CN104149783A - 一种数字公路及其自动驾驶车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数字公路，及其自动驾驶车辆。由跟踪线、数据线构成了数字公路；自动驾驶车辆的传感器扫描到公路上的信息后，和测距仪送来的其它车辆信息一起送至微处理器或者车载电脑运算处理后将控制信号送至驱动电路，转向执行机构、速度执行机构来控制车辆自动行驶，数字公路、自动驾驶车辆的实现，将会逐步取代人工驾驶车辆，对规范文明驾驶，提高道路交通安全产生显著作用。

Description

一种数字公路及其自动驾驶车辆

本发明涉及一种公路及其行驶车辆，特别是涉及一种数字公路，及其自动驾驶车辆。 

传统的公路上行驶的汽车完全由人来驾驶，由于人的反应灵敏度有限，长时间的驾驶容易产生疲劳，或者驾驶员不遵守交通规则行驶，随意变道、雾天追尾等重特大的事故经常发生，每年发生的交通安全事故不计其数，给人民的生命造成了具大的伤害和财产损失。 

本发明在解决普通公路上行驶的车辆，驾驶员疲劳驾驶，不按交通规则驾驶，追尾等安全隐患，数字公路和自动驾驶车辆解决了普通公路上容易出现安全问题，使驾驶员从繁重的脑力和体力劳动中解放出来，规范文明交通，有效的降低事故的发生。 

本发明的一种数字公路及其自动驾驶车辆的技术方案是在公路车道上设置的由至少一条以上的跟踪线、数据线构成的数字公路；自动驾驶车辆由车辆跟踪传感器、跟踪误差传感器、数据传感器、测距仪、信号输入电路、微处理器或者车载电脑、转向输出控制驱动电路、转向执行机构、速度控制输出驱动电路、速度控制执行机构、刹车控制输出驱动电路、刹车执行机构、导航仪、数据软件、显示器或者人机界面、报警器及语音电路等构成的； 

当自动驾驶车辆开始在数字公路上行驶后，跟踪传感器开始扫描数字公路的跟踪线，扫描到跟踪线信号后，将跟踪信号送至信号输入电路，微处理器或者车载电脑进行运算处理后，将控制信号送至转向输出控制驱动电路、转向执行机构来控制车辆的方向，使自动驾驶车辆运行在数字公路的跟踪线上，与此同时自动驾驶车辆跟踪误差传感器不断的扫描左边和右边的跟踪偏离误差，跟踪误差传感器不断的将跟踪误差信号送给微处理器或者车载电脑，由微处理器或者车载电脑处理后输出修正控制信号至转向输出控制驱动电路、转向执行机构来修正自动驾驶车辆跟踪误差，以此来保证自动驾驶车辆始终运行在数字公路的跟踪线上，此时车辆已经处在半自动驾驶的方式了；

在自动驾驶车辆锁定在着数字公路的跟踪线上行驶后，与此同时自动驾驶车辆上的数据传感器扫描到公路数据线上由至少一种以上的二进制编码组成的信息后，送至输入电路、微处理器或者车载电脑；还有一路信号是由测距仪测量其它车辆速度、距离等信息，同时送给微处理器或者车载电脑分析运算处理后，输出控制信号至速度控制输出驱动电路、速度执行机构来控制自动驾驶车辆的前进，加速、减速、停止等动作。如测距仪测得周围物体超过本车辆正常行驶的安全距离时，测距仪送出信号至微处理器或者车载电脑进行运算处理后输出控制信号至速度控制输出驱动电路、速度执行机构、刹车驱动电路、刹车执行机构来降低本车辆的行驶速度，直至安全停止行驶，以此来保证车辆一直处在安全行驶距离内，跟踪线信号和数据线信号及测距仪探测的信号，同时作用于车辆时，就使车辆处在自动驾驶方式；

将公路数据线上的二进制编码信息预先制作成数据软件，存储在车载电脑里，由车载电脑根据公路软件信息和车辆扫描到的公路数据线上的信息进行对比，经微处理器或者车载电脑处理后来控制车辆的行驶，如车辆在运行途中跟踪线、数据信息出现短时丢失，此时车辆的控制由预先制作的公路软件信息进行短时的控制，如超过预先设定的距离，自动驾驶车辆将自行控制车辆进行减速、刹车等动作让车辆安全的停下来；

