一種基于車車協(xié)同的駕駛環(huán)境感知系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能交通技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于車車協(xié)同的駕駛環(huán)境感知系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)公安部交通管理局統(tǒng)計，2014年I月至10月，全國共發(fā)生道路交通事故426378起，造成87218人死亡、391752人受傷，直接財產(chǎn)損失20.2億元。與2013年同期相比，事故起數(shù)減少139097起，下降24.6%。近些年來，我國交通事故死亡人數(shù)呈逐年小幅度上升趨勢，這與我國機動車數(shù)量的不斷增加密切相關(guān)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國2014年底的機動車駕駛?cè)藬?shù)量突破歷史性的3億人，機動車快速的使用數(shù)量及駕駛?cè)藬?shù)，使得我國面臨更為嚴(yán)峻的交通安全形勢。嚴(yán)峻的交通形勢迫使人們不斷努力尋求解決辦法，智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportat1n System, ITS)應(yīng)運而生。
[0003]智能交通系統(tǒng)需要攻克的關(guān)鍵技術(shù)很多，智能車輛系統(tǒng)是其主要研究內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)之一。智能車輛的核心是車輛的自主駕駛，要想實現(xiàn)車輛的自主駕駛，車輛必須能夠象人一樣實時準(zhǔn)確地感知和理解外部行駛環(huán)境中的各種信息，如對其它車輛、障礙物、行人、交通信號燈狀態(tài)的感知等等，這就需要為車輛配備各種各樣的傳感器。
[0004]自主駕駛汽車行駛環(huán)境感知需要用到的傳感器數(shù)量和種類非常多，常用的傳感器有毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、機器視覺系統(tǒng)(視頻成像系統(tǒng)，如C⑶相機等)和紅外傳感器，這些傳感器各有自己的特點和優(yōu)缺點，每一種傳感器都有其最適用的場合。
[0005]單一傳感器或者性能不夠好，滿足不了車輛行駛環(huán)境感知的應(yīng)用要求，或者無法可靠地工作，在特定的環(huán)境下，性能下降甚至失效。
[0006]在汽車行駛環(huán)境下，毫米波雷達(dá)遇到的最大的問題是虛警問題。毫米波雷達(dá)對車道的檢測能力比較弱，馬路的防護欄、樹叢、地面的突起等進入雷達(dá)波束范圍內(nèi)容易形成虛警，影響了目標(biāo)檢測與識別，增大了計算量，嚴(yán)重時系統(tǒng)不能正常工作。
[0007]激光測距的應(yīng)用具有局限性，實際上由于激光容易受自然天氣因素、激光發(fā)射和接收窗的潔凈度、被探測車輛和障礙物本身的表面粗糙度、污染及汽車在行駛過程中的顛簸等方面的影響，使激光防撞雷達(dá)的探測距離、探測精度和準(zhǔn)確性受到一定程度的影響。
[0008]超聲波探測距離短，受天氣狀態(tài)的影響很大。在空氣中的傳播速度較小并且隨溫度和天氣因素而變化，不同的天氣條件下傳播速度不一樣；另一方面是對于遠(yuǎn)距離的障礙物，由于受到很多的干擾和影響使得反射波過于微弱，靈敏度下降，容易引起測距誤差。
[0009]紅外線測距在技術(shù)上難度不大，構(gòu)成的測距系統(tǒng)成本低廉，但是在惡劣的天氣和長距離探測方面仍然不能滿足汽車防撞的要求，特別是在高速公路上，在高速行駛的過程中，會出現(xiàn)一定程度的測距誤差。
[0010]機器視覺具有檢測信息豐富等優(yōu)點，對物體的形狀紋理特征有很好的解析能力，但受天氣以及環(huán)境的影響較大，且對于顏色和背景色相近的障礙無能為力。機器視覺技術(shù)能實現(xiàn)對運動目標(biāo)的識別和跟蹤，對行人識別、車道檢測，與其它傳感器相比，具有較大的優(yōu)勢。成像傳感器的測量精度受環(huán)境和測量范圍影響較大，隨著測量的范圍的增加，測量精度會逐漸降低。能見度降低時(如大霧、黑夜、雨天等)，測量范圍和精度也會大大降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種減少交通事故、緩解交通擁堵、提高交通效率的駕駛環(huán)境感知系統(tǒng)。
