CN110928317A - 路灯及自动驾驶道路*** - Google Patents

路灯及自动驾驶道路*** Download PDF

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CN110928317A CN201911380442.2A CN201911380442A CN110928317A CN 110928317 A CN110928317 A CN 110928317A CN 201911380442 A CN201911380442 A CN 201911380442A CN 110928317 A CN110928317 A CN 110928317A
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Abstract

本申请涉及一种路灯及自动驾驶道路***。路灯通过将照明组件、激光雷达和数据传输装置设置于灯杆远离地面的一端，可以在提供照明光源的同时，获取灯杆周围环境的三维点云数据，并将三维点云数据发送至距离灯杆小于预设距离的汽车。通过设置激光雷达，行驶车辆可以对行使路面障碍物、车辆、行人和道路情况进行实时监测，可以避免因存在大型障碍物导致视觉盲区的问题，提高了行驶车辆的安全性。

Description

路灯及自动驾驶道路***
技术领域
本申请涉及自动驾驶技术领域，特别是涉及一种路灯及自动驾驶道路***。
背景技术
自动驾驶***中，通常由车载激光雷达直接获取道路的三维点云数据，并与三维地图数据、全球定位数据以及车联网进行匹配得到自动驾驶车辆的位置信息。而对于路面的情况，则依靠搭载在自动驾驶车辆上的各类传感器进行实时探测。
但是，以自动驾驶车辆为圆心的探测方式对于突发状况的预判效率非常低，特别是无法预估大型障碍物背后情况，存在安全隐患。
发明内容
基于此，有必要针对自动驾驶车辆无法预估大型障碍物背后情况的问题，提供一种路灯及自动驾驶道路***。
本申请提供一种路灯，包括：
灯杆；
照明组件，设置于所述灯杆远离地面的一端，用于提供照明光源；
激光雷达，设置于所述灯杆远离地面的一端，用于获取所述灯杆周围环境的三维点云数据；以及
数据传输装置，设置于所述灯杆远离地面的一端，与所述激光雷达电连接，用于接收所述三维点云数据，并将所述三维点云数据发送至距离所述灯杆小于预设距离的汽车。
在其中一个实施例中，所述路灯还包括：
图像传感器，设置于所述灯杆远离地面的一端，与所述数据传输装置电连接，用于获取所述灯杆周围环境的二维图像数据，并将所述二维图像数据发送至所述数据传输装置。
在其中一个实施例中，所述图像传感器包括：
可见光摄像仪，设置于所述灯杆远离地面的一端，与所述数据传输装置电连接，用于获取所述灯杆周围环境的彩色图像数据，并将所述彩色图像数据发送至所述数据传输装置；以及
红外摄像仪，设置于所述灯杆远离地面的一端，与所述数据传输装置电连接，用于获取所述灯杆周围环境的红外图像数据，并将所述红外图像数据发送至所述数据传输装置。
在其中一个实施例中，所述可见光摄像仪为360度环视彩色摄像头。
在其中一个实施例中，所述红外摄像仪为360度环式红外摄像头。
在其中一个实施例中，所述数据传输装置包括：
可见光无线通信信号生成电路，设置于所述照明组件，其输入端与所述激光雷达和所述图像传感器电连接，用于接收所述三维点云数据和所述二维图像数据，并根据所述照明组件提供的光源的驱动调制，生成可见光无线通信信号；以及
可见光无线通信信号发射电路，设置于所述照明组件，其输入端与所述可见光无线通信信号生成电路的输出端电连接，用于发射所述可见光无线通信信号。
在其中一个实施例中，所述路灯还包括：
热成像仪，设置于所述灯杆远离地面的一端，与所述数据传输装置电连接，用于获取所述灯杆周围环境的温度数据。
在其中一个实施例中，所述路灯还包括：
5G基站，设置于所述灯杆远离地面的一端，用于提供5G信号。
在其中一个实施例中，所述激光雷达为面阵探测激光雷达。
基于同一发明构思，本申请还提供一种路灯，包括：
灯杆；
照明组件，设置于所述灯杆远离地面的一端，用于提供照明光源；
激光雷达，设置于所述灯杆远离地面的一端，用于获取所述灯杆周围环境的三维点云数据；
数据处理装置，设置于所述灯杆远离地面的一端，与所述激光雷达电连接，用于接收所述三维点云数据，并根据所述三维点云数据得到环境信息，所述环境信息包括路况、行人位置以及障碍物位置；以及