当扫描到的跟踪线信息、数据线信息以及测距仪上的信息、数字公路软件信息同时作用于自动驾驶车辆上时，此时车辆就完全处在全自动驾驶或者无人驾驶状态了；

导航仪是由公路数据线上的二进制编码信息，经传感器扫描到数据信息后，送至电脑分析处理后，送至人机界面或者送至显示屏显示公路信息，由语音电路播报信息，由此就构成了数字公路导航仪；

数字公路跟踪线、数据线材料，它由至少一种以上材料构成，包括金属材料、磁感应材料、反射材料构成；

数字公路跟踪线、数据线，是将至少一种以上的材料包括金属材料、感应材料、反射材料加粘合剂后覆盖在公路上或者是直接将带有反射性质的粘合剂覆盖在公路上；

数字公路跟踪线、数据线，是将至少一种以上的材料，包括金属材料、磁感应材料、反射材料制成粉状或者颗粒状后加入粘合剂，采用喷、涂、粘贴在公路上而构成；

数字公路数据线信息由至少一种以上的二进制编码信息构成。

由于采用了上迷的数字公路方案，自动驾驶车辆能在数字公路上以半自动驾驶、全自动驾驶、无人驾驶状态运行，从而使人从繁重的脑力和体力劳动中解放出来。 

下面结合附图对本发明进行说明 

附图1是本发明的主视图；

图中：（1）跟踪线 ；（2）数据线（3）车道线；（4）自动驾驶车辆；（5）右车道；（6）路口；（7）公路中线 ；（8）左车道。

自动驾驶车辆（4）在数字公路上行驶有以下几种方式，第一种工作方式是：图中的自动驾驶车辆上的跟踪传感器，扫描到公路跟踪线(1)上的信息后、跟踪传感器输出信号至信号输入电路、微处理器或者车载电脑，经处理后，将控制信号送至转向控制输出驱动电路，转向执行机构来控制车辆按跟踪线前进，如果车辆偏离了跟踪线(1)，自动驾驶车辆上的跟踪误差传感器送出误差信号来修正车辆偏离值，如果是向右偏离，右误差跟踪传感器给一个信号，经输入电路、微处理器处理后、经过转向控制输出驱动电路，转向执行机构控制车辆向左边调整，如果是向左边偏离，左误差跟踪传感器送出误差信号后，经输入电路、微处理器或者车载电脑、转向控制输出驱动电路、转向执行机构来向右边调整偏离值。使自动驾驶车辆始终锁定在跟踪线上运行； 

当自动驾驶车辆(4)锁定在跟踪线（1）上运行后，开始沿着跟踪线前进，与此同时自动驾驶车辆（4）上的数据传感器，扫描到公路数据线（2）上的二进制编码信息后，将二进制信息送至输入电路、微处理器或者车载电脑，由微处理器或者车载电脑将数据传感器送来的二进制信息进行运算处理后，输出信号至速度控制输出驱动电路、速度控制执行机构来控制自动驾驶车辆前进、减速或者停止等操作；

如果自动驾驶车辆运行在数字公路上，车辆离数字公路前方路口只有1000米或者其它的距离，那么数据传感器就会不断的将自动驾驶车辆离前方路口的距离信息送至微处理器或者车载电脑，由微处理器或者车载电脑分析运算处理后将控制信号送至速度控制输出驱动电路、速度执行机构来控制车辆减速、停止等动作，如自动驾驶车辆（4）快到前方路口的停止线时，由电脑根据公路数据线（2）上的信息来控制车辆速度执行机构、刹车执行机构来进行减速，最终使车辆停在数字公路数据线上停止的位置；

当自动驾驶车辆(4)行驶在数字公路上的跟踪线时，自动驾驶车辆前进、停止等动作，受到自动驾驶车辆扫描到数据线（2）上的数据信息，经微处理器或者车载电脑运算处理后的控制，同时还接受测距仪接收到的其它车辆的距离、速度等信息经过微处理器或者车载电脑处理后的控制；

自动驾驶车辆在行驶中测距仪不断的将周围其它车辆的速度，距离等信息送至自动驾驶车辆的微处理器或者车载电脑，由微处理器或者车载电脑将测距仪上送来的信息和自动驾驶车辆上扫描到的数据线（2）信息进行处理后，输出控制信号来控制车辆的行驶，由测距仪上的信息和数字公路上的信息单独或者同时作用于车辆时，此时车辆可以自动的进行前进、加速、减速、停止等动作，如测距仪测得周围物体超过本车辆正常行驶的安全距离时，微处理器或者车载电脑输出控制信号至速度控制输出驱动电路、速度执行机构、刹车驱动电路、刹车执行机构来降低车辆的行驶速度，直至安全停止行驶，以此来保证车辆一直处在安全行驶距离内；

