一種基于激光檢測和通訊的車路協(xié)同輔助駕駛系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種基于激光檢測和通訊的車路協(xié)同輔助駕駛系統(tǒng)，包括交通信息指示模塊、激光檢測模塊、自由空間光通信模塊、主控模塊、激光發(fā)射和接收模塊、車載單元，該系統(tǒng)用于探測處于檢測區(qū)域內(nèi)的車輛位置、速度、車身角度等車輛信息，并通過光通信的方式將檢測到的上述車輛信息以及路口的交通信號指示信息(包括紅綠燈信息、限行信息、危險提示信息等)告知該車輛，以指導(dǎo)該車輛安全有序的通過交通路口。
【專利說明】
一種基于激光檢測和通訊的車路協(xié)同輔助駕駛系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于智能交通領(lǐng)域，具體涉及一種基于激光檢測和通信的車路協(xié)同輔助駕駛系統(tǒng)，用于在交通路口檢測車輛信息、交通信號、路況信息并告知通行車輛以實(shí)現(xiàn)輔助駕駛和自動駕駛。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能交通領(lǐng)域及人工智能領(lǐng)域的飛速發(fā)展，越來越多的人將目光投向于無人駕駛系統(tǒng)及輔助駕駛系統(tǒng)的研究和開發(fā)上來。傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，使得交通信號和車輛信息的檢測方法不斷豐富，但是現(xiàn)有技術(shù)手段仍然存在檢測精度不高或通信不及時的缺點(diǎn)，例如，基于圖像識別的車輛位置、流量等信息的檢測受到算法影響，既有精度不高，也有延時較大的問題，而且還受環(huán)境光影響較大;基于路口感應(yīng)線圈的檢測方法不僅采集信號單一，而且施工和維護(hù)成本較高。出于模擬人類駕駛的角度而言，車機(jī)需要及時獲取周邊的車輛信息、通行動態(tài)，包括路口的非機(jī)動車輛、行人和路障等交通信號(也包括左右轉(zhuǎn)信號、紅路燈信息等)。為了滿足車輛對復(fù)雜路口路況全面感知和及時性和穩(wěn)定性的要求，本實(shí)用新型提出一種基于激光檢測和激光通信的車路協(xié)同輔助駕駛系統(tǒng)，即采用激光檢測和通信的方法對路口交通狀況進(jìn)行檢測和推送，以實(shí)現(xiàn)檢測精度高和通信延時短的目的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于激光檢測和通信的車路協(xié)同系統(tǒng)，包括路側(cè)設(shè)備和車載設(shè)備，用于當(dāng)車輛通過通信區(qū)域時，為車輛提供實(shí)時定位數(shù)據(jù)和當(dāng)前交通燈信號狀態(tài)，以協(xié)助自動駕駛車輛和輔助駕駛車輛安全有序的通過路口。
[0004]本實(shí)用新型提供一種基于激光檢測和通信的車路協(xié)同系統(tǒng)，包括路側(cè)設(shè)備和車載設(shè)備:
[0005]所述路側(cè)設(shè)備包括交通信息指示模塊、激光檢測模塊、自由空間光通信模塊、主控模塊、激光發(fā)射和接收模塊、車載單元，
[0006]所述交通信息指示模塊與主控模塊相連，用于接收主控模塊的指令顯示交通信號燈信息為通行車輛提供啟停和轉(zhuǎn)向信息；
[0007]所述激光檢測模塊與激光發(fā)射和接收模塊、主控模塊連接，用于處理由激光發(fā)射和接收模塊返回的激光檢測信息，并將所述激光檢測信息傳輸給主控模塊；
[0008]所述自由空間光通信模塊與激光發(fā)射和接收模塊、主控模塊連接，用于解調(diào)接收的自由空間光通信信息，并將所述光通信信息傳輸給主控模塊，同時，所述自由空間光通信模塊接收主控模塊的通信指令，調(diào)制激光通信信息并通過激光發(fā)射和接收模塊與車載設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信；
[0009]所述車載設(shè)備包括:自由空間光通信模塊和車載主控模塊，
[0010]所述自由空間光通信模塊與車載主控模塊連接，用于接收和發(fā)射激光通信信號，實(shí)現(xiàn)與所述路側(cè)設(shè)備的通信；
[0011]所述車載主控模塊與車輛主控電腦連接，并向所述車輛主控電腦傳輸路側(cè)設(shè)備推送的路況以及信號燈信息。
