CN115311880A - 一种低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法，其包括以下步骤：自动驾驶车辆发现复杂场景，并向云端自动驾驶管理***上报复杂场景信息；云端自动驾驶管理***根据上报的复杂场景信息，计算优先级与可分配的哨兵车辆，并且按照优先级分配哨兵车辆；执行哨兵任务的车辆，到达指定地点之后，只启动传感器相关模块，关闭车端其他无关计算，并与云端自动驾驶管理***通讯，创建身份校验密钥与通信协议，开启哨兵模式；其他正常行驶的自动驾驶车辆，在到达复杂场景的时候，选择是否使用哨兵车辆提供的分布式视野增强服务，进行视野增强；哨兵模式解除后，哨兵车辆返程。本发明能优化自动驾驶效果，且不增加硬件和部署成本。

Description

一种低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，特别是涉及一种低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法。
背景技术
近几年来，自动驾驶技术发展迅速，其中最为代表性的技术为单车智能技术，通俗来说就是一辆自动驾驶车辆上安装各种各类的传感器设备，并且通过车载的计算单元对周边障碍物以及道路情况进行感知，同时通过车载的计算单元，计算可行的决策规划结果，从而达到自动驾驶的目的。
除此之外，自动驾驶业内也开始尝试在示范性的道路上构建固定的v2x设备模块，以补足单车车载硬件能力的不足。目前各个自动驾驶公司都在尝试解决自动驾驶传感器以及算力瓶颈与场景复杂度的矛盾，业内不断在尝试通过开发高性能芯片提高单车的性能，或是通过加装固定的v2x设备来补足。同样，本发明也将给出一套分布式视野增强***，来解决自动驾驶单车传感器能力不足与场景复杂度之间的矛盾。
现有的技术方案，基本有两种思路，一种是通过不断提升单车车载传感器的数量与能力来解决复杂场景的感知需求；另外一种方案就是通过建设固定v2x传感器设备辅助自动驾驶单车***感知周边场景，对其进行传感器能力的补足。
自动驾驶路况的复杂程度是一个长期需要解决的问题，而且在车辆进行自动驾驶的时候，场景一直处在变化的过程当中，对传感器能力的需求是随着场景复杂程度的变化而变化。当前单车的传感器基础，考虑到成本、电池、续航等问题，能力上很难能够覆盖复杂场景。
现有技术方案中，第一种单车车载芯片传感器的方案，自动驾驶车辆出厂后，单车车载芯片与传感器为了提升传感器能力，需要对硬件软件进行升级或者更换，维护等成本与代价较高；第二种使用v2x技术补足传感器能力的方案，目前只能在固定场景下进行安装，安装成本与区域非常固定，且成本非常高，为了不影响正常交通，安装的位置通常较高，维护的成本与代价也非常高。
发明内容
本发明的目的在于针对背景技术中所述的现有技术中自动驾驶单车传感器能力不足，而现有的解决方案会增加场景复杂度，导致部署成本、维护成本升高等问题，提供一种低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法，其包括以下步骤：
S1、复杂场景的发现：正常行驶的所有自动驾驶车辆均有对复杂场景的发现能力，若是自动驾驶车辆在某特定环境下无法通行、通行困难或者云端自动驾驶管理***评判需要更丰富的传感器视野介入的情况，均视为需要外力协助的复杂场景；
S2、复杂场景上报：发现复杂场景的自动驾驶车辆主动向云端自动驾驶管理***上报复杂场景信息；
S3、哨兵分配：云端自动驾驶管理***根据上报上来的复杂场景信息，计算优先级与可分配的哨兵车辆，并且按照优先级分配哨兵车辆；
S4、哨兵模式：执行哨兵任务的车辆，到达指定地点之后，只启动传感器相关模块，关闭车端其他无关计算，并与云端自动驾驶管理***通讯，创建身份校验密钥与通信协议，开启哨兵模式，若干个哨兵车辆与云端自动驾驶管理***组成分布式视野增强网络；
