛的情況下，并擴大車聯(lián)網(wǎng)道路信息的有效傳播面積，保障其自身及周圍車輛的駕駛安全，降低事故發(fā)生率，保障道路交通安全。

本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種基于v2x技術(shù)的無人駕駛車輛數(shù)字大燈控制裝置，包括車聯(lián)網(wǎng)模塊、汽車數(shù)字大燈、數(shù)字大燈控制單元、無線通信模塊、無人駕駛主開關(guān)及緊急故障開關(guān)，數(shù)字大燈控制單元與車聯(lián)網(wǎng)模塊通訊連接，無人駕駛主開關(guān)、緊急故障開關(guān)及汽車數(shù)字大燈分別與數(shù)字大燈控制單元通過can總線連接；所述汽車數(shù)字大燈包括兩個汽車數(shù)字前大燈以及兩個汽車數(shù)字后大燈，每個數(shù)字前大燈分別由一個控制器驅(qū)動，兩個數(shù)字后大燈共用一個控制器驅(qū)動，三個控制器分別通過can總線與數(shù)字大燈控制單元連接并進行指令的收發(fā)，一個汽車數(shù)字前大燈用于投影顯示我車控制權(quán)信息及緊急故障信息，另一個汽車數(shù)字前大燈用于投影顯示我車及鄰車的運行信息及周圍設(shè)施信息，兩個汽車數(shù)字后大燈用于投影顯示我車當(dāng)前車速及控制權(quán)信息。

進一步地，所述汽車數(shù)字大燈中的每個數(shù)字大燈均包含四個光源共4×1024個led燈，每個led燈獨立可控，構(gòu)成了一個32×128的led矩陣，可將當(dāng)前車速、前方的路況、道路狀況等信息以文字及圖像投影在地面上。

進一步地，所述汽車數(shù)字大燈中，左側(cè)的汽車數(shù)字前大燈將我車及鄰車的運行信息及周圍設(shè)施信息投射于我車駕駛員觀察區(qū)域，汽車右側(cè)的汽車數(shù)字前大燈將我車控制權(quán)信息及緊急故障信息投射于我車駕駛員觀察區(qū)域，汽車數(shù)字后大燈將當(dāng)前車速及控制權(quán)信息進行拼接處理共同投影于后車駕駛員觀察區(qū)域。

進一步地，所述車聯(lián)網(wǎng)模塊包含數(shù)據(jù)采集模塊、車載cpu及無線通信模塊，可實現(xiàn)對于車輛數(shù)據(jù)的實時采集及我車與周圍車輛或設(shè)施的通信。

進一步地，在所述緊急故障開關(guān)未開啟的狀態(tài)下，由數(shù)據(jù)采集模塊采集的車輛縱向車速信息、車輛橫向轉(zhuǎn)向角速度信息以及通過所述無人駕駛系統(tǒng)主開關(guān)獲得的車輛控制權(quán)信息分別傳輸?shù)杰囕dcpu進行分析處理，車載cpu將接收到的信息通過無線通信模塊傳輸給搭載有車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的周圍車輛及道路設(shè)施，同時獲得周圍其他車輛及設(shè)施的運行信息，通過車載cpu對我車及周邊車輛或設(shè)施的運行數(shù)據(jù)信息進行整合處理后傳送給數(shù)字大燈控制單元，數(shù)字大燈控制單元根據(jù)當(dāng)前工況動態(tài)，控制汽車數(shù)字大燈實時顯示我車及周圍車輛及道路設(shè)施行駛狀態(tài)信息；在緊急故障開關(guān)開啟的狀態(tài)下，只將故障信號傳輸?shù)綌?shù)字大燈控制單元。

進一步地，所述無人駕駛系統(tǒng)主開關(guān)及緊急故障開關(guān)均布置于方向盤右側(cè)，無人駕駛系統(tǒng)主開關(guān)及緊急故障開關(guān)的通斷信號通過汽車can總線傳輸?shù)綌?shù)字大燈控制單元。

本發(fā)明的工作原理：首先，利用安裝在無人駕駛車輛上的輪速傳感器和轉(zhuǎn)矩傳感器等各類傳感器獲取汽車實時運行信息傳輸給車載cpu進行數(shù)據(jù)處理，并將此信息通過無線通信模塊同周圍搭載有車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的車輛及道路設(shè)施進行通訊交流。通過車載cpu對我車運行信息及通訊獲取的周邊車輛/設(shè)施信息進行整合處理，從而控制數(shù)字大燈上的led燈投影顯示我車及周圍車輛/設(shè)施運行狀態(tài)信息，實現(xiàn)同未搭載車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的車輛共享道路信息；其次，在車內(nèi)設(shè)置有無人駕駛主開關(guān)，直接通過can總線發(fā)送指令信息給數(shù)字大燈，進而在投影上有區(qū)分的顯示車輛處于無人駕駛模式亦或駕駛員模式，從而有效地告知周圍車輛當(dāng)前車輛的控制權(quán)接管者；最后，在車內(nèi)布置有車輛緊急故障開關(guān)，當(dāng)無人駕駛車輛發(fā)生故障進入不可控狀態(tài)時，系統(tǒng)緊急制動調(diào)整并向周圍車輛發(fā)出警報，提醒周圍車輛注意避讓，避免交通事故的發(fā)生。

