无人驾驶车辆在雾霾、沙尘天气下的行车装置和策略制造方法及图纸

本发明专利技术提出了无人驾驶车辆在雾霾、沙尘天气下的行车装置与策略。该行车装置包括车载电脑、空气湿度探测仪、能见度仪、激光粉尘仪、雨刮器装置、空调设备，以及路况采集识别设备。在雾霾或沙尘天气下，首先要根据采集的信息分析当前的具体气象情况，然后判断车辆识别设备采集的信息能否可用，再制定相应的具体行车策略。在车辆无法获取具体道路信息时，系统直接以云端数据库下载的道路信息为准，按其规划行车路线。

【技术实现步骤摘要】
无人驾驶车辆在雾霾、沙尘天气下的行车装置和策略相关申请的交叉引用本申请涉及2015年11月4日提交的申请号为201510738372.9的“一种无人驾驶车辆的人机交互系统”，该申请提出的人机交互系统及其应用方法等全部内容在此引用作为参考；本申请涉及2016年4月27日提交的申请号为201610269358.3的“一种基于云端数据库的无人驾驶汽车导航行车方法”，该申请的全部内容在此引用作为参考；本申请涉及2016年6月27日提交的申请号为201610482030.X的“无人驾驶车辆驾驶模式切换的应对策略”，该申请的全部内容在此引用作为参考；本申请涉及2016年9月28日提交的申请号为201610860223.4的“一种雨雪天气下无人驾驶车辆的行车装置与策略”，该申请的全部内容在此引用作为参考；
本专利技术涉及无人驾驶汽车领域，尤其涉及无人驾驶汽车在特殊天气下的行车策略。
技术介绍
目前，无人驾驶车辆的技术渐渐成熟，部分车辆已经进入上路测试阶段。而且，无人驾驶汽车在出发前和行驶过程中，都需要极其详细的路线图，准确的道路信息，以及周围车况信息，以保证车辆在行驶中的安全，同时也不会偏离既定路线。但是，在遇到雨雪、雾霾、沙尘天气等特殊天气下，无人驾驶汽车的信息采集设备和识别设备会受到不同程度的影响，对于道路信息的采集或者周围车况信息的获取都有一定的影响，会导致车辆无法行驶，甚至因错误信息发生危险。
技术实现思路
本专利技术针对在雾霾、沙尘天气下无人驾驶车辆的行车问题，提出了无人驾驶车辆在此类特殊天气情况下的行车装置和策略。其中，本专利技术提出的在雾霾、沙尘天气下的行车装置包括：(1)车载电脑：用于接收其他设备传输的相关信息，并对这些信息进行分析，制定具体的行车策略，控制相关的设备；(2)空气湿度探测仪：用于测量空气中水汽含量，即相对湿度，并将信息传输到车载电脑；(3)激光粉尘仪：用于检测空气中的颗粒物质量浓度，并将相应数据传输至车载电脑；该装置可以根据实际情况，任意设定采样时间，一般默认时间为10s，车主也可以通过人机交互系统设置采样时间；(4)能见度仪：用于检测当前气象情况下的水平能见度，并将实时数据传输到车载电脑；(5)雨刮器装置：用于在外置摄像机镜头和车辆前后挡风玻璃外部受到雾气、沙尘的影响下，去除镜片和玻璃表面的雾气或覆盖物；该装置由雨刮控制器、外置摄像机雨刮器及其喷头、内置摄像机雨刮器及其喷头组成；(6)空调设备：：用于去除车内前后挡风玻璃上的雾气；该设备接收车载电脑传输的使用信息，根据实际天气情况和温度等，吹出冷风或者热风；(7)路况采集识别设备：用于采集实时路况的信息，包括道路信息、交通标志信号灯等信息，以及周围车辆行驶状况信息和障碍物信息等，由超声波传感器、红外传感器、毫米波雷达、激光雷达、摄像机等组成。其中，能见度仪、激光粉尘仪、雨刮器装置、空调设备和路况采集识别设备分别与车载电脑相连，进行数据信息的传输。作为本专利技术的进一步改进，车辆的车载电脑会是根据挡风玻璃外部和外置摄像机镜片上，被雾气(水汽)、沙尘等覆盖的实际情况，发送相关控制信息至雨刮控制器，来控制雨刮器和喷头的使用。另外，也可根据所在地区的实际情况，利用人机交互系统，对雨刮器一个周期内的运行速度和运行次数进行设置；同样，喷头的单次喷水量和一个周期内的次数也能够更改。