数据传输装置，设置于所述灯杆远离地面的一端，与所述数据处理装置电连接，用于接收所述环境信息，并将所述环境信息发送至距离所述灯杆小于预设距离的汽车。
基于同一发明构思，本申请还提供一种自动驾驶道路***，包括多个上述实施例中任一所述的路灯。
上述实施例提供的路灯通过将照明组件、激光雷达和数据传输装置设置于灯杆远离地面的一端，可以在提供照明光源的同时，获取灯杆周围环境的三维点云数据，并将三维点云数据发送至距离灯杆小于预设距离的汽车。通过设置激光雷达，行驶车辆可以对行使路面障碍物、车辆、行人和道路情况进行实时监测，可以避免因存在大型障碍物导致视觉盲区的问题，提高了行驶车辆的安全性。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种路灯结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种路灯电连接关系示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种路灯电连接关系示意图；
图4为本申请实施例提供的一种自动驾驶道路***与行驶车辆的数据传输方式示意图。
附图标号说明
100 路灯
10 灯杆
20 照明组件
30 激光雷达
40 数据传输装置
410 可见光无线通信信号生成电路
420 可见光无线通信信号发射电路
50 图像传感器
510 可见光摄像仪
520 红外摄像仪
60 热成像仪
70 5G基站
80 数据处理装置
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参见图1-图2，本申请提供一种路灯100。路灯100包括灯杆10、照明组件20、激光雷达30和数据传输装置40。照明组件20设置于灯杆10远离地面的一端，用于提供照明光源。激光雷达30设置于灯杆10远离地面的一端，用于获取灯杆10周围环境的三维点云数据。数据传输装置40设置于灯杆10远离地面的一端，与激光雷达30电连接，用于接收三维点云数据，并将三维点云数据发送至距离灯杆10小于预设距离的汽车。
可以理解，激光雷达30通过向周围环境发射激光，可以获取周围环境的三维点云数据，并根据三维点云数据对行使路面障碍物、车辆、行人和道路情况进行实时监测，其中道路情况可以包括路面平坦程度以及交通拥挤程度等情况。因此，激光雷达30的设置可以提高行使车辆对盲区内突发情况的判断能力，其中盲区可以包括行使车辆后侧以及障碍物后侧等位置。此外，由于激光具有高方向性，其入射路面的角度可以有效避免太阳光的干扰，从而提高三维点云数据的信噪比。综上所述，激光雷达30的设置可以解决行驶车辆在行使过程中视觉盲区容易导致安全隐患的问题，同时还可以在一定程度上降低自动驾驶车辆对硬件与传感器的需求，推进自动驾驶的普及。
可以理解，本申请中对激光雷达30的类型不作限定，只要其可以获取周围环境三维点云数据即可。在其中一个实施例中，激光雷达30可以为机械旋转式激光雷达、微机电***(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)扫描激光雷达式、光学相位阵列(OpticalPhased Array，OPA)激光雷达、超颖表面扫描式激光雷达、快闪(FLASH)激光雷达等。在本实施例中，激光雷达可以探测360度范围内的三维点云数据，即灯杆10四周环境的三维数据，可以得到更加全面的三维点云数据，提高行驶车辆对视觉盲区内道路情况的判断。
在其中一个实施例中，激光雷达30为面阵探测激光雷达。即FLASH激光雷达。可通过在不同方向设置多个FLASH激光雷达来实现360°的探测。可以理解，本申请对激光雷达30发射的激光的类型不作限定，只要其可以满足三维点云数据获取精度要求即可。在其中一个实施例中，激光雷达30发射端可以发射脉冲激光，也可以发射连续波激光。在其中一个实施例中，激光雷达发射激光的波长可以为905nm、940nm或1550nm。