S5、其他正常行驶的自动驾驶车辆在到达分布式视野增强网络特定距离的时候，若任务路线经过哨兵车辆的服务区域，云端自动驾驶管理***会与该正常行驶车辆进行身份密钥与协议传输，正常行驶的自动驾驶车辆根据当前场景的实际情况，选择是否使用哨兵车辆提供的分布式视野增强服务，若使用服务，则需要通过身份密钥验证，建立车到车安全连接，并进行视野增强；
S6、当复杂场景发生变化之后，经过该哨兵服务区域的自动驾驶车辆均判定无需再使用传感器共享服务，则将解除建议发送给云端自动驾驶管理***，云端自动驾驶管理***根据实际情况解除哨兵模式，哨兵车辆返程。
作为上述方案的进一步改进，所述步骤S2中，复杂场景信息包括复杂场景的位置、时间、路况和类型。
作为上述方案的进一步改进，所述的复杂场景包括无红绿灯路口、或几种超大型路口、机非混行道路、不规则施工道路、临时管制道路或停靠点中的任意一种。
作为上述方案的进一步改进，步骤S3中，按优先级分配哨兵车辆时，要根据各个自动驾驶车辆与复杂场景的距离远近、各自动驾驶车辆的任务情况及车辆电量来设定优先级，并确定执行哨兵任务的哨兵车辆。
作为上述方案的进一步改进，步骤S5中，分布式视野增强网络能同时服务于多个经过复杂场景的自动驾驶车辆，多个自动驾驶车辆同时接入网络，哨兵车辆通过广播的模式，通知所有车辆进行视野增强。
作为上述方案的进一步改进，步骤S5中，哨兵车辆通过自动驾驶车端点对点的通信方式，建立哨兵分布式视野网络，并且将分布式视野增强网络的接入方式，告知云端自动驾驶管理***，云端自动驾驶管理***根据道路场景复杂程度，将哨兵分布式视野增强网络的接入信息，告知过路的自动驾驶车辆，过路的自动驾驶车辆在接收到路径上哨兵车辆的分布式视野增强网络的信息之后，会跟据实际的场景情况，选择性接入分布式视野增强网络；接入网络的自动驾驶车辆，会根据自己的线路情况，选择性订阅网络内不同位置的哨兵的视野信息；处在网络内的哨兵车辆，会主动将当前哨兵车辆周边视野信息，通过接入车辆的实际需求，发送给接入网络的自动驾驶车辆，为其他过路自动驾驶车辆提供更为丰富的感知预测结果，以保障其他车辆自动驾驶安全。
作为上述方案的进一步改进，如果复杂场景为路口，在路口的四个角落分别分配一个哨兵车辆，经过的车辆选择其行走路线所对应的哨兵车辆，接收订阅该哨兵车辆的信息，进行视野增强。
作为上述方案的进一步改进，哨兵车辆的视野增强的方式为通过能感知周边信息的硬件或者软件，能感知周边信息的硬件或者软件包括但不限于激光雷达、相机、gps、imu、毫米波雷达、超声波雷达或防撞条。
作为上述方案的进一步改进，视野增强的方式通过车到车的安全链路，所有数据和控制指令的传输都通过加密协议，实现视野增强的效果。
本发明具有积极的效果：本发明的低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法，无需进行硬件改造与部署，降低硬件改造成本、部署成本和维护成本，能增加现有的自动驾驶车辆的视野，获得更丰富的道路环境信息，从而达到复杂场景下优化自动驾驶效果的目的。而且与使用v2x技术的方案相比，能够克服地域上的局限性，使其应用范围更广。
附图说明
图1为本发明的低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法的工作原理图。图中按数字编号为本发明的低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法的实施顺序。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法，其包括以下步骤：
S1、复杂场景的发现：正常行驶的所有自动驾驶车辆均有对复杂场景的发现能力，若是自动驾驶车辆在某特定环境下无法通行、通行困难或者云端自动驾驶管理***评判需要更丰富的传感器视野介入的情况，均视为需要外力协助的复杂场景；通常，复杂场景包括无红绿灯路口、或几种超大型路口、机非混行道路、不规则施工道路、临时管制道路或停靠点中的任意一种。
S2、复杂场景上报：发现复杂场景的自动驾驶车辆主动向云端自动驾驶管理***上报复杂场景信息；上报的复杂场景信息包括复杂场景的位置、时间、路况和类型。