本专利技术还将雾霾、沙尘天气进行详细分类，并根据实时的天气情况，对车辆上的相应探测监测设备的使用情况进行判定，同时提出相应的行车策略：所述的在雾、霾的天气情况下，车辆行车方法的具体操作步骤如下：步骤1：利用空气湿度探测仪、激光粉尘仪，实时测量空气相对湿度和PM2.5的浓度；步骤2：判断所属天气是否为雾天，若是，执行步骤3；若不是雾天，转至步骤9；步骤3：利用能见度仪测出实时水平能见度；步骤4：判断天气情况是否属于强浓雾，若不是，执行步骤5，若是强浓雾，转至步骤8；步骤5：对比摄像机采集的实时图像信息的准确性；步骤6：判断摄像机镜片和挡风玻璃是否起雾，若是，执行步骤7，若不是，转至步骤14；步骤7：开启相应设备，运行的雨刮器装置一个周期，开启空调设备，然后转至步骤5；步骤8：开启相应设备，持续运行相应的雨刮器和空调设备，再转至步骤14；步骤9：判断当前天气是否为霾，若是，执行步骤10，若不是，转至步骤1；步骤10：关闭车窗，打开车内空调设备；步骤11：对比摄像机采集的实时图像信息的准确性；步骤12：判断摄像机镜片和挡风玻璃表面是否有覆盖物，若是，执行步骤13，若不是，转至步骤14；步骤13：开启相应的雨刮器装置，运行一个周期，即单次开启，然后执行步骤11；步骤14：根据采集的数据和相关信息，判断无人驾驶识别设备是否能够正常运行；步骤15：根据采集的相关的路面信息，判断其准确性；步骤16：确认相应的行车策略，再转至步骤1。所述的在沙尘天气情况下，车辆行车方法的具体操作步骤如下：步骤1：利用激光粉尘仪，实时测量空气中悬浮颗粒浓度；步骤2：判断当前天气是否为沙尘天气，若是，执行步骤3，若不是，转至步骤1；步骤3：关闭所有车窗，打开车内空调设备；步骤4：利用能见度仪，测量当前是使水平能见度；步骤5：判断当前沙尘天气是否属于黑风暴，若是，执行步骤6；若不是，转至步骤7；步骤6：切换成有人驾驶模式，然后结束；步骤7：判断当前沙尘天气是否为强沙尘暴，若是，执行步骤7，若不是转至步骤9；步骤8：开启雨刮器装置，按沙尘天气情况下最高使用频率持续开启；步骤9：判断摄像机镜片或者挡风玻璃表面是否有覆盖物，若有，执行步骤10；若没有，转至步骤11；步骤10：开启相应的雨刮器装置，运行一个周期，即单次开启，然后执行步骤9；步骤11：根据采集的数据和相关信息，判断无人驾驶识别设备是否能够正常运行；步骤12：根据采集的相关的路面信息，判断其准确性；步骤13：根据天气的实时情况和车辆相关设备采集信息的准确度，制定相应的行车策略，再转至步骤1。特别地，将霾的预警情况和沙尘暴强弱等级进行阐述，并提出相应的应对策略。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术提出了针对雾霾、沙尘天气的行车装置结构，能够实时采集相应信息，掌握当前的具体气象情况；(2)本专利技术具体分析了雾霾、沙尘天气对于无人驾驶车辆行车的影响，提出了相应的行车策略，针对不同程度的雾霾和沙尘天气，减少响应时间。附图说明图1为无人驾驶车辆在雾霾、沙尘天气下的行车装置；图2为外置摄像机雨刮器和喷头的安装位置示意图；图3为雾霾、沙尘天气分类示意图；图4为无人驾驶车辆在雾、霾的天气情况下行车方法的步骤流程图；图5为无人驾驶车辆在沙尘的天气情况下行车方法的步骤流程图。具体实施方式如图1所示，无人驾驶车辆在雾霾、沙尘天气下的行车装置包括车载电脑1、空气湿度探测仪2、激光粉尘仪3、能见度仪4、雨刮器装置5、空调设备6，以及路况采集识别设备7，其中能见度仪4、激光粉尘仪3、雨刮器装置5、空调设备6和路况采集识别设备7分别与车载电脑1相连，这些设备的具体描述如下：(1)车载电脑1：用于接收能见度仪4、激光粉尘仪3传送的实时数据信息，然后对这些数据进行分析，得出当前的具体气象信息，再结合路况识别设备传输的数据信息，判断当前天气情况等对无人驾驶识别设备的影响程度，以确认具体的行本文档来自技高网...