可以理解，本申请对数据传输装置40中的数据传输方式不作限定，其可以根据路灯100设置位置的网络情况进行具体设定。在其中一个实施例中，数据传输装置40可以是可见光通信(Light Fidelity，LiFi)装置，与照明功能设置于一起，无需额外增加部件。LiFi的传输速率很高比WIFI更，可以进一步提高数据传输装置40的传输速率和效率。在其中一个实施例中，若路灯100的设置位置WIFI信号较强，数据传输装置40可以采用WIFI信号与行驶车辆进行通信。在另外一个实施例中，数据传输装置40也可以采用蜂窝数据或者蓝牙等多种方式与行驶车辆进行通信。在本实施例中，数据传输装置40将三维点云数据发送至汽车后，接收到三维点云数据的汽车可以根据三维点云数据和自身传感器获得的数据，得到实时路况、行人数量和位置，以及障碍物位置等数据，从而可以提高行驶汽车对突发情况的判断能力。
本申请提供的路灯100通过将照明组件20、激光雷达30和数据传输装置40设置于灯杆10远离地面的一端，可以在提供照明光源的同时，获取灯杆10周围环境的三维点云数据，并将三维点云数据发送至距离灯杆10小于预设距离的汽车。通过设置激光雷达30，行驶车辆可以对行使路面障碍物、车辆、行人和道路情况进行实时监测，可以避免因存在大型障碍物导致视觉盲区的问题，即本申请提供的路灯100可以提高行驶车辆的安全性。
在其中一个实施例中，路灯100还包括图像传感器50。图像传感器50设置于灯杆10远离地面的一端，与数据传输装置40电连接，用于获取灯杆10周围环境的二维图像数据，并将二维图像数据发送至数据传输装置40。
在其中一个实施例中，图像传感器50包括可见光摄像仪510和红外摄像仪520。可见光摄像仪510设置于灯杆10远离地面的一端，与数据传输装置40电连接，用于获取灯杆10周围环境的彩色图像数据，并将彩色图像数据发送至数据传输装置40。红外摄像仪520设置于灯杆10远离地面的一端，与数据传输装置40电连接，用于获取灯杆10周围环境的红外图像数据，并将红外图像数据发送至数据传输装置40。
可以理解，图像传感器50可以获取灯杆10周围环境的二维图像数据。图像传感器50相对于激光雷达30检测速度快，适用于对目标进行跟踪，而激光雷达30可以精准估计三维空间中目标的精确位置。因此，通过设置激光雷达30和图像传感器50，行驶车辆可以同时接收灯杆10周围环境的二维图像数据和三维点云数据，从而提高对路面小型障碍物、车辆、行人和道路情况进行实时监测的准确性，提高行使车辆的安全性。
在其中一个实施例中，可见光摄像仪510可以为360度环视彩色摄像头。RGB摄像头可以获得丰富的色彩信息，并可以基于图像处理对于目标物进行判断。在其中一个实施例中，红外摄像仪520可以为360度环式红外摄像头。红外摄像头可以在光照情况不佳的情况下获取灯杆10周围环境的灰度图像。可以理解，RGB摄像头和红外摄像头均可以布置为360度环视摄像头，也可以根据特定场景设置特定视场角。
在其中一个实施例中，数据传输装置40包括可见光无线通信信号生成电路410和可见光无线通信信号发射电路430。可见光无线通信信号生成电路410设置于照明组件20，其输入端与激光雷达30和图像传感器50电连接，用于接收三维点云数据和二维图像数据，并根据照明组件20提供的光源的驱动调制，生成可见光无线通信信号。可见光无线通信信号发射电路430设置于照明组件20，其输入端与可见光无线通信信号生成电路410的输出端电连接，用于发射可见光无线通信信号。在其中一个实施例中，路灯100还可以包括多个类型的传感器，如热成像仪60。在本实施例中，可见光无线通信信号生成电路410的输入端还可以与热成像仪60电连接，用于接收热成像仪60采集的数据并经可见光无线通信信号发射电路430发送至行驶汽车。
可以理解，数据传输装置40可以采用可见光通信技术。基于可见光通信技术可以建立高效的自动驾驶定位、安全、信息交互***，同时可以实现分区域进行车辆局部网络数据的推送，实现与行驶车辆高效信息交互，确保使行使车辆可以获取所需特定信息。
在其中一个实施例中，通过在路灯100的照明组件20中加入可见光无线通信技术，可以根据照明组件20提供的光源的驱动调制，实现可见光无线通信。其中，照明组件20可以包括LED灯或激光发射装置，数据传输装置40可以靠近LED等或激光发射装置设置。可以理解，可见光无线通信功能可以为灯杆10附近行人提供高速网络信号的同时，还可以使行使车辆接收到特定区域内所需驾驶信息。其中行使车辆可以包括自动驾驶车辆或有普通有人驾驶车辆。在本实施例中，当行使车辆进入路灯100照明区域内时，行驶车辆可以接收到特定区域内的三维点云数、二维图像数据和温度数据等，可以提高行驶车辆获取的环境信息的准确性，从而避免了行驶车辆在复杂的车联网信息中甄选信息的步骤。因此，通过将路灯100获取的特定区域环境数据与行使车辆信息之间的交互，可以避免行驶车辆在突发情况下的安全驾驶隐患。此外，采用可见光无线通信还可以提高数据传输的私密性，避免信息污染，即避免无需接收这些信息的行使车辆接收到多余信息。