本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：

(1)現(xiàn)有技術(shù)大多利用安裝于車輛后的led顯示屏進行顯示，由于安裝布置的局限性易造成后車司機辨認顯示屏上的內(nèi)容困難，本專利采用數(shù)字大燈投影技術(shù)投影到地面上，為后車駕駛員提供了良好的視野環(huán)境，為公共交通提供了一套降低未來無人駕駛汽車事故發(fā)生率的解決方案，基于v2x及數(shù)字大燈技術(shù)，在保障我車安全及路徑規(guī)劃合理性的同時，使未搭載車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的車輛也可以獲取當(dāng)前周圍車輛道路信息，使其對當(dāng)前道路狀況提前作出預(yù)判，以提高汽車駕駛的安全性。

(2)現(xiàn)有技術(shù)大多只考慮有人駕駛車輛時車輛運行狀況的顯示，本發(fā)明考慮到了無人駕駛汽車控制權(quán)的問題，根據(jù)無人駕駛總開關(guān)的開啟狀態(tài)改變顯示裝置的內(nèi)容，即可實時依據(jù)當(dāng)前控制權(quán)接管對象的不同調(diào)整所顯示的內(nèi)容，進而提高汽車駕駛的安全性和便利性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本專利進一步說明。

圖1為一種基于v2x技術(shù)的無人駕駛車輛數(shù)字大燈控制裝置原理框圖

圖2為汽車處于無人駕駛模式直行時投影示意圖

圖3為汽車處于無人駕駛模式即將左轉(zhuǎn)彎時投影示意圖

圖4為借由車路通信調(diào)整投影內(nèi)容的示意圖

圖5為控制權(quán)選擇開關(guān)及車輛緊急故障開關(guān)的布置圖

圖6為數(shù)字大燈大致顯示功能圖

圖中1.一號汽車數(shù)字前大燈，2.二號汽車數(shù)字前大燈，3.汽車數(shù)字后大燈，5.我車駕駛員觀察區(qū)域，6.后車駕駛員觀察區(qū)域，7.方向盤，8.無人駕駛系統(tǒng)主開關(guān)，9緊急故障開關(guān)。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖詳細介紹本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種基于v2x技術(shù)的無人駕駛車輛數(shù)字大燈控制裝置，主要包括汽車數(shù)字大燈、數(shù)字大燈控制單元，無線通信模塊，無人駕駛主開關(guān)及緊急故障開關(guān)等五部分，數(shù)字大燈控制單元與車載cpu通訊連接，無人駕駛主開關(guān)、緊急故障開關(guān)及汽車數(shù)字大燈分別與數(shù)字大燈控制單元通過can總線連接。

其中，汽車數(shù)字大燈包括兩個汽車數(shù)字前大燈1、2以及兩個汽車數(shù)字后大燈3，每個數(shù)字大燈都包含四個光源共4×1024個led燈，每個led燈獨立可控，構(gòu)成了一個32×128的led矩陣，可用來投射文字及簡單的圖案。每個數(shù)字前大燈分別由一個控制器驅(qū)動，而兩個數(shù)字后大燈共用一個控制器驅(qū)動，三個控制器分別通過can總線與數(shù)字大燈控制單元連接并進行指令的收發(fā)?？紤]到駕駛員視角及數(shù)字大燈的投射范圍，一號汽車數(shù)字前大燈1用來投影顯示我車控制權(quán)信息及緊急故障信息，二號汽車數(shù)字前大燈2用來投影顯示我車及鄰車的運行信息及周圍設(shè)施信息，汽車數(shù)字后大燈3由一個控制器驅(qū)動投影顯示我車當(dāng)前車速及控制權(quán)信息。

如圖1所示為無人駕駛車輛數(shù)字大燈控制裝置的功能模塊框圖，在緊急故障開關(guān)10未開啟的狀態(tài)下，由輪速傳感器獲得的車輛縱向車速信息、由轉(zhuǎn)矩傳感器獲得的車輛橫向轉(zhuǎn)向角速度信息以及通過無人駕駛系統(tǒng)主開關(guān)9獲得的車輛控制權(quán)信息，通過車輛can總線傳輸?shù)杰囕dcpu進行分析處理。并將信息通過汽車的無線通信模塊傳輸給搭載有車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的周圍車輛及道路設(shè)施，同時獲得周圍其他車輛及設(shè)施的運行信息。通過車載cpu對我車及周邊車輛/設(shè)施的運行數(shù)據(jù)信息進行整合處理，數(shù)字大燈控制單元根據(jù)當(dāng)前工況動態(tài)，控制汽車數(shù)字大燈實時顯示我車及周圍車輛及道路設(shè)施行駛狀態(tài)信息。在緊急故障開關(guān)10開啟的狀態(tài)下，只將故障信號通過can總線傳輸?shù)綌?shù)字大燈控制單元及警報開關(guān)以發(fā)出警報，警示周圍車輛注意避讓。

