CN204679856U - 一种车辆自动驾驶*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种车辆自动驾驶***，有助于提高行车安全性。所述***包括：固定安装于车头及前后车轮之间的光源、摄像装置、中央控制器、车速测量仪及转向测量仪，所述摄像装置、车速测量仪及转向测量仪分别与所述中央控制器连接；所述光源，用于发出一字线状光束照射地面形成一字线状光线；所述摄像装置，用于捕捉所述一字线状光线及所述车辆周边环境信息形成所述车辆行进时的路况信息；所述车速测量仪，用于感测所述车辆行进时的车速；所述转向测量仪，用于检测所述车辆行进时转向操作所引起的转向轮转向角度；所述中央控制器，用于控制所述车辆的车速及转向轮转向角度。本实用新型实施例适用于车辆自动控制技术领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆自动控制技术领域，特别是指一种车辆自动驾驶***。
背景技术
驾驶员长时间保持一个姿势控制油门踏板，驾驶的舒适性毫无保障，并容易产生疲劳，不利于安全行进，由此，促进了智能交通的快速发展，其中，自动驾驶和辅助驾驶***在智能交通领域占有重要的地位，是智能车辆速度控制的一个重要的组成部分，其性能的好坏直接影响到了智能车辆的速度控制性能和精度。智能车辆的应用对车辆的自动和半自动驾驶，速度巡航自动泊车辅助驾驶技术有重要的实际意义。其电子油门的控制***将计算机、单片机、机械、电气、控制技术的结合；同时也是辅助驾驶和主动安全技术的重要组成部分，随着人们对交通和车辆的安全意识的提高，其越来越受到人们的重视。
近年来，车辆自动驾驶需要解决的技术问题之一是路况信息识别及路况信息识别速度是否快于车辆车速的问题，现有技术使用的识别手段主要有图像识别、红外线传感识别、雷达识别以及激光三维扫描识别。这些技术除激光三维扫描识别技术以外，通过电子地图和GPS规划路线及安装在车辆上摄像头和红外传感器来捕捉周围车辆、行人、交通灯从而控制车辆规避障碍物，并通过雷达来计算距离，这些技术的缺陷在于无法识别地面上的一些颜色相同或相近的凸起或凹槽，当车辆行进路线上出现这些不平整凸起或凹槽时，车辆不会躲避，从而影响行车安全；通过激光三维扫描仪进行捕捉路况信息的，虽然可以感知路况，但激光三维扫描仪内有高精度的运动部件存在，在处于震动的环境中，该高精度的运动部件的寿命及精度均会受到极大的影响，同时扫描速度慢，价格昂贵，维护维修成本高，这些因素都大大制约了其在车辆自动驾驶***中的应用和推广。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种车辆自动驾驶***，以解决现有技术所存在的无法识别地面上的一些颜色相同或相近的凸起或凹槽及激光三维扫描仪内的高精度的运动部件因震动降低寿命及精度的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种车辆自动驾驶***，包括：固定安装于车头及前后车轮之间的光源、摄像装置、中央控制器、车速测量仪及转向测量仪，所述摄像装置、车速测量仪及转向测量仪分别与所述中央控制器连接；
所述光源，用于发出一字线状光束照射地面形成一字线状光线；
所述摄像装置，用于捕捉所述一字线状光线及所述车辆周边环境信息形成所述车辆行进时的路况信息，并将所述路况信息发送至所述中央控制器；
所述车速测量仪，用于感测所述车辆行进时的车速，并将所述车速发送所述中央控制器；
所述转向测量仪，用于检测所述车辆行进时转向操作所引起的转向轮转向角度，并将所述转向轮转向角度发送至所述中央控制器；
所述中央控制器，用于根据接收到的路况信息、车速及转向轮转向角度发出控制指令控制所述车辆的车速及转向轮转向角度。
可选地，所述光源包括：白光、彩光、红外线、紫外线或激光。
可选地，所述路况信息包括：地面信息及所述车辆周边环境信息，所述地面信息为地面图像信息。
可选地，所述车速测量仪包括：车轮转速传感器或GPS定位仪。
可选地，所述转向测量仪包括：转向轮转向角度传感器。
可选地，所述***还包括：电控车速控制器，所述电控车速控制器与所述中央控制器连接，用于接收所述中央控制器的控制指令控制所述车辆的车速。
可选地，所述***还包括：电控转向控制器，所述电控转向控制器与所述中央控制器连接，用于接收所述中央控制器的控制指令控制所述车辆的转向轮转向角度。