[0012]所述路側(cè)設(shè)備的主控模塊每隔一段時間向激光檢測模塊下達(dá)檢測命令，激光檢測模塊通過激光發(fā)射和接收模塊向所在區(qū)域發(fā)送檢測光束，激光發(fā)射與接收模塊在接收到檢測光束的返回光束后會將其交由激光檢測模塊進(jìn)行初步運(yùn)算以獲得各點(diǎn)的距離信息，該信息將交由主控模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換運(yùn)算最終得出當(dāng)前車道內(nèi)的車輛信息，得到當(dāng)前車道內(nèi)的車輛信息后主控模塊會將該信息同當(dāng)前交通燈信息一起交由自由空間光通信模塊進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的信息將通過激光發(fā)射與接收模塊發(fā)送到所在區(qū)域內(nèi)，此時車載光模塊會將該信息解調(diào)成車輛的位置信息及當(dāng)前交通信號燈的狀態(tài)信息，最后轉(zhuǎn)交由車載控制系統(tǒng)對該信息進(jìn)行利用，當(dāng)激光發(fā)射和接收模塊將車輛位置及交通燈信號信息發(fā)送完成后，主控模塊會下達(dá)新的檢測命令。
[0013]優(yōu)選地，所述激光發(fā)射和接收模塊由多個激光波長不同的激光激光器協(xié)同通過，其中一個或多個激光器發(fā)射檢測光束，另一個或多個激光器發(fā)射通信光束；
[0014]優(yōu)選的，所述車載模塊部分還包含一個太陽能電池板或電池模塊，用于實(shí)現(xiàn)太陽能供電和便攜的要求；
[0015]優(yōu)選的，所述車載模塊直接由車載電源進(jìn)行供電；
[0016]優(yōu)選的，所述車載模塊和路側(cè)模塊分別具有防碰撞安全模塊和防雷擊安全模塊，為本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定耐久的要求；
[0017]具體地，上述掃描式激光器包括交通信息指示模塊模塊，用于向道路上車輛及主控模塊塊提供當(dāng)前的交通信號(紅綠燈狀態(tài))，以便對路上車輛進(jìn)行交通疏導(dǎo)工作;交通訊號燈與中央控制通訊模塊，用于進(jìn)行交通信息指示模塊模塊與主控模塊的通訊工作；出于改造便宜，通訊模塊為簡單邏輯電路?？蓪⑷N交通信息指示模塊的上電與掉電狀態(tài)轉(zhuǎn)換為主控模塊可識別的具備攜帶信息能力的標(biāo)準(zhǔn)電平信號;激光發(fā)射和接收模塊，用于激光信號的發(fā)送及接收工作在作為激光信號發(fā)送方的同時具備接收激光反射的能力，既是數(shù)據(jù)采集模塊也是數(shù)據(jù)傳輸模塊;主控模塊，負(fù)責(zé)接收交通信息指示模塊模塊和激光發(fā)射和接收模塊傳輸而來的信號，對激光發(fā)射和接收模塊采集而來的信號進(jìn)行分析及換算后，主控模塊會將車輛的速度、行駛角度、坐標(biāo)系內(nèi)位置、交通信息指示模塊狀態(tài)等內(nèi)容組幀并發(fā)送至激光發(fā)射和接收模塊由該模塊將幀內(nèi)容發(fā)出；車載單元模塊，用于接收經(jīng)掃描式激光器調(diào)制后發(fā)出的光信號，通過光電轉(zhuǎn)換將激光信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電平標(biāo)準(zhǔn)的電平信號，對該數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗且校驗通過后將該數(shù)據(jù)幀內(nèi)容發(fā)送至車載控制系統(tǒng)。
[0018]本實(shí)用新型提出的一種基于激光檢測和通訊的車路協(xié)同輔助駕駛系統(tǒng)的有益效果是，可以有效解決現(xiàn)行檢測方案精度不高、延時較大，受環(huán)境光影響較大，基于路口感應(yīng)線圈的檢測方法采集信號單一，而且施工和維護(hù)成本較高等問題。
【附圖說明】
[0019]圖1一種基于激光檢測和通信的車路協(xié)同輔助駕駛系統(tǒng)實(shí)例之一；
[0020]圖2—種基于激光檢測和通信的車路協(xié)同輔助駕駛系統(tǒng)實(shí)例之二。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面通過【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此需要說明的是，對于這些實(shí)施方式的說明用于幫助理解本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限定。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0022]實(shí)例I