在其中一个实施例中，路灯100还包括热成像仪60。热成像仪60设置于灯杆10远离地面的一端，与数据传输装置40电连接，用于获取灯杆10周围环境的温度数据。热成像仪60可以监控灯杆10周围温度的分布情况，也可以进行生命探测，即有利于判断通过判断生命特征来识别道路中的小型生物体。可以理解，通过设置热成像仪60，可以实现对于儿童、小动物等难以识别的小体积目标的生命探测，提高了对小体积目标识别的准确率，可以进一步避免安全事故的发生。
在其中一个实施例中，路灯100还包括5G基站70。5G基站70设置于灯杆10远离地面的一端，用于提供5G信号。可以理解，5G网络可以将路灯100作为基站，进行5G网络的覆盖与建设。当然，路灯100还可以用于铺设当前应用范围较为广泛的4G基站。
可以理解，本申请提供的路灯100包括灯杆10、照明组件20、激光雷达30、数据传输装置40、图像传感器50、热成像仪60和5G基站70。其中，照明组件20与数据传输装置40进行结合，可以采用可见光通信技术与行驶车辆进行通讯。同时，可见光局域网的设置可以避免行驶车辆接收到无用信息，提高了信息传输的准确性，从而可以提高行驶车辆对路况判断的速度和精度。
请一并参见图3，基于同一发明构思，本申请还提供一种路灯100。路灯100包括灯杆10、照明组件20、激光雷达30、数据处理装置80和数据传输装置40。照明组件20，设置于灯杆10远离地面的一端，用于提供照明光源。激光雷达30设置于灯杆10远离地面的一端，用于获取灯杆10周围环境的三维点云数据。数据处理装置80设置于灯杆10远离地面的一端，与激光雷达30电连接，用于接收三维点云数据，并根据三维点云数据得到环境信息，环境信息包括路况、行人位置以及障碍物位置。数据传输装置40设置于灯杆10远离地面的一端，与数据处理装置80电连接，用于接收环境信息，并将环境信息发送至距离灯杆10小于预设距离的汽车。在本实施例中，灯杆10、照明组件20、激光雷达30和数据传输装置40可以为上述任一实施例中的灯杆10、照明组件20、激光雷达30和数据传输装置40。路灯100还可以包括上述任一实施例中的数据图像传感器50、热成像仪60和5G基站70。数据图像传感器50和热成像仪60采集到的数据同样可以经过数据处理装置80处理，转化为环境信息后发送至距离灯杆10小于预设距离的形式汽车。在其中一个实施例中，数据处理装置80也可以将得到的三维点云数据和二维图像数据发送至云端进行处理。基于同一发明构思，本申请还提供一种自动驾驶道路***，包括多个上述实施例中任一的路灯100。可以理解，通过将路灯100按照预设的方式排布于道路两侧，可以建立起智能驾驶道路***。在本实施例中，可以根据需要仅在部分路灯100上设置5G基站70。自动驾驶道路***可以作为自动驾驶车辆专用道路，为自动驾驶车辆提供和补充重要的道路信息，以弥补由于自动驾驶车辆本身传感器缺陷或盲区导致的自动驾驶事故。自动驾驶车辆可以通过将激光雷达30、图像传感器50和热成像仪60获取的数据进行融合，获得丰富的道路状况信息以行使车辆盲区补充数据，实现全方位的障碍物及生命体探测，同时还可以进一步应用于各类违法情况甄别，可以用于照明、自动驾驶、通讯以及安防等诸多领域。在其中一个实施例中，自动驾驶道路***也可以供普通汽车行驶，可以为行驶汽车提供光源的同时，还可以提供稳定的网络以及行驶导航服务。
请一并参见图4，在其中一个实施例中，行驶车辆可以获取距离其最接近的3个路灯100传输的实时数据。此时，行驶车辆可以获取的全部数据可以包括车辆自身的探测数据、物联网/云端数据以及位于行驶区域附近的高实时性且无盲区数据。同时，行驶车辆可以为上述数据处理设定优先处理顺序。在其中一个实施例中，行驶车辆可以优先处理车辆自身的探测数据，第二可以处理位于行驶区域附近的高实时性且无盲区数据，最后处理物联网/云端数据。可以理解，上述数据处理顺序可以提高行驶车辆对障碍物或环境判断的效率，提高自动驾驶汽车的安全性。在本实施例中，路灯100中多类传感器融合可以获取行驶道路更为全面且无盲区数据，同时数据的获取具备更高的实时性，可以实现与自动驾驶车辆的高效数据交互，保证自动驾驶车辆获取自动驾驶的各类信息的实时性，提高行驶安全性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种路灯，其特征在于，包括：
