CN105096629A - 一种基于车车协同的驾驶环境感知***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种基于车车协同的驾驶环境感知***，车内安装有采集驾驶员身体状态的驾驶状态识别模块，所述的驾驶状态识别模块将采集的信号输送至专用短程通信模块，所述的专用短程通信模块将信号输送至人机交互界面，所述的专用短程通信模块与附近安装有驾驶环境感知***的车辆交互信息。本发明基于自身行驶性能和共识规则，能实时、可靠、准确识别并规划可保证规范、安全、迅速到达目的地的行驶路径。在行驶过程中，能够实时、准确识别出行驶路径周边对行驶安全可能存在安全隐患的物体，为自身采取必要操作以避免发生交通事故。相较于一般的驾驶环境感知***，本发明提供的驾驶环境感知***及方法更有效。

Description

一种基于车车协同的驾驶环境感知***及方法

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，具体涉及一种基于车车协同的驾驶环境感知***及方法。

背景技术

据公安部交通管理局统计，2014年1月至10月，全国共发生道路交通事故426378起，造成87218人死亡、391752人受伤，直接财产损失20.2亿元。与2013年同期相比，事故起数减少139097起，下降24.6％。近些年来，我国交通事故死亡人数呈逐年小幅度上升趋势，这与我国机动车数量的不断增加密切相关。据相关数据显示，我国2014年底的机动车驾驶人数量突破历史性的3亿人，机动车快速的使用数量及驾驶人数，使得我国面临更为严峻的交通安全形势。严峻的交通形势迫使人们不断努力寻求解决办法，智能交通***(IntelligentTransportationSystem,ITS)应运而生。

智能交通***需要攻克的关键技术很多，智能车辆***是其主要研究内容和关键技术之一。智能车辆的核心是车辆的自主驾驶，要想实现车辆的自主驾驶，车辆必须能够象人一样实时准确地感知和理解外部行驶环境中的各种信息，如对其它车辆、障碍物、行人、交通信号灯状态的感知等等，这就需要为车辆配备各种各样的传感器。

自主驾驶汽车行驶环境感知需要用到的传感器数量和种类非常多，常用的传感器有毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达、机器视觉***(视频成像***，如CCD相机等)和红外传感器，这些传感器各有自己的特点和优缺点，每一种传感器都有其最适用的场合。

单一传感器或者性能不够好，满足不了车辆行驶环境感知的应用要求，或者无法可靠地工作，在特定的环境下，性能下降甚至失效。

在汽车行驶环境下，毫米波雷达遇到的最大的问题是虚警问题。毫米波雷达对车道的检测能力比较弱，马路的防护栏、树丛、地面的突起等进入雷达波束范围内容易形成虚警，影响了目标检测与识别，增大了计算量，严重时***不能正常工作。

激光测距的应用具有局限性，实际上由于激光容易受自然天气因素、激光发射和接收窗的洁净度、被探测车辆和障碍物本身的表面粗糙度、污染及汽车在行驶过程中的颠簸等方面的影响，使激光防撞雷达的探测距离、探测精度和准确性受到一定程度的影响。

超声波探测距离短，受天气状态的影响很大。在空气中的传播速度较小并且随温度和天气因素而变化，不同的天气条件下传播速度不一样；另一方面是对于远距离的障碍物，由于受到很多的干扰和影响使得反射波过于微弱，灵敏度下降，容易引起测距误差。

红外线测距在技术上难度不大，构成的测距***成本低廉，但是在恶劣的天气和长距离探测方面仍然不能满足汽车防撞的要求，特别是在高速公路上，在高速行驶的过程中，会出现一定程度的测距误差。

机器视觉具有检测信息丰富等优点，对物体的形状纹理特征有很好的解析能力，但受天气以及环境的影响较大，且对于颜色和背景色相近的障碍无能为力。机器视觉技术能实现对运动目标的识别和跟踪，对行人识别、车道检测，与其它传感器相比，具有较大的优势。成像传感器的测量精度受环境和测量范围影响较大，随着测量的范围的增加，测量精度会逐渐降低。能见度降低时(如大雾、黑夜、雨天等)，测量范围和精度也会大大降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种减少交通事故、缓解交通拥堵、提高交通效率的驾驶环境感知***。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于车车协同的驾驶环境感知***，车内安装有采集驾驶员身体状态的驾驶状态识别模块，所述的驾驶状态识别模块将采集的信号输送至专用短程通信模块，所述的专用短程通信模块将信号输送至人机交互界面，所述的专用短程通信模块与附近安装有驾驶环境感知***的车辆交互信息。