本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，通过固定安装于车头及前后车轮之间的光源发出的一字线状光束照射地面形成一字线状光线，并通过摄像装置捕捉所述一字线状光线及所述车辆周边环境信息形成所述车辆行进时的路况信息，并获取所述车辆行进时的车速及转向轮转向角度，最后，通过中央控制器根据接收到的路况信息、车速及转向轮转向角度发出控制指令控制所述车辆的车速及转向轮转向角度。这样，通过光源发出的一字线状光束能够识别地面信息，如：地面上颜色相同或相近的凸起或凹槽，从而使得在车辆自动驾驶过程中，能够规避不平整的地面，保障行车安全；同时所述光源固定安装在所述车头及前后车轮之间能够解决现有技术中激光三维扫描仪内的高精度的运动部件因震动降低寿命及精度的问题。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的车辆自动驾驶***的结构示意图。
[主要元件符号说明]
1：摄像装置；
2：车速测量仪；
3：转向测量仪；
4：中央控制器。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本实用新型要解决的技术问题是提供一种车辆自动驾驶***，以解决现有技术所存在的无法识别地面上的一些颜色相同或相近的凸起或凹槽及激光三维扫描仪内的高精度的运动部件因震动降低寿命及精度的问题。
参看图1所示，本实用新型实施例提供的一种车辆自动驾驶***，包括：固定安装于车头及前后车轮之间的光源、摄像装置1、中央控制器4、车速测量仪2及转向测量仪3，所述摄像装置1、车速测量仪2及转向测量仪3分别与所述中央控制器4连接；
所述光源，用于发出一字线状光束照射地面形成一字线状光线；
所述摄像装置1，用于捕捉所述一字线状光线及所述车辆周边环境信息形成所述车辆行进时的路况信息，并将所述路况信息发送至所述中央控制器4；
所述车速测量仪2，用于感测所述车辆行进时的车速，并将所述车速发送所述中央控制器4；
所述转向测量仪3，用于检测所述车辆行进时转向操作所引起的转向轮转向角度，并将所述转向轮转向角度发送至所述中央控制器4；
所述中央控制器4，用于根据接收到的路况信息、车速及转向轮转向角度发出控制指令控制所述车辆的车速及转向轮转向角度。
本实用新型实施例所述的车辆自动驾驶***，通过固定安装于车头及前后车轮之间的光源发出的一字线状光束照射地面形成一字线状光线，并通过摄像装置1捕捉所述一字线状光线及所述车辆周边环境信息形成所述车辆行进时的路况信息，并获取所述车辆行进时的车速及转向轮转向角度，最后，通过中央控制器4根据接收到的路况信息、车速及转向轮转向角度发出控制指令控制所述车辆的车速及转向轮转向角度。这样，通过光源发出的一字线状光束能够识别地面信息，如：地面上颜色相同或相近的凸起或凹槽，从而使得在车辆自动驾驶过程中，能够规避不平整的地面，保障行车安全；同时所述光源固定安装在所述车头及前后车轮之间能够解决现有技术中激光三维扫描仪内的高精度的运动部件因震动降低寿命及精度的问题。
在前述车辆自动驾驶***的具体实施方式中，可选地，所述光源包括：白光、彩光、红外线、紫外线或激光。
本实用新型实施例中，所述车辆不仅可以为汽车，还可以为农用车辆或各种工程车辆，所述摄像装置1可以为摄像头，例如，所述车辆可以为甘蔗收割机，将所述光源，例如，紫外线，固定安装在所述甘蔗收割机的车头及前后车轮之间，当所述甘蔗收割机在甘蔗地里的田垄间行进时，所述光源会发出一字线状光束实时照射所述甘蔗收割机行进时前后左右的地面形成一字线状光线，再通过摄像头捕捉所述一字线状光线照射地面所形成的平面图像，当地面高低不平时，图像点阵会形成与其对应的高低不同的点线状图像，并获得图像每一个点的X轴尺寸或Y轴尺寸并储存，再通过车速确定距离，从而获得所述甘蔗收割机行进时前后左右的地面信息，所述地面信息包括：地形信息(包括：地面上颜色相同或相近的凸起或凹槽)、行车边界线及车道标识线。每个摄像头可以只捕捉一条一字线状光线或捕捉多条一字线状光线。这样，通过所述光源发出的一字线状光束实时照射所述甘蔗收割机行进时前后左右的地面信息，是所述车辆自动驾驶过程中用于识别路况信息的重要依据，且所述光源照射速度快、价格低廉，便于大范围应用和推广。
本实用新型实施例中，还能通过所述摄像头捕捉所述车辆周边环境信息，所述车辆周边环境信息包括：隔离护栏、交通标志、行车方向前后左右的障碍物、车辆及人的距离与相对速度。
本实用新型实施例中，例如，可以将摄像头捕捉到的地面图像信息或者所述车辆周边环境信息通过通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service，GPRS)或无线宽带(WIFI)或无线通讯模块传输至所述中央控制器4。
