一种自动驾驶车辆控制系统及方法技术方案

一种自动驾驶车辆控制系统及自动驾驶车辆控制方法，涉及交通控制领域，特别是对封闭区域内自动驾驶车辆的控制，所述系统包括中央控制系统、自动驾驶车辆以及中央控制系统与自动驾驶车辆间的无线通信系统；自动驾驶车辆接受中央控制系统控制，系统作用在一个的专用的道路交通范围内，上述范围有连接其他交通道路或设施的进出口。在此范围内，中央控制系统规划车辆的运行路线，控制车辆进入上述范围并控制车辆按，按规划路线运行，直至驶出此封闭区域。采用本发明专利技术提出的技术方案，可以在特定区域内，控制自动驾驶车辆高效、安全运行。

【技术实现步骤摘要】
一种自动驾驶车辆控制系统及方法
本专利技术涉及交通控制领域，特别是对封闭区域内自动驾驶车辆的控制。
技术介绍
自动驾驶技术已经非常成熟，车辆可以在车载控制系统的控制下完成所有驾驶行为。目前的自动驾驶车辆，是基于单车实现的，既依赖单车上的人工智能系统、视觉计算系统、雷达探测系统、监控系统和全球定位系统等之间的协同合作，使计算机可以自动安全地操作车辆。在当前技术中，自动驾驶车辆作为一个个体，需要主动去发现周边驾驶环境，包括来往车辆、行人、交通信号灯、交警的指挥等，再依照繁复的交通规则，自主决策驾驶行为，这需要大量的外部设备来辅助完成；另外，交通法规的改变也需要对驾驶规则进行必要的更改。随着社会的进步，人们对自动驾驶车辆的需求越来越多，这就要求更加有效地实现车辆的自动驾驶。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效运行的自动驾驶车辆系统，为此，本专利技术采用的技术方案是：一种自动驾驶车辆控制系统，包括中央控制系统、自动驾驶车辆以及中央控制系统与自动驾驶车辆间的无线通信系统；自动驾驶车辆接受中央控制系统控制，通过接收中央控制系统的指令实施驾驶行为；所述自动驾驶车辆控制系统作用在一个专用的道路交通范围内，在此范围内的道路上，只允许接受中央控制系统控制的自动驾驶车辆进入；所述无线通信系统覆盖上述整个范围内所有道路；上述范围有连接其他交通道路或设施的进出口，所述无线通信系统覆盖进出口区域；中央控制系统中存储专用的道路交通范围内的所有道路信息及进出口位置信息，道路信息包括专用的道路交通范围内各路段的长度、转弯位置、转弯的曲线形状、车道数量、路口位置。进一步地，在所述范围内的道路两侧设置通信子单元，分别与中央控制系统和自动驾驶车辆进行通信；在所述范围内的道路上设置车辆识别装置，车辆识别装置经无线通信系统与中央控制系统或/和通信子单元连接；中央控制系统中还存储以下信息：所有通信子单元的标志和位置；所有车辆识别装置的标志和位置。基于上述系统实现的一种自动驾驶车辆控制方法，方法包括以下步骤：A、将请求进入专用的道路交通范围的自动驾驶车辆排序停在进出口区域，将车辆信息、位置和目的地发送给中央控制系统；B、中央控制系统根据收到的车辆位置和目的地确定车辆出口位置，再根据进、出口位置，规划车辆在专用的道路交通范围内的运行路线；C、中央控制系统调整已在专用的道路交通范围内运行的车辆速度，在入口进入的道路最外侧车道上让出车辆进入位置，同时启动排在第一位的请求进入车辆，在请求进入车辆到达车辆进入位置时，该车辆与道路最外侧车道上正在运行的车辆速度一致，进入道路；D、中央控制系统根据道路信息和车辆位置，发送控制指令；车辆接收中央控制系统的指令，按规划路线运行；E、车辆到达出口位置时，中央控制系统控制车辆驶出道路，在进出口区域停车。我们注意到，相对于公路交通，轨道交通具有很大的优势，究其原因，有以下几个条件：1、专用的交通区域，2、规划好的运行路线，3、预定的运行时间，4、专用的运行轨道。如何将上述优势应用到公路交通，是本专利技术的出发点。分析轨道交通的优势条件，其中“专用的运行轨道”不适用于公路交通，但其他三个可以用来借鉴。基于以上考虑，本专利技术的实现基础是“在一个专用的道路交通范围内”实施，在该范围内（受控范围），只允许受控车辆进入，这样可以排除外界干扰；该范围内不设停车位，没有交通信号灯，设置有进出口，连接其他交通道路或设施（如停车位、加油站、充换电站等），车辆通过进出口驶入驶出该范围。离开受控范围后，车辆不再受中央控制系统的控制。为实现中央控制系统与受控的自动驾驶车辆之间的通信，设置覆盖全范围和进出口区域的无线通信网。如果可以满足通信时间要求，无线通信网可以采用公网来实现，也可搭建专用网，如集群通信网络等。为了保证通信的及时有效，在所述范围内的道路两侧设置通信子单元，自动驾驶车辆通过临近的通信子单元与中央控制系统进行通信。自动驾驶车辆进入受控范围之前，首先向中央控制系统发送起始地（进口位置）和目的地，中央控制系统据此规划出车辆在受控范围内的运行路线。根据车辆进入受控范围的要求，在入口的最外侧车道，规划出进入位置，同时启动自动驾驶车辆，进入受控范围。以上，满足了三个条件：1、专用的交通区域，2、规划好的运行路线，3、预定的运行时间。在受控范围内，中央控制系统通过发送指令控制车辆的运行，指令包括转弯（包括角度）、并道（左或右）、变速、速度限制、与前车的设定距离、停车等。变速指令可以包括加速度参数，加速度为正，加速，加速度为负，减速，自动驾驶车辆根据得到的加速度值，计算增加动力或增加制动力的大小。中央控制系统记录每一部进入受控范围内车辆的进入时间、运行线路，并实时计算、验证和更改每部车辆的运行轨迹。由于中央控制系统控制受控范围内每部车的运行速度和线路，知晓其进入时间，因此，理论上可以计算出任意时刻每部车的位置。但由于车辆的进入、变道、经过路口等，车辆的实际运行位置与计算的位置会出现偏差，需要获得车辆的实际位置更改记录，为此，在受控范围内的道路上设置车辆识别装置，如通过摄像机进行车牌识别、通过接收车辆发出的ID码进行识别。识别装置将识别到的车辆信息发送给中央控制系统，中央控制系统根据识别装置的位置和车辆信息，验证和更改车辆运行轨迹。车辆运行期间，中央控制系统根据道路信息（车道数量）、各车道的车辆密度、车辆距出口的距离等因素，控制车辆变道，均衡各车道上的车辆。有益效果：采用本专利技术提出的技术方案，可以在特定区域内，控制自动驾驶车辆高效、安全运行；对自动驾驶车辆的要求低，不用配置太多的辅助设备及复杂的算法；交通规则的改变对系统没有任何影响；没有庞大的交通信号系统需要维护。附图说明图1是系统作用区域，既专用的道路交通范围的示意图，图2-6是车辆进入道路过程中车辆位置示意图，图7-11是车辆变道过程中车辆位置示意图，图12是十字交通路口的示意图，图13是十字交通路口中间区域的网格划分图，图14-17是车辆经过路口过程中车辆位置示意图。图中，除非有说明，车辆的行驶方向为自下向上。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。参看图1，图中实线表示专用的道路交通范围内的道路，方框为进出口区域，无线通信系统覆盖上述所有道路和区域。上述的道路，只允许接受中央控制系统控制的自动驾驶车辆进入，中央控制系统通过无线通信系统，控制进出口区域以及上述道路上的自动驾驶车辆。图中虚线表示连接上述范围的其它车道。在上述道路两侧，设置通信子单元，分别与中央控制系统和自动驾驶车辆进行通信；通信子单元间隔为100-500米。在上述道路上设置车辆识别装置，可识别车辆信息并传给中央控制系统，车辆识别装置的间隔为50-200米。在道路上的特殊位置，如出口位置前50-100米，道路急转弯前50-100米，道路上坡前50-100米，交通路口前都设置车辆识别装置。中央控制系统中存储以下信息：专用的道路交通范围内的所有道路信息及进出口位置信息，道路信息包括专用的道路交通范围内各路段的长度、转弯位置、转弯的曲线形状、车道数量、路口位置；所有通信子单元位置以及所有车辆识别装置的标志和位置。上述内容及自动驾驶车辆，组成了自动驾驶车辆控制系统。在此基础上，实现中央控制系统对自动驾驶车辆的控制。控制方法包括以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动驾驶车辆控制系统，其特征在于：所述系统包括中央控制系统、自动驾驶车辆以及中央控制系统与自动驾驶车辆间的无线通信系统；自动驾驶车辆接受中央控制系统控制，通过接收中央控制系统的指令实施驾驶行为；所述自动驾驶车辆控制系统作用在一个专用的道路交通范围内，在此范围内的道路上，只允许接受中央控制系统控制的自动驾驶车辆进入；所述无线通信系统覆盖上述整个范围内所有道路；上述范围有连接其他交通道路或设施的进出口，所述无线通信系统覆盖进出口区域；中央控制系统中存储专用的道路交通范围内的所有道路信息及进出口位置信息，道路信息包括各路段的长度、转弯位置、转弯的曲线形状、车道数量、路口位置。