所述的驾驶状态识别模块设有驾驶时间采集单元、车内二氧化碳浓度采集单元、疲劳驾驶检测采集单元中的部分或全部。

所述的驾驶状态识别模块设有车辆状态采集单元。

***设有周边物体识别模块，所述的周边物体识别模块输出采集信号至人机交互界面，所述的周边物体识别模块采集车辆周围路面的障碍物、交通信号标识的信息。

***设有行驶路径识别模块，所述的行驶路径识别模块输出采集信号至人机交互界面，所述的行驶路径识别模块采集行车线、道路边缘、道路隔离物的信息。

***设有驾驶环境识别模块，所述的驾驶环境识别模块输出采集信号至人机交互界面，所述的驾驶环境识别模块设有GPS单元，并获取天气、路面拥堵状况信息。

一种所述的驾驶环境感知***的控制方法：

步骤1、***启动后，驾驶状态识别模块将实时采集的信号输送至专用短程通信模块；

步骤2、本车专用短程通信模块与附近汽车上驾驶环境感知***的专用短程通信模块通信交互信息；

步骤3、专用短程通信模块将本车数据信号和接收的附近汽车的数据信息输送至人机交互界面显示。

所述的行驶路径识别模块、周边物体识别模块和驾驶环境识别模块将实时采集的信号输送至人机交互界面显示。

所述步骤3中，若附近汽车上驾驶环境感知***输出信号为存在异常状态，则人机交互界面显示发出警示。

本发明基于自身行驶性能和共识规则，能实时、可靠、准确识别并规划可保证规范、安全、迅速到达目的地的行驶路径。在行驶过程中，能够实时、准确识别出行驶路径周边对行驶安全可能存在安全隐患的物体，为自身采取必要操作以避免发生交通事故。相较于一般的驾驶环境感知***，本发明提供的驾驶环境感知***及方法更有效。一般的驾驶环境感知***，缺乏车辆之间的信息交互，而本发明提供的驾驶环境感知***，可以识别行驶路径、周边物体、驾驶状态、驾驶环境，并通过车辆之间的信息交互，向驾驶员提供驾驶反馈控制。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：

图1为本发明基于车车协同的驾驶环境感知***实施例结构示意图；

图2为本发明基于车车协同的驾驶环境感知方法实施例流程图。

具体实施方式

如图1所示，基于车车协同的驾驶环境感知***，包括：专用短程通信(DSRC，DedicatedShortRangeCommunication)模块、驾驶状态识别模块、行驶路径识别模块、周边物体识别模块、驾驶环境识别模块、人机交互界面。

各个模块连接关系如下：

驾驶状态识别模块用于采集驾驶员驾驶精神状态和车辆自身行驶状态，并将采集的信号输送至专用短程通信模块，采集驾驶员驾驶精神状态可以利用驾驶时间采集单元、车内二氧化碳浓度采集单元、疲劳驾驶检测采集单元中的部分或全部。采集车辆自身行驶状态可以通过CAN总线获取车辆的车速、工况等信号。

专用短程通信模块安装在车辆内部，在一定范围内的其他车辆通过专用短程通信模块进行通信。这样可以通过专用短程通信模块交互临近车辆的驾驶员驾驶精神状态和车辆自身行驶状态信息，一定范围(附近)是指专用短程通信模块的有效信号范围内，或者车辆之间安全距离内，可以自定义设置，在设定的范围内，车辆上的驾驶环境感知***通过专用短程通信模块交互驾驶状态识别模块采集的信息。

周边物体识别模块安装在车辆上，包括车辆、行人、地面上可能影响车辆通过性、安全性的其他各种移动或静止物体的识别；各种交通标志的识别。

驾驶环境识别模块，包括路面状况、道路交通拥堵情况、天气状况的识别。同时可以通过GPS单元定位，并采集周围的路况信息，给予是否拥堵的判定，同时可以给出路线推荐。

行驶路径识别模块安装在车辆上，对于结构化道路而言，包括行车线、道路边缘、道路隔离物、恶劣路况的识别。对于非结构化道路而言，包括车辆欲行驶前方路面环境状况的识别和可行驶路径的确认。

