一种基于高速公路路况的自动驾驶货车控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于高速公路路况的自动驾驶货车控制系统，属于汽车自动化技术领域，涉及到一种安装在货车上并能在高速公路上自动驾驶的自动驾驶货车控制系统，包括纵向控制模块、横向控制模块、人机交互模块和紧急预警模块四个部分。四个部分工作指令由车载处理器发出，各自配合控制，实现货车自动驾驶。本发明专利技术将货车与道路边线、道路车辆、高速公路路况通过通信技术结合起来，能有效缓解司机的疲劳驾驶，降低高速公路上因货车而导致的事故几率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高速公路路况的自动驾驶货车控制系统
本专利技术属于汽车自动化
，尤其涉及一种基于高速公路路况的自动驾驶货车控制系统。
技术介绍
研究表明，当驾驶员遇到突发情况时，驾驶员从眼睛感知异常状况到手脚做出行动需要约0.6秒，加上汽车传统液压制动约0.6秒的响应时间，总共需要约1.2秒的反应时间。如果以120km/h的车速来算，汽车行驶距离约40米。但采用自动驾驶系统，计算机可在约0.1秒发现危险，到完成制动总共只要约0.2秒。在相同时速下，行驶距离仅约为7米。自动驾驶使汽车行驶的安全性更高。基于高速公路路况的自动驾驶货车控制系统，它解决了现代社会中最为常见、危险、也是最为枯燥的驾驶环节的驾驶任务。
技术实现思路
本专利技术针对传统货车行驶时间长容易导致疲劳而引发交通事故，基于高速公路路况，提供了一种基于高速公路路况的自动驾驶货车控制系统。目的在于减少因货车而导致的高速公路事故。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于高速公路路况的自动驾驶货车控制系统，包括车载处理器、紧急处理模块、横向控制模块、人机交互模块、纵向控制模块，车载处理器接收紧急处理模块、横向控制模块、人机交互模块、纵向控制模块的信号，并对紧急处理模块、横向控制模块、人机交互模块、纵向控制模块发出指令；紧急处理模块包括紧急提醒报警器、紧急情况监测器，紧急情况监测器对货车行驶过程中的危险信号进行监测，并将监测结果传送到车载处理器，紧急提醒报警器接收来自车载处理器的信号并发出预警提示；纵向控制模块包括雷达和视觉传感器，雷达将货车前、后方的车辆的驾驶速度信息反馈给车载处理器，视觉传感器将货车前方的车辆的行驶方位信息反馈给车载处理器；人机交互模块包括转换器、接收器，转换器负责控制货车在自动驾驶和手动驾驶模式之间切换，并将货车行驶时的速度、位置信息传给车载处理器，接收器负责接收来自车载处理器的关于货车行驶速度的指令,控制货车在稳定行驶时的速度大小以及超车时加速度大小；横向控制模块包括视觉传感器、转向系统、位置传感器，位置传感器负责提供货车的当前位置信息，视觉传感器扫描道路边线及高速公路车道线信息，并反馈给车载处理器，车载处理器计算出道路边线和高速公路车道线曲率信息后将该信息传递给转向系统，转向系统结合位置传感器的位置信息可计算出方向盘的转动方向及角度，回馈给车载处理器后控制货车的转向。达到货车在横向位置的安全行驶。按上述技术方案，所述视觉传感器扫描道路边线及高速公路车道线信息，其算法包含OPENCV中的霍夫变换单目识别。按上述技术方案，所述接收器负责接收来自车载处理器的关于货车行驶速度的指令,其具体为车载处理器通过利用比例积分微分闭环控制将获取的车速数据与设定车速比较，实现对货车行驶速度的控制。按上述技术方案，横向控制模块包括2个道路边线及车道线识别仪，分装在货车左侧、右侧，用于识别和计算货车两旁的道路边线及高速公路车道线信息。按上述技术方案，纵向控制模块包括2个雷达，分装在货车前、后，分别感应货车前、后方车辆的速度及距离信息。本专利技术产生的有益效果是：本专利技术基于高速公路路况的自动驾驶货车控制系统，可以在自动驾驶与手动驾驶两种模式之间切换，当遇到大雨、大雪、大雾等恶劣天气时，本系统紧急预警模块会发出蜂鸣等警报来提醒驾驶员进行手动驾驶，并且当与前车距离小于安全行车距离时，使货车能够采取紧急制动保证驾驶员安全。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例基于高速公路路况的自动驾驶货车控制系统示意图；图2是本专利技术实施例中货车在高速公路行驶示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例中，提供一种基于高速公路路况的自动驾驶货车控制系统，如图1所示，包括车载处理器1、紧急处理模块2、横向控制模块3、人机交互模块4、纵向控制模块5，车载处理器接收紧急处理模块、横向控制模块、人机交互模块、纵向控制模块的信号，并对紧急处理模块、横向控制模块、人机交互模块、纵向控制模块发出指令；紧急处理模块包括紧急提醒报警器6、紧急情况监测器7，紧急情况监测器对货车行驶过程中的危险信号进行监测，并将监测结果传送到车载处理器，紧急提醒报警器接收来自车载处理器的信号并发出预警提示；纵向控制模块包括雷达8和视觉传感器9，雷达将货车前、后方的车辆的驾驶速度信息反馈给车载处理器，视觉传感器将货车前方的车辆的行驶方位信息反馈给车载处理器；人机交互模块包括转换器10、接收器11，转换器负责控制货车在自动驾驶和手动驾驶模式之间切换，并将货车行驶时的速度、位置信息传给车载处理器，接收器负责接收来自车载处理器的关于货车行驶速度的指令,控制货车在稳定行驶时的速度大小以及超车时加速度大小；横向控制模块包括视觉传感器、转向系统12、位置传感器13，位置传感器负责提供货车的当前位置信息，视觉传感器扫描道路边线及高速公路车道线信息，并反馈给车载处理器，车载处理器计算出道路边线和高速公路车道线曲率信息后将该信息传递给转向系统，转向系统结合位置传感器的位置信息可计算出方向盘的转动方向及角度，回馈给车载处理器后控制货车的转向。