【技术保护点】
无人驾驶车辆在雾霾、沙尘天气的行车装置，其特征在于，包括车载电脑、空气湿度探测仪、能见度仪、激光粉尘仪、雨刮器装置、空调设备，以及路况采集识别设备；其中能见度仪、激光粉尘仪、雨刮器装置、空调设备和路况采集识别设备分别与车载电脑相连：(1)车载电脑：用于接收能见度仪、激光粉尘仪传送的实时数据信息，然后对这些数据进行分析，得出当前的具体气象信息，再结合路况识别设备传输的数据信息，确认具体的行车策略，并控制雨刮器装置、空调等相关设备的启停；(2)空气湿度探测仪：用于测量空气中水汽含量，即相对湿度，并将相关信息传输至车载电脑；(3)激光粉尘仪：用于检测空气中的颗粒物质量浓度，并将相应数据传输至车载电脑；(4)能见度仪：用于检测当前气象情况下的水平能见度，并将实时数据传输到车载电脑；(5)雨刮器装置：用于在外置摄像机镜头和车辆前后挡风玻璃外部受到雾气、沙尘的影响下，去除镜片和玻璃表面的雾气或覆盖物；(6)空调设备：用于去除车内前后挡风玻璃上的雾气；该设备接收车载电脑传输的使用信息，根据实际天气情况和温度等，吹出冷风或者热风；(7)路况采集识别设备：用于采集实时路况的信息，包括道路信息、交通标志信号灯等信息，以及周围车辆行驶状况信息和障碍物信息等，由超声波传感器、红外传感器、毫米波雷达、激光雷达、摄像机等组成。...

【技术特征摘要】
1.无人驾驶车辆在雾霾、沙尘天气的行车装置，其特征在于，包括车载电脑、空气湿度探测仪、能见度仪、激光粉尘仪、雨刮器装置、空调设备，以及路况采集识别设备；其中能见度仪、激光粉尘仪、雨刮器装置、空调设备和路况采集识别设备分别与车载电脑相连：(1)车载电脑：用于接收能见度仪、激光粉尘仪传送的实时数据信息，然后对这些数据进行分析，得出当前的具体气象信息，再结合路况识别设备传输的数据信息，确认具体的行车策略，并控制雨刮器装置、空调等相关设备的启停；(2)空气湿度探测仪：用于测量空气中水汽含量，即相对湿度，并将相关信息传输至车载电脑；(3)激光粉尘仪：用于检测空气中的颗粒物质量浓度，并将相应数据传输至车载电脑；(4)能见度仪：用于检测当前气象情况下的水平能见度，并将实时数据传输到车载电脑；(5)雨刮器装置：用于在外置摄像机镜头和车辆前后挡风玻璃外部受到雾气、沙尘的影响下，去除镜片和玻璃表面的雾气或覆盖物；(6)空调设备：用于去除车内前后挡风玻璃上的雾气；该设备接收车载电脑传输的使用信息，根据实际天气情况和温度等，吹出冷风或者热风；(7)路况采集识别设备：用于采集实时路况的信息，包括道路信息、交通标志信号灯等信息，以及周围车辆行驶状况信息和障碍物信息等，由超声波传感器、红外传感器、毫米波雷达、激光雷达、摄像机等组成。2.根据权利要求1所述的无人驾驶车辆在雾霾、沙尘天气的行车装置，其特征在于，所述的激光粉尘仪可以根据实际情况，任意设定采样时间，一般默认时间为10s，车主也可以通过人机交互系统设置采样时间。3.无人驾驶车辆在雾霾、沙尘天气情况下雨刮器装置的使用方法，其特征在于，雨刮器装置的一般工作情况有：(1)被雾气(水汽)覆盖在雾天情况下，若空气中水汽含量过高，无人驾驶车辆的挡风玻璃外部、摄像机镜片被雾气覆盖，摄像机无法采集到清晰可用的图像信息，则要启动雨刮器装置，并且只需要开启雨刮器，喷头不需要开启；(2)被沙尘等颗粒物覆盖在雾霾天气或者沙尘天气下，摄像机镜片或者挡风玻璃上被沙尘覆盖或有沙尘、大颗粒物吸附于镜片或玻璃上，不可直接使用雨刮器，需要先使用喷头，用液体冲洗沙尘等大颗粒物，再用雨刮器将其刮除，以防镜片或玻璃被刮伤，影响使用。4.根据权利要求3所述的雨刮器装置的使用方法，其特征在于：雨刮器和喷头的实际使用周期数是以摄像机采集的图像信息是否可用为依据，即若挡风玻璃或镜片未清除干净，摄像机采集的信息不够准确，则需再次启动雨刮器或者喷头，反复多次，直至采集的图像信息能被采用。5.根据权利要求4所述的雨刮器和喷头，其特征在于：所述的雨刮器在一个周期内的运行速度和运行次数是固定的，一般默认为2秒/次，运行5次为一个周期；所述的喷头的单次喷水量也是固定的，在被颗粒物覆盖时，一般默认连续喷水3次为一个周期；另外，可以根据所在地区的实际情况，利用人机交互系统，对雨刮器一个周期内的运行速度和运行次数进行设置；同样，喷头的单次喷水量和一个周期内的次数也能够进行更改设置。6.无人...

【专利技术属性】
技术研发人员：付云飞，段珏媛，
申请(专利权)人：鄂尔多斯市普渡科技有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15