驾驶状态识别模块通过专用短程通信模块将本车信号和附近车辆信息输送至人机交互界面，行驶路径识别模块、周边物体识别模块、驾驶环境识别模块直接将采集的信号输送至人机交互界面，人机交互界面显示本车和附件车辆信息，并在必要时给予驾驶员警示，同时也可以向驾驶员提供行驶路径、周边物体、驾驶状态、驾驶环境信息。

如图2所示，基于上述驾驶环境感知***的控制方法如下：

步骤1、***启动后，驾驶状态识别模块将实时采集的信号输送至专用短程通信模块；同时利用行驶路径识别模块、周边物体识别模块和驾驶环境识别模块采集车辆周围信息，采集的信息包括行驶路径、周边物体、驾驶状态识别，可以基于机器视觉获取车辆周边环境两维或三维图像信息，通过图像分析识别技术对行驶路径、周边物体、驾驶状态进行识别；该步骤中行驶路径识别，首先判断道路类别(结构化道路、非结构化道路)。周边物体识别，在一定范围内，主要考虑影响车辆的通过性、安全性。

步骤2、本车专用短程通信模块与附近汽车上驾驶环境感知***的专用短程通信模块通信交互驾驶状态数据；驾驶状态数据包括驾驶员驾驶精神状态、车辆自身行驶状态数据，通过专用短程通信模块接收一定范围内的其他车辆的驾驶状态数据，判断是否影响本车的正常驾驶；(在接收驾驶状态数据的过程中，专用短程通信模块范围在1km以内，驾驶状态数据是区域性的)

步骤3、专用短程通信模块将本车数据信号和接收的附近汽车的数据信息输送至人机交互界面显示，同时行驶路径识别模块、周边物体识别模块和驾驶环境识别模块采集车辆周围信息输送至人机交互界面显示。

人机交互界面提供驾驶环境反馈控制，步骤3中，若附近汽车上驾驶环境感知***输出信号为存在异常状态，则人机交互界面显示发出警示，例如如其他车辆驾驶员疲劳驾驶，本车驾驶员应注意安全驾驶。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于车车协同的驾驶环境感知***，其特征在于：车内安装有采集驾驶员身体状态的驾驶状态识别模块，所述的驾驶状态识别模块将采集的信号输送至专用短程通信模块，所述的专用短程通信模块将信号输送至人机交互界面，所述的专用短程通信模块与附近安装有驾驶环境感知***的车辆交互信息。

2.根据权利要求1所述的基于车车协同的驾驶环境感知***，其特征在于：所述的驾驶状态识别模块设有驾驶时间采集单元、车内二氧化碳浓度采集单元、疲劳驾驶检测采集单元中的部分或全部。

3.根据权利要求2所述的基于车车协同的驾驶环境感知***，其特征在于：所述的驾驶状态识别模块设有车辆状态采集单元。

4.根据权利要求1所述的基于车车协同的驾驶环境感知***，其特征在于：***设有周边物体识别模块，所述的周边物体识别模块输出采集信号至人机交互界面，所述的周边物体识别模块采集车辆周围路面的障碍物、交通信号标识的信息。

5.根据权利要求1所述的基于车车协同的驾驶环境感知***，其特征在于：***设有行驶路径识别模块，所述的行驶路径识别模块输出采集信号至人机交互界面，所述的行驶路径识别模块采集行车线、道路边缘、道路隔离物的信息。

6.根据权利要求1所述的基于车车协同的驾驶环境感知***，其特征在于：***设有驾驶环境识别模块，所述的驾驶环境识别模块输出采集信号至人机交互界面，所述的驾驶环境识别模块设有GPS单元，并获取天气、路面拥堵状况信息。

7.一种基于权利要求1-6中任一项所述的驾驶环境感知***的控制方法，其特征在于：

步骤1、***启动后，驾驶状态识别模块将实时采集的信号输送至专用短程通信模块；

步骤2、本车专用短程通信模块与附近汽车上驾驶环境感知***的专用短程通信模块通信交互信息；

步骤3、专用短程通信模块将本车数据信号和接收的附近汽车的数据信息输送至人机交互界面显示。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：所述的行驶路径识别模块、周边物体识别模块和驾驶环境识别模块将实时采集的信号输送至人机交互界面显示。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：所述步骤3中，若附近汽车上驾驶环境感知***输出信号为存在异常状态，则人机交互界面显示发出警示。