达到货车在横向位置的安全行驶。按上述技术方案，所述视觉传感器扫描道路边线及高速公路车道线信息，其算法包含OPENCV中的霍夫变换单目识别。按上述技术方案，所述接收器负责接收来自车载处理器的关于货车行驶速度的指令,其具体为车载处理器通过利用比例积分微分闭环控制将获取的车速数据与设定车速比较，实现对货车行驶速度的控制。按上述技术方案，横向控制模块包括2个道路边线及车道线识别仪，分装在货车左侧、右侧，用于识别和计算货车两旁的道路边线及高速公路车道线信息。按上述技术方案，纵向控制模块包括2个雷达，分装在货车前、后，分别感应货车前、后方车辆的速度及距离信息。如图2所示，当视觉传感器检测到道路曲率发生变化，视觉传感器将道路信息反馈给车载处理器，车载处理器结合道路曲率信息计算出方向盘的转动方向及大小，实现方向盘的转动。当货车14行驶时碰见图2中前方有车辆左右两道无车辆时，车载处理器可发出命令使货车先向左变道进行超车。图2中，可见所述的高速公路车道线15，被车道线识别仪标记后的高速公路车道线16，货车前方行驶车辆17，被车道线识别仪标记后的道路边线18，行驶过程中，视觉传感器检测到前方曲率持续无规律变化，将判断为前方道路为急弯，自动驾驶系统将主要减速到安全行驶速度并会通过紧急预警装置发出急弯警报提醒司机。当在高速公路上行驶过程中，司机没有通过人机交互模块设置自动驾驶，本系统的视觉传感器、雷达、车载处理器和紧急预警模块将配合进行工作，检测到急弯，隧道等将会通过语音提醒货车司机，在货车与其他车辆的距离小于安全距离时也将会通过语音提示货车司机，此时其他模块不会工作。本专利技术借助于视觉传感器对道路边线车道线的识别，运用雷达监测其他车辆，给货车提供了一个安全的驾驶环境，有效的减少了长期驾驶带来的疲劳，从而减少了了高速公路上的交通事故，节省了因不恰当驾驶损失的能源，保障了人们的生命财产安全。应当理解的是，对本领域普通技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于高速公路路况的自动驾驶货车控制系统，其特征在于，包括车载处理器、紧急处理模块、横向控制模块、人机交互模块、纵向控制模块，车载处理器接收紧急处理模块、横向控制模块、人机交互模块、纵向控制模块的信号，并对紧急处理模块、横向控制模块、人机交互模块、纵向控制模块发出指令；紧急处理模块包括紧急提醒报警器、紧急情况监测器，紧急情况监测器对货车行驶过程中的危险信号进行监测，并将监测结果传送到车载处理器，紧急提醒报警器接收来自车载处理器的信号并发出预警提示；纵向控制模块包括雷达和视觉传感器，雷达将货车前、后方的车辆的驾驶速度信息反馈给车载处理器，视觉传感器将货车前方的车辆的行驶方位信息反馈给车载处理器；人机交互模块包括转换器、接收器，转换器负责控制货车在自动驾驶和手动驾驶模式之间切换，并将货车行驶时的速度、位置信息传给车载处理器，接收器负责接收来自车载处理器的关于货车行驶速度的指令,控制货车在稳定行驶时的速度大小以及超车时加速度大小；横向控制模块包括视觉传感器、转向系统、位置传感器，位置传感器负责提供货车的当前位置信息，视觉传感器扫描道路边线及高速公路车道线信息，并反馈给车载处理器，车载处理器计算出道路边线和高速公路车道线曲率信息后将该信息传递给转向系统，转向系统结合位置传感器的位置信息可计算出方向盘的转动方向及角度，回馈给车载处理器后控制货车的转向。...

【技术特征摘要】
1.一种基于高速公路路况的自动驾驶货车控制系统，其特征在于，包括车载处理器、紧急处理模块、横向控制模块、人机交互模块、纵向控制模块，车载处理器接收紧急处理模块、横向控制模块、人机交互模块、纵向控制模块的信号，并对紧急处理模块、横向控制模块、人机交互模块、纵向控制模块发出指令；紧急处理模块包括紧急提醒报警器、紧急情况监测器，紧急情况监测器对货车行驶过程中的危险信号进行监测，并将监测结果传送到车载处理器，紧急提醒报警器接收来自车载处理器的信号并发出预警提示；纵向控制模块包括雷达和视觉传感器，雷达将货车前、后方的车辆的驾驶速度信息反馈给车载处理器，视觉传感器将货车前方的车辆的行驶方位信息反馈给车载处理器；人机交互模块包括转换器、接收器，转换器负责控制货车在自动驾驶和手动驾驶模式之间切换，并将货车行驶时的速度、位置信息传给车载处理器，接收器负责接收来自车载处理器的关于货车行驶速度的指令,控制货车在稳定行驶时的速度大小以及超车时加速度大小；横向控制模块包括视觉传感器、转向系统、位置传感器，位置传感器负责提供货车的当前位置信息，视觉传感器扫描道路边线及高速公路车道线信...

【专利技术属性】
技术研发人员：李顺喜，全兴，孙健，毕保花，王冰清，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42