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種基于車車協(xié)同的駕駛環(huán)境感知系統(tǒng)，車內(nèi)安裝有采集駕駛員身體狀態(tài)的駕駛狀態(tài)識別模塊，所述的駕駛狀態(tài)識別模塊將采集的信號輸送至專用短程通信模塊，所述的專用短程通信模塊將信號輸送至人機交互界面，所述的專用短程通信模塊與附近安裝有駕駛環(huán)境感知系統(tǒng)的車輛交互信息。
[0013]所述的駕駛狀態(tài)識別模塊設(shè)有駕駛時間采集單元、車內(nèi)二氧化碳濃度采集單元、疲勞駕駛檢測采集單元中的部分或全部。
[0014]所述的駕駛狀態(tài)識別模塊設(shè)有車輛狀態(tài)采集單元。
[0015]系統(tǒng)設(shè)有周邊物體識別模塊，所述的周邊物體識別模塊輸出采集信號至人機交互界面，所述的周邊物體識別模塊采集車輛周圍路面的障礙物、交通信號標(biāo)識的信息。
[0016]系統(tǒng)設(shè)有行駛路徑識別模塊，所述的行駛路徑識別模塊輸出采集信號至人機交互界面，所述的行駛路徑識別模塊采集行車線、道路邊緣、道路隔離物的信息。
[0017]系統(tǒng)設(shè)有駕駛環(huán)境識別模塊，所述的駕駛環(huán)境識別模塊輸出采集信號至人機交互界面，所述的駕駛環(huán)境識別模塊設(shè)有GPS單元，并獲取天氣、路面擁堵狀況信息。
[0018]—種所述的駕駛環(huán)境感知系統(tǒng)的控制方法:
[0019]步驟1、系統(tǒng)啟動后，駕駛狀態(tài)識別模塊將實時采集的信號輸送至專用短程通信模塊；
[0020]步驟2、本車專用短程通信模塊與附近汽車上駕駛環(huán)境感知系統(tǒng)的專用短程通信模塊通信交互信息；
[0021]步驟3、專用短程通信模塊將本車數(shù)據(jù)信號和接收的附近汽車的數(shù)據(jù)信息輸送至人機交互界面顯示。
[0022]所述的行駛路徑識別模塊、周邊物體識別模塊和駕駛環(huán)境識別模塊將實時采集的信號輸送至人機交互界面顯示。
[0023]所述步驟3中，若附近汽車上駕駛環(huán)境感知系統(tǒng)輸出信號為存在異常狀態(tài)，則人機交互界面顯示發(fā)出警示。
[0024]本發(fā)明基于自身行駛性能和共識規(guī)則，能實時、可靠、準(zhǔn)確識別并規(guī)劃可保證規(guī)范、安全、迅速到達(dá)目的地的行駛路徑。在行駛過程中，能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確識別出行駛路徑周邊對行駛安全可能存在安全隱患的物體，為自身采取必要操作以避免發(fā)生交通事故。相較于一般的駕駛環(huán)境感知系統(tǒng)，本發(fā)明提供的駕駛環(huán)境感知系統(tǒng)及方法更有效。一般的駕駛環(huán)境感知系統(tǒng)，缺乏車輛之間的信息交互，而本發(fā)明提供的駕駛環(huán)境感知系統(tǒng)，可以識別行駛路徑、周邊物體、駕駛狀態(tài)、駕駛環(huán)境，并通過車輛之間的信息交互，向駕駛員提供駕駛反饋控制。
【附圖說明】
[0025]下面對本發(fā)明說明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容作簡要說明:
[0026]圖1為本發(fā)明基于車車協(xié)同的駕駛環(huán)境感知系統(tǒng)實施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明基于車車協(xié)同的駕駛環(huán)境感知方法實施例流程圖。
【具體實施方式】
[0028]如圖1所示，基于車車協(xié)同的駕駛環(huán)境感知系統(tǒng)，包括:專用短程通信(DSRC，Dedicated Short Range Communicat1n)模塊、駕駛狀態(tài)識別模塊、行駛路徑識別模塊、周邊物體識別模塊、駕駛環(huán)境識別模塊、人機交互界面。
[0029]各個模塊連接關(guān)系如下:
[0030]駕駛狀態(tài)識別模塊用于采集駕駛員駕駛精神狀態(tài)和車輛自身行駛狀態(tài)，并將采集的信號輸送