[0023]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種基于激光檢測和通信的車路協(xié)同輔助駕駛系統(tǒng)包含以下部件:主控模塊1、自由空間光通信模塊2、激光檢測模塊3、交通信息指示模塊4、激光發(fā)射和接收模塊5、自由空間光通信模塊6、車載主控模塊7，其中主控模塊分別與交通信息指示模塊、激光檢測模塊、自由空間光通信模塊相連，并向他們下達(dá)指令集數(shù)據(jù)推送；激光發(fā)射與接收模塊分別于激光檢測模塊、自由空間光通信模塊相連，并與它們進(jìn)行數(shù)據(jù)交互及執(zhí)行它們傳來的命令;激光發(fā)射與接收模塊與車載光模塊通過光通信相連，由車載單元接收激光發(fā)送與接收模塊發(fā)出的數(shù)據(jù)信息;激光檢測模塊模塊與車載主控模塊相連，車載主控模塊接收激光檢測模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)并進(jìn)行相關(guān)操作;本實(shí)用新型的安裝方式為:其中掃描式激光器模塊安裝于交通燈基架上，采取分離安裝方式。并通過線路連接進(jìn)行信息傳輸。其中掃描式激光器安裝位置應(yīng)處于交通燈基架的最上端，并根據(jù)不同車道數(shù)量個數(shù)配備相應(yīng)數(shù)量的掃描式激光器。其中車道數(shù)與掃描式激光器的個數(shù)比應(yīng)為1:1。交通燈安裝位置應(yīng)遵循現(xiàn)行的交通燈安裝規(guī)范安裝，掃描式激光器應(yīng)盡量靠近各車道中心線安裝。若現(xiàn)場條件不允許，則需要根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境調(diào)整激光器角度。保證激光照射范圍為對應(yīng)車道中心線左右各一米區(qū)域內(nèi)。僅以本例而言，單車道時需掃描式激光器一臺。激光器裝于三米高交通燈頂端，高于交通燈50cm。為避免交通信息指示模塊對掃描式激光器的正常工作產(chǎn)生影響，掃描式激光器應(yīng)在高于交通燈50cm的同時在水平方向突出100cm。掃描式激光器垂直于車道中線向下直射，用于掃描車道中線。
[0024]實(shí)例2
[0025]結(jié)構(gòu)如圖2所示，本實(shí)用新型除包含實(shí)例I中的所有結(jié)構(gòu)外，還包含一個905激光發(fā)射模塊8和一個903激光發(fā)射模塊9，所述模塊屬于激光發(fā)射和接收模塊5，兩個不同的激光發(fā)射光源分別負(fù)責(zé)發(fā)射檢測用光束和通信用光束，其中905光束為檢測光束、903光束為通信光束。
[0026]以上所述的具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于激光檢測和通信的車路協(xié)同輔助駕駛系統(tǒng)，包括交通信息指示模塊、激光檢測模塊、自由空間光通信模塊、主控模塊、激光發(fā)射和接收模塊、車載單元，其特征在于， 所述交通信息指示模塊與主控模塊相連，用于接收主控模塊的指令顯示交通信號燈信息為通行車輛提供啟停和轉(zhuǎn)向信息； 所述激光檢測模塊與激光發(fā)射和接收模塊、主控模塊連接，用于處理由激光發(fā)射和接收模塊返回的激光檢測信息，并將所述激光檢測信息傳輸給主控模塊； 所述自由空間光通信模塊與激光發(fā)射和接收模塊、主控模塊連接，用于解調(diào)接收的激光通信信息，并將所述通信信息傳輸給主控模塊，同時，所述自由空間光通信模塊接收主控模塊的通信指令，調(diào)制激光通信信息并通過激光發(fā)射和接收模塊與車載設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信； 所述車載設(shè)備包括:自由空間光通信模塊和車載主控模塊； 所述自由空間光通信模塊與車載主控模塊連接，用于接收和發(fā)射激光通信信號，實(shí)現(xiàn)與路側(cè)設(shè)備的通信； 所述車載主控模塊與車輛主控電腦連接，并向所述車輛主控電腦傳輸路側(cè)設(shè)備推送的路況以及信號燈信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光檢測和通信的車路協(xié)同輔助駕駛系統(tǒng)，其特征在于，所述激光發(fā)射和接收模塊由多個激光波長不同的激光激光器協(xié)同通過，其中一個或多個激光器發(fā)射檢測光束，另一個或多個激光器發(fā)射通信光束。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光檢測和通信的車路協(xié)同輔助駕駛系統(tǒng)，其特征在于，所述車載模塊還包含一個太陽能電池板或電池模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光檢測和通信的車路協(xié)同輔助駕駛系統(tǒng)，其特征在于，所述車載模塊直接由車載電源進(jìn)行供電。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光檢測和通信的車路協(xié)同輔助駕駛系統(tǒng)，其特征在于，車載模塊和路側(cè)模塊分別具有防碰撞安全模塊和防雷擊安全模塊。
【文檔編號】G05B19/04GK205665530SQ201620535360
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】夏思斌, 胡攀攀, 房顏明
【申請人】北京萬集科技股份有限公司