在圖2所示，汽車處于無人駕駛模式直行時，考慮到汽車大燈的投射范圍，我車及鄰車的運行信息及周圍設(shè)施信息由汽車左側(cè)的二號汽車數(shù)字前大燈投射于我車駕駛員觀察區(qū)域5，以方便我車駕駛員觀察，我車控制權(quán)信息及緊急故障信息由汽車右側(cè)的一號汽車數(shù)字前大燈1投射于我車駕駛員觀察區(qū)域5以方便右側(cè)車道上的鄰車駕駛員觀察，汽車數(shù)字后大燈3則將當(dāng)前車速及控制權(quán)信息進行拼接處理共同投影于后車駕駛員觀察區(qū)域6以供后車駕駛員觀察，使周圍掌握我車運行信息，更好地規(guī)劃路線，以提高道路安全系數(shù)。

如圖3所示，當(dāng)我車處于駕駛員駕駛模式下車輛轉(zhuǎn)矩傳感器檢測到車輛即將轉(zhuǎn)向，或無人駕駛路徑規(guī)劃下通過gps定位獲知車輛即將轉(zhuǎn)向時，傳感器將此信息經(jīng)由車載cpu傳送到無線通信模塊以告知周圍具有通信功能的車輛，同時控制數(shù)字大燈控制單元控制汽車數(shù)字大燈將此信息通過led光源投影于地面，以告知周圍不具備通信功能的車輛及我車駕駛員及乘客。

如圖4所示，當(dāng)車輛經(jīng)由學(xué)校、公交車站或十字路口時，車輛通過無線通信模塊7與周圍設(shè)施通信，以獲取道路最高時速、前方道路情況等信息，并將此信息經(jīng)由車載cpu傳送到數(shù)字大燈控制單元，數(shù)字大燈控制單元控制汽車數(shù)字大燈通過led光源投影于地面，同周圍不具備通信功能的車輛共享道路信息，保障公共交通安全。

如圖5所示，無人駕駛系統(tǒng)主開關(guān)9及緊急故障開關(guān)10均布置于方向盤8右側(cè)，無人駕駛系統(tǒng)主開關(guān)9及緊急故障開關(guān)10的通斷信號通過汽車can總線傳輸?shù)綌?shù)字大燈控制單元。無人駕駛系統(tǒng)主開關(guān)9開啟表示車輛當(dāng)前由智能系統(tǒng)接管控制權(quán)，關(guān)閉則表示車輛當(dāng)前由駕駛員接管控制權(quán)。緊急故障開關(guān)10關(guān)閉表示車輛運行狀態(tài)正常，開啟則表示車輛故障，需進行緊急制動、調(diào)整等操作，需提醒周圍車輛避讓。

圖6所示為數(shù)字大燈大致顯示功能圖，數(shù)字大燈將融合我車、周圍車輛以及道路環(huán)境信息，將我車車速、轉(zhuǎn)向、加速度信息同鄰車車速、變道信息以及車距過近提醒信息根據(jù)具體工況動態(tài)地投影在本車前方及后方地面上，同時結(jié)合道路環(huán)境信息，基于車路通信，將周圍設(shè)施信息及交通擁擠情況動態(tài)投影于本車前方及后方地面上。

本發(fā)明的工作原理：首先，利用安裝在無人駕駛車輛上的輪速傳感器和轉(zhuǎn)矩傳感器等各類傳感器獲取汽車實時運行信息傳輸給車載cpu進行數(shù)據(jù)處理，并將此信息通過無線通信模塊同周圍搭載有車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的車輛及道路設(shè)施進行通訊交流。通過車載cpu對我車運行信息及通訊獲取的周邊車輛/設(shè)施信息進行整合處理，從而控制數(shù)字大燈上的led燈顯示我車及周圍車輛/設(shè)施運行狀態(tài)信息，實現(xiàn)同未搭載車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的車輛共享道路信息；其次，在車內(nèi)設(shè)置有無人駕駛主開關(guān)，直接通過can總線發(fā)送指令信息給數(shù)字大燈，進而在投影上有區(qū)分的顯示車輛處于無人駕駛模式亦或駕駛員模式，從而有效地告知周圍車輛當(dāng)前車輛的控制權(quán)接管者；最后，在車內(nèi)布置有車輛緊急故障開關(guān)，當(dāng)無人駕駛車輛發(fā)生故障進入不可控狀態(tài)時，系統(tǒng)緊急制動調(diào)整并向周圍車輛發(fā)出警報，提醒周圍車輛注意避讓，避免交通事故的發(fā)生。