CN109318898A - 一种智能驾驶汽车车队协同控制*** - Google Patents
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Abstract
一种智能驾驶汽车车队协同控制***,用于降低行驶中车队驾驶员的操作强度。它包括头车、后车以及车载控制单元,车载控制单元包括差分定位模块及其天线、感知模块、无线模块及其天线、无线通话模块、入队按钮、解散按钮、工控机、交换机和显示模块,差分定位模块及其天线,定位车队车辆位置;感知模块为跟车行驶提供环境数据;无线模块及其天线,用于和其他车辆进行数据交换;无线通话模块提供语音通话功能;入队按钮用于建立车队;解散按钮用于解散车队;工控机,用于运行车队协同控制软件;显示模块,显示车队信息,交换机与工控机、差分定位模块、无线模块以及感知模块之间通过以太网通信。该***可以减轻车队中驾驶员的操作强度。
Description
技术领域
本发明涉及智能驾驶技术领域,具体地说是一种智能驾驶汽车车队协同控制***。
背景技术
目前随着物流、客运等行业的发展,经常出现多辆车辆同时同路段组成车队行驶的场景。当前,车队的形式完全依靠驾驶员的驾驶,驾驶员必须保持注意力才能保证车队有序行驶,此时驾驶员的驾驶负担较大。因此对于行驶中的车队,有必要引入一种协同控制***,降低驾驶员操作强度,提高行驶效率。
车队协同控制***,是指在保证安全的前提下,通过智能驾驶相关技术,利用高速公路等有利条件,将若干单车组成柔性车队,由第一辆车(头车)带领,后续若干单车(后车)依次跟随头车行驶,可有效减少人为因素所导致的交通事故,简化交通复杂度,降低交通拥堵,提高行驶速度,并在此基础上节约能源,减少交通污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能驾驶汽车车队协同控制***,用于降低行驶中车队驾驶员的操作强度。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:一种智能驾驶汽车车队协同控制***,其特征是,它包括头车、若干后车以及设置在头车与后车上的车载控制单元,车载控制单元包括差分定位模块及其天线、感知模块、无线模块及其天线、无线通话模块、入队按钮、解散按钮、工控机、交换机和显示模块,差分定位模块及其天线,采用RTK差分定位方式,具有惯性导航***,用于精确定位车队车辆所在位置,差分定位模块与天线之间信号连接;
感知模块为跟车行驶提供环境数据;
无线模块及其天线,使用DSRC短程通信技术,天线安装在车辆顶部,用于和车队中的其他车辆进行数据交换;无线模块与天线信号连接;
无线通话模块提供驾驶员之间的语音通话功能,便于驾驶员及时了解其他人员和车辆情况;
入队按钮用于头车建立车队或后车申请入队或头车同意入队/出队;
解散按钮用于头车解散整个队伍或后车申请出队;
工控机,用于运行车队协同控制软件;协同控制软件包含定位模块、柔性协同模块和自动驾驶模块;定位模块用于确定车辆当前的地理位置;柔性协同模块用于动态管理车辆的入队、跟车、出队,以及车队的解散;自动驾驶模块用于融合传感器数据判断当前道路情况,根据头车和前车情况自动控制本车线控***,按照头车路线和当前情况自动驾驶;
显示模块,用于显示当前车队信息和本车车辆信息,包括车队中的车辆的数量、各个车辆行驶路线、行驶速度、预警情况和本车状态,显示模块通过VGA与工控机信号连接;
交换机与工控机、交换机与差分定位模块、交换机与无线模块以及交换机与感知模块之间通过以太网通信连接。
进一步地,感知模块包括机器视觉传感器、毫米波雷达传感器、激光雷达传感器等多种传感器,用于融合识别前方车辆、道路标线、限速标志、侧方车辆、后方车辆、四周障碍物距离。
本发明的有益效果是:本发明提供的一种智能驾驶汽车车队协同控制***,可以实现车队的柔性管理,可动态入队、出队;仅需头车驾驶员保持注意力,后车仅需要安全员,且在车辆的正常行驶中安全员大多数情况下处于非操作状态,因此操作强度小。
附图说明
图1为车队组列形式示意图;
图2为车载控制单元的结构图。
具体实施方式
如图1至图2所示,本发明主要包括头车、若干后车以及设置在头车和后车上的车载控制单元,头车和后车自前向后依次排列,下面对车载控制单元的结构及工作原理进行详细描述。
车载控制单元包括差分定位模块及其天线、感知模块、无线模块及其天线、无线通话模块、入队按钮、解散按钮、工控机、交换机和显示模块。
差分定位模块及其天线,采用RTK差分定位方式,具有惯性导航***,能够精确定位车队车辆所在位置,定位频率大于或等于10Hz。差分定位模块与天线之间信号连接。
感知模块包括机器视觉传感器、毫米波雷达传感器、激光雷达传感器等多种传感器,用于融合识别前方车辆、道路标线、限速标志、侧方车辆、后方车辆、四周障碍物距离,为跟车行驶提供环境数据。
无线模块及其天线,使用DSRC短程通信技术,天线安装在车辆顶部合适位置,用于和车队中的其他车辆进行数据交换;无线模块与天线信号连接。
无线通话模块提供驾驶员之间的语音通话功能,便于驾驶员及时了解其他人员和车辆情况。