灯杆(10)；
照明组件(20)，设置于所述灯杆(10)远离地面的一端，用于提供照明光源；
激光雷达(30)，设置于所述灯杆(10)远离地面的一端，用于获取所述灯杆(10)周围环境的三维点云数据；以及
数据传输装置(40)，设置于所述灯杆(10)远离地面的一端，与所述激光雷达(30)电连接，用于接收所述三维点云数据，并将所述三维点云数据发送至距离所述灯杆(10)小于预设距离的汽车。
2.根据权利要求1所述的路灯，其特征在于，还包括：
图像传感器(50)，设置于所述灯杆(10)远离地面的一端，与所述数据传输装置(40)电连接，用于获取所述灯杆(10)周围环境的二维图像数据，并将所述二维图像数据发送至所述数据传输装置(40)。
3.根据权利要求2所述的路灯，其特征在于，所述图像传感器(50)包括：
可见光摄像仪(510)，设置于所述灯杆(10)远离地面的一端，与所述数据传输装置(40)电连接，用于获取所述灯杆(10)周围环境的彩色图像数据，并将所述彩色图像数据发送至所述数据传输装置(40)；以及
红外摄像仪(520)，设置于所述灯杆(10)远离地面的一端，与所述数据传输装置(40)电连接，用于获取所述灯杆(10)周围环境的红外图像数据，并将所述红外图像数据发送至所述数据传输装置(40)。
4.根据权利要求3所述的路灯，其特征在于，所述可见光摄像仪(510)为360度环视彩色摄像头。
5.根据权利要求3所述的路灯，其特征在于，所述红外摄像仪(520)为360度环式红外摄像头。
6.根据权利要求2所述的路灯，其特征在于，所述数据传输装置(40)包括：
可见光无线通信信号生成电路(410)，设置于所述照明组件(20)，其输入端与所述激光雷达(30)和所述图像传感器(50)电连接，用于接收所述三维点云数据和所述二维图像数据，并根据所述照明组件(20)提供的光源的驱动调制，生成可见光无线通信信号；以及
可见光无线通信信号发射电路(420)，设置于所述照明组件(20)，其输入端与所述可见光无线通信信号生成电路(410)的输出端电连接，用于发射所述可见光无线通信信号。
7.根据权利要求1所述的路灯，其特征在于，还包括：
热成像仪(60)，设置于所述灯杆(10)远离地面的一端，与所述数据传输装置(40)电连接，用于获取所述灯杆(10)周围环境的温度数据。
8.根据权利要求1所述的路灯，其特征在于，还包括：
5G基站(70)，设置于所述灯杆(10)远离地面的一端，用于提供5G信号。
9.根据权利要求1所述的路灯，其特征在于，所述激光雷达(30)为面阵探测激光雷达。
10.一种路灯，其特征在于，包括：
灯杆(10)；
照明组件(20)，设置于所述灯杆(10)远离地面的一端，用于提供照明光源；
激光雷达(30)，设置于所述灯杆(10)远离地面的一端，用于获取所述灯杆(10)周围环境的三维点云数据；
数据处理装置(80)，设置于所述灯杆(10)远离地面的一端，与所述激光雷达(30)电连接，用于接收所述三维点云数据，并根据所述三维点云数据得到环境信息，所述环境信息包括路况、行人位置以及障碍物位置；以及
数据传输装置(40)，设置于所述灯杆(10)远离地面的一端，与所述数据处理装置(80)电连接，用于接收所述环境信息，并将所述环境信息发送至距离所述灯杆(10)小于预设距离的汽车。
11.一种自动驾驶道路***，其特征在于，包括多个如权利要求1～10任一权项所述的路灯。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114360253A (zh) * 2022-02-21 2022-04-15 同辉电子科技股份有限公司 一种基于智慧灯杆的自动驾驶信息辅助***

Cited By (1)

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CN114360253A (zh) * 2022-02-21 2022-04-15 同辉电子科技股份有限公司 一种基于智慧灯杆的自动驾驶信息辅助***

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