S3、哨兵分配：云端自动驾驶管理***根据上报上来的复杂场景信息，计算优先级与可分配的哨兵车辆，并且按照优先级分配哨兵车辆；按优先级分配哨兵车辆时，要根据各个自动驾驶车辆与复杂场景的距离远近、各自动驾驶车辆的任务情况及车辆电量来设定优先级，并确定执行哨兵任务的哨兵车辆。如果复杂场景为路口，在路口的四个角落分别分配一个哨兵车辆，经过的车辆选择其行走路线所对应的哨兵车辆，接收订阅该哨兵车辆的信息，进行视野增强。
S4、哨兵模式：执行哨兵任务的车辆，到达指定地点之后，只启动传感器相关模块，关闭车端其他无关计算，并与云端自动驾驶管理***通讯，创建身份校验密钥与通信协议，开启哨兵模式，若干个哨兵车辆与云端自动驾驶管理***组成分布式视野增强网络。哨兵车辆的视野增强的方式为通过能感知周边信息的硬件或者软件，能感知周边信息的硬件或者软件包括但不限于激光雷达、相机、gps、imu、毫米波雷达、超声波雷达或防撞条。
S5、其他正常行驶的自动驾驶车辆在到达分布式视野增强网络特定距离的时候，若任务路线经过哨兵车辆的服务区域，云端自动驾驶管理***会与该正常行驶车辆进行身份密钥与协议传输，正常行驶的自动驾驶车辆根据当前场景的实际情况，选择是否使用哨兵车辆提供的分布式视野增强服务，若使用服务，则需要通过身份密钥验证，建立车到车安全连接，并进行视野增强。
哨兵车辆通过自动驾驶车端点对点的通信方式，建立哨兵分布式视野网络，并且将分布式视野增强网络的接入方式，告知云端自动驾驶管理***。视野增强的方式通过车到车的安全链路，所有数据和控制指令的传输都通过加密协议，实现视野增强的效果。
云端自动驾驶管理***根据道路场景复杂程度，将哨兵分布式视野增强网络的接入信息，告知过路的自动驾驶车辆，过路的自动驾驶车辆在接收到路径上哨兵车辆的分布式视野增强网络的信息之后，会跟据实际的场景情况，选择性接入分布式视野增强网络；接入网络的自动驾驶车辆，会根据自己的线路情况，选择性订阅网络内不同位置的哨兵的视野信息；处在网络内的哨兵车辆，会主动将当前哨兵车辆周边视野信息，通过接入车辆的实际需求，发送给接入网络的自动驾驶车辆，为其他过路自动驾驶车辆提供更为丰富的感知预测结果，以保障其他车辆自动驾驶安全。上述的分布式视野增强网络能同时服务于多个经过复杂场景的自动驾驶车辆，多个自动驾驶车辆同时接入网络，哨兵车辆通过广播的模式，通知所有车辆进行视野增强。
S6、当复杂场景发生变化之后，经过该哨兵服务区域的自动驾驶车辆均判定无需再使用传感器共享服务，则将解除建议发送给云端自动驾驶管理***，云端自动驾驶管理***根据实际情况解除哨兵模式，哨兵车辆返程。
本发明的低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法，通过云端自动驾驶管理***来对自动驾驶车辆和哨兵车辆进行统一的调度和管理，当发现复杂场景时，能够自动计算优先级，并分配所需数量的哨兵车辆来执行哨兵任务，使其他正常行驶的车辆在经过该复杂场景时，能够根据其行驶的路线选择哨兵车辆，建立通信连接，获得该哨兵车辆的视野，使车辆的视野增强，能够顺利的通过复杂场景，而分配的哨兵车辆能服务于多个自动驾驶车辆的视野增强，提高其利用率；待到复杂场景状况发生变化，所有经过该复杂场景的自动驾驶车辆都向云端自动驾驶管理***反馈不需要视野增强时，可以结束哨兵任务，通过云端自动驾驶管理***为哨兵车辆分配新的任务，使其转化为正常行驶车辆，或是分配新的哨兵任务，使哨兵车辆行驶至新的复杂场景开始新的哨兵任务。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法，其特征在于：其包括以下步骤：
S1、复杂场景的发现：正常行驶的所有自动驾驶车辆均有对复杂场景的发现能力，若是自动驾驶车辆在某特定环境下无法通行、通行困难或者云端自动驾驶管理***评判需要更丰富的传感器视野介入的情况，均视为需要外力协助的复杂场景；
S2、复杂场景上报：发现复杂场景的自动驾驶车辆主动向云端自动驾驶管理***上报复杂场景信息；
S3、哨兵分配：云端自动驾驶管理***根据上报上来的复杂场景信息，计算优先级与可分配的哨兵车辆，并且按照优先级分配哨兵车辆；