在前述车辆自动驾驶***的具体实施方式中，可选地，所述路况信息包括：地面信息及所述车辆周边环境信息，所述地面信息为地面图像信息。
本实用新型实施例中，通过中央控制器4根据接收到的所述车辆行进时前后左右的地面图像信息，确定所述一字线状光束在地面上照射后，形成的所述车辆行进时的左右方向及垂直于所述车辆底盘平面方向的二维路况信息；再通过所述中央控制器4根据接收到的所述车速及转向轮转向角度，确定所述车辆行进时的位置及行进轨迹信息；最后，根据所述位置及行进轨迹信息和同一时刻获取的所述地面图像信息的点象数组，通过所述中央控制器4形成所述车辆行进时的三维路况信息，所述三维路况信息是所述车辆自动驾驶过程中用于识别路况信息的重要依据。
在前述车辆自动驾驶***的具体实施方式中，可选地，所述车速测量仪2包括：车轮转速传感器或全球定位***(Global Positioning System，GPS)定位仪。
在前述车辆自动驾驶***的具体实施方式中，可选地，所述转向测量仪3包括：转向轮转向角度传感器。
本实用新型实施例中，例如，所述转向轮转向角度传感器可以包括：旋转盘，该旋转盘可以与所述车辆的方向盘连接，以使得所述车辆的方向盘转向时能够带动所述旋转盘旋转，从而通过所述转向轮转向角度传感器能够检测所述车辆运行过程中转向操作所引起的转向角度，同时通过车速传感器感测所述车辆行进时的车速，并所述车辆行进时的车速及转向轮转向角度通过GPRS或WIFI或无线通讯模块传输至所述中央控制器4。
在前述车辆自动驾驶***的具体实施方式中，可选地，所述***还包括：电控车速控制器，所述电控车速控制器与所述中央控制器4连接，用于接收所述中央控制器4的控制指令控制所述车辆的车速。
在前述车辆自动驾驶***的具体实施方式中，可选地，所述***还包括：电控转向控制器，所述电控转向控制器与所述中央控制器4连接，用于接收所述中央控制器4的控制指令控制所述车辆的转向轮转向角度。
本实用新型实施例中，根据所述三维路况信息及车辆周边环境信息，如：地形信息(地面的平坦程度)、行车边界线、车道标识线、道路宽度、隔离护栏、交通标志、行车方向前后左右的障碍物、车辆及人与所述车辆的距离以及相对于所述车辆的速度、所述车辆的当前车速、位置及行进轨迹信息由所述中央控制器4发出控制指令通过电控车速控制器合理的控制所述车辆的加速、减速及停车，并通过电控转向控制器合理的控制所述车辆的转向轮转向角度，从而使得在所述车辆自动驾驶过程中，能够自动规避障碍物及危险路况，保证行车安全。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种车辆自动驾驶***，其特征在于，包括：固定安装于车头及前后车轮之间的光源、摄像装置、中央控制器、车速测量仪及转向测量仪，所述摄像装置、车速测量仪及转向测量仪分别与所述中央控制器连接；
所述光源，用于发出一字线状光束照射地面形成一字线状光线；
所述摄像装置，用于捕捉所述一字线状光线及所述车辆周边环境信息形成所述车辆行进时的路况信息，并将所述路况信息发送至所述中央控制器；
所述车速测量仪，用于感测所述车辆行进时的车速，并将所述车速发送所述中央控制器；
所述转向测量仪，用于检测所述车辆行进时转向操作所引起的转向轮转向角度，并将所述转向轮转向角度发送至所述中央控制器；
所述中央控制器，用于根据接收到的路况信息、车速及转向轮转向角度发出控制指令控制所述车辆的车速及转向轮转向角度。
2.根据权利要求1所述的车辆自动驾驶***，其特征在于，所述光源包括：白光、彩光、红外线、紫外线或激光。
3.根据权利要求1所述的车辆自动驾驶***，其特征在于，所述路况信息包括：地面信息及所述车辆周边环境信息，所述地面信息为地面图像信息。
4.根据权利要求1所述的车辆自动驾驶***，其特征在于，所述车速测量仪包括：车轮转速传感器或GPS定位仪。
5.根据权利要求1所述的车辆自动驾驶***，其特征在于，所述转向测量仪包括：转向轮转向角度传感器。
6.根据权利要求1所述的车辆自动驾驶***，其特征在于，还包括：电控车速控制器，所述电控车速控制器与所述中央控制器连接，用于接收所述中央控制器的控制指令控制所述车辆的车速。
7.根据权利要求1所述的车辆自动驾驶***，其特征在于，还包括：电控转向控制器，所述电控转向控制器与所述中央控制器连接，用于接收所述中央控制器的控制指令控制所述车辆的转向轮转向角度。
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