入队按钮用于头车建立车队或后车申请入队或头车同意入队/出队。
解散按钮用于头车解散整个队伍或后车申请出队。
工控机,用于运行车队协同控制软件;协同控制软件包含定位模块、柔性协同模块和自动驾驶模块。定位模块用于确定车辆当前的地理位置。柔性协同模块用于动态管理车辆的入队、跟车、出队,以及车队的解散。自动驾驶模块用于融合传感器数据判断当前道路情况,根据头车和前车情况自动控制本车线控***,按照头车路线和当前情况自动驾驶。
显示模块,用于显示当前车队信息和本车车辆信息,包括车队中的车辆的数量、各个车辆行驶路线、行驶速度、预警情况和本车状态,显示模块通过VGA与工控机信号连接。
交换机用来连接工控机、差分定位模块、无线模块和感知模块,它们之间使用以太网通信。
后车支持线控***,线控***能够通过CAN总线控制车辆转向、加速和减速、制动、灯光的车辆控制***。线控***与CAN接口信号连接,CAN接口通过以太网与工控机信号连接。
下面对本发明的工作原理进行描述:
(1)车队的所有车辆依次在道路上排列并停车等候,头车行驶到车队的队首;
(2)头车通过入队按钮建立车队,建立车队后,头车车载控制单元立即通过无线模块广播车队信息,车队信息包括头车名称、车牌号、地理位置信息、最小跟车距离和目的地,并等待其他车辆申请入队;
(3)其他车辆的无线模块接收到车队信息后,在显示器上显示车队信息,安全员通过点击入队按钮申请加入车队。头车驾驶员根据实际需要,同意或拒绝后车入队申请。
(4)车队建立完成后,头车通过无线通话模块,通知后车安全员做好准备,所有车辆准备完成后,头车开始驾驶员操作车辆开始行驶,后车自动根据前车轨迹行驶;
(5)行驶过程中,前车驾驶员根据实际需要,控制车辆行驶速度、超车并线,后车自动驾驶***根据前车车速、轨迹动作和本车车辆周围环境,依次行驶,适时超车并线;
(6)当头车遇到紧急或其他情况需要停止行驶时,随时可操作头车停车,其他车辆依次停止;
(7)如果后车需要出队时,后车驾驶员通过无线通话模块告知头车驾驶员,并在合适时机接管车辆,并控制车辆变道出队,头车车载控制单元可立刻检测到有车辆退出自动驾驶模式,并出队,则减少后车数量,同时通知所有后车有车辆出队,出队车辆的后方车辆自动填补缺失位置;
(8)当有车辆需要入队时,准备入队驾驶员操作车辆变道***车队中或紧跟车队后方,根据显示器上的车队信息,按下申请入队按钮,头车驾驶员根据情况准许入队,准备入队车辆的车载控制单元接受到入队许可后,启动自动驾驶***,并通知驾驶员入队完成,进入自动驾驶模式;
(9)头车到达目的地,根据实际道路情况,在合适位置停车,后车自动停止并依次排开,头车通过语音广播通知驾驶员准备接管车辆,头车按下解散按钮,预备解散车队,后车显示模块上显示预备解散,等待所有后车安全员接管车辆并按下解散按钮确认解散,前车接受到全部后车的解散确认后,再次按下解散按钮,解散车队。
本发明可以实现车队的柔性管理,可动态入队、出队;仅需头车驾驶员保持注意力,后车仅需要安全员,且在车辆的正常行驶中安全员大多数情况下处于非操作状态,因此操作强度小。
Claims (2)
1.一种智能驾驶汽车车队协同控制***,其特征是,它包括头车、若干后车以及设置在头车与后车上的车载控制单元,车载控制单元包括差分定位模块及其天线、感知模块、无线模块及其天线、无线通话模块、入队按钮、解散按钮、工控机、交换机和显示模块,差分定位模块及其天线,采用RTK差分定位方式,具有惯性导航***,用于精确定位车队车辆所在位置,差分定位模块与天线之间信号连接;
感知模块为跟车行驶提供环境数据;
无线模块及其天线,使用DSRC短程通信技术,天线安装在车辆顶部,用于和车队中的其他车辆进行数据交换;无线模块与天线信号连接;
无线通话模块提供驾驶员之间的语音通话功能,便于驾驶员及时了解其他人员和车辆情况;
入队按钮用于头车建立车队或后车申请入队或头车同意入队/出队;
解散按钮用于头车解散整个队伍或后车申请出队;
工控机,用于运行车队协同控制软件;协同控制软件包含定位模块、柔性协同模块和自动驾驶模块;定位模块用于确定车辆当前的地理位置;柔性协同模块用于动态管理车辆的入队、跟车、出队,以及车队的解散;自动驾驶模块用于融合传感器数据判断当前道路情况,根据头车和前车情况自动控制本车线控***,按照头车路线和当前情况自动驾驶;
显示模块,用于显示当前车队信息和本车车辆信息,包括车队中的车辆的数量、各个车辆行驶路线、行驶速度、预警情况和本车状态,显示模块通过VGA与工控机信号连接;
交换机与工控机、交换机与差分定位模块、交换机与无线模块以及交换机与感知模块之间通过以太网通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能驾驶汽车车队协同控制***,其特征是,感知模块包括机器视觉传感器、毫米波雷达传感器、激光雷达传感器等多种传感器,用于融合识别前方车辆、道路标线、限速标志、侧方车辆、后方车辆、四周障碍物距离。
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