S4、哨兵模式：执行哨兵任务的车辆，到达指定地点之后，只启动传感器相关模块，关闭车端其他无关计算，并与云端自动驾驶管理***通讯，创建身份校验密钥与通信协议，开启哨兵模式；
S5、分布式视野增强网络：其他正常行驶的自动驾驶车辆，在到达特定哨兵模式车辆组成的网络特定距离的时候，若任务路线经过哨兵车辆的服务的区域，云端自动驾驶管理***会与该正常行驶车辆进行身份密钥与协议传输，正常行驶的自动驾驶车辆根据当前场景的实际情况，选择是否使用哨兵车辆提供的分布式视野增强服务，若使用服务，则需要通过身份密钥验证，建立车到车安全连接，并进行视野增强；
S6、当复杂场景发生变化之后，经过该哨兵服务区域的自动驾驶车辆均判定无需再使用传感器共享服务，则将解除建议发送给云端自动驾驶管理***，云端自动驾驶管理***根据实际情况解除哨兵模式，哨兵车辆返程。
2.根据权利要求1所述的低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法，其特征在于：所述步骤S2中，复杂场景信息包括复杂场景的位置、时间、路况和类型。
3.根据权利要求1所述的低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法，其特征在于：所述的复杂场景包括无红绿灯路口、或几种超大型路口、机非混行道路、不规则施工道路、临时管制道路或停靠点中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法，其特征在于：步骤S3中，按优先级分配哨兵车辆时，要根据各个自动驾驶车辆与复杂场景的距离远近、各自动驾驶车辆的任务情况及车辆电量来设定优先级，并确定执行哨兵任务的哨兵车辆。
5.根据权利要求1所述的低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法，其特征在于：步骤S5中，分布式视野增强网络能同时服务于多个经过复杂场景的自动驾驶车辆，多个自动驾驶车辆同时接入网络，哨兵车辆通过广播的模式，通知所有车辆进行视野增强。
6.根据权利要求1所述的低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法，其特征在于：步骤S5中，哨兵车辆通过自动驾驶车端点对点的通信方式，建立哨兵分布式视野网络，并且将分布式视野增强网络的接入方式，告知云端自动驾驶管理***，云端自动驾驶管理***根据道路场景复杂程度，将哨兵分布式视野增强网络的接入信息，告知过路的自动驾驶车辆，过路的自动驾驶车辆在接收到路径上哨兵车辆的分布式视野增强网络的信息之后，会跟据实际的场景情况，选择性接入分布式视野增强网络；接入网络的自动驾驶车辆，会根据自己的线路情况，选择性订阅网络内不同位置的哨兵的视野信息；处在网络内的哨兵车辆，会主动将当前哨兵车辆周边视野信息，通过接入车辆的实际需求，发送给接入网络的自动驾驶车辆，为其他过路自动驾驶车辆提供更为丰富的感知预测结果，以保障其他车辆自动驾驶安全。
7.根据权利要求1所述的低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法，其特征在于：如果复杂场景为路口，在路口的四个角落分别分配一个哨兵车辆，经过的车辆选择其行走路线所对应的哨兵车辆，接收订阅该哨兵车辆的信息，进行视野增强。
8.根据权利要求1所述的低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法，其特征在于：哨兵车辆的视野增强的方式为通过能感知周边信息的硬件或者软件，能感知周边信息的硬件或者软件包括但不限于激光雷达、相机、gps、imu、毫米波雷达、超声波雷达或防撞条。
9.根据权利要求1所述的低速自动驾驶车辆分布式视野增强方法，其特征在于：视野增强的方式通过车到车的安全链路，所有数据和控制指令的传输都通过加密协议，实现视野增强的效果。
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