将数字公路数据线（2）信息和跟踪线（1）信息制作成数字公路软件信息，预先存储在车辆电脑上，供自动驾驶车辆在数字公路上行驶时，将预先存储的数字公路数据信息和车辆扫描到的公路数据信息进行比对，如在允许的误差范围内电脑会自动修正数据线上误差值，如自动驾驶车辆上的扫描到的数据信息突然丢失，车辆由电脑预先存储的数字公路上数据信息进行短时的控制。如超过预先设定的安全行驶距离，由设定的程序控制自动驾驶车辆安全减速，直至停止，同时由显示屏显示和报警电路报警提示；

自动驾驶车辆停在路口或是到达终点后，由电脑根据数字公路的信息，输出报警信号以提醒驾驶员注意车辆到达路口或是到达终点后的一些操作，或者无人驾驶车辆发送短信息至驾驶员的手机上，由驾驶员在指定们位置地点提车；

由以上几种输入信号、处理控制、输出执行，单独或者同时作用于车辆时，车辆就工作在半自动驾驶、全自动驾驶、无人驾驶的状态；

导航仪由车辆上的数据传感器将扫描到的公路信息，送至车载电脑，经处理后将公路信息送至显示器或者人机界面、由语音电路进行显示和语音播报。  

Claims (10)

1.一种数字公路及其自动驾驶的车辆，包括车道、车体等，其特征是：公路上由车道跟踪线、数据线构成数字公路；在车辆上由跟踪传感器、跟踪误差传感器、数据传感器、测距仪、信号输入电路、微处理器或者车载电脑、转向输出控制驱动电路、转向执行机构、速度控制输出驱动电路、速度控制执行机构、刹车控制输出驱动电路、刹车执行机构、导航仪、显示器或者人机界面、报警器及语音电路构成自动驾驶车辆。

2.一种数字公路，包括车道等，其特征是：由至少一条以上的跟踪线、数据线构成数字公路。

3.一种全自动驾驶车辆，包括车体等，其特征是：在车辆上由跟踪传感器、跟踪误差传感器、数据传感器、测距仪、信号输入电路、微处理器或者车载电脑、转向输出控制驱动电路、转向执行机构、速度控制输出驱动电路、速度控制执行机构、刹车控制输出驱动电路、刹车执行机构、导航仪、数据软件、显示器或者人机界面、报警器及语音电路构成全自动驾驶车辆。

4.一种半自动驾驶车辆，其特征是：跟踪传感器、跟踪误差传感器、信号输入处理电路、微处理器或者车载电脑、转向输出控制驱动电路、转向执行机构、显示器、报警器及语音电路构成。

5. 根据权利要求1、2或3所述的一种数字公路，其特征是公路数据线是由至少一种以上的二进制编码信息构成。

6.根据权利要求１、2、3或4所述的一种公路跟踪线、数据线材料，它由至少一种以上材料构成，包括金属材料、磁感应材料、反射材料等构成。

7.跟据权利要求1、2、3或4所述的一种公路跟踪线、数据线，其特征是：将至少一种以上的金属材料、感应材料、反射材料加粘合剂后覆盖在公路上或者是直接将带有反射性质的粘合剂覆盖在公路上。

8.跟据权利要求1、2、3或4所述的一种数字公路跟踪线、数据线，其特征是：是将至少一种以上的材料，包括金属材料、磁感应材料、反射材料制成粉状或者颗粒状后加入粘合剂，采用喷、涂、粘贴在公路上而构成。

9.根据权利要求1、2或3所述的一种自动驾驶车辆软件，其特征是：由预先根据公路跟踪线、数据线上的信息由至少一种以上的二进制编码信息制成的数据软件，存储在电脑里供自动驾驶车辆将数据软件信息和公路上扫描到数据信息进行对比后来控制车辆。

10.根据权利要求1、2或3所述的一种导航仪，其特征是：由公路数据线二进制信息、数据线传感器、信号处理电路、电脑、人机界面或者显示器、语音电路构成。