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶车辆控制系统，其特征在于：所述系统包括中央控制系统、自动驾驶车辆以及中央控制系统与自动驾驶车辆间的无线通信系统；自动驾驶车辆接受中央控制系统控制，通过接收中央控制系统的指令实施驾驶行为；所述自动驾驶车辆控制系统作用在一个专用的道路交通范围内，在此范围内的道路上，只允许接受中央控制系统控制的自动驾驶车辆进入；所述无线通信系统覆盖上述整个范围内所有道路；上述范围有连接其他交通道路或设施的进出口，所述无线通信系统覆盖进出口区域；中央控制系统中存储专用的道路交通范围内的所有道路信息及进出口位置信息，道路信息包括各路段的长度、转弯位置、转弯的曲线形状、车道数量、路口位置。2.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆控制系统，其特征在于：在所述范围内的道路两侧设置通信子单元，分别与中央控制系统和自动驾驶车辆进行通信；在所述范围内的道路上设置车辆识别装置，车辆识别装置经无线通信系统与中央控制系统或/和通信子单元连接；中央控制系统中还存储以下信息：所有通信子单元的标志和位置；所有车辆识别装置的标志和位置。3.一种自动驾驶车辆控制方法，基于自动驾驶车辆控制系统实现，其特征在于：控制方法包括以下步骤：A、将请求进入专用的道路交通范围的自动驾驶车辆排序停在进出口区域，将车辆信息、位置和目的地发送给中央控制系统；B、中央控制系统根据收到的车辆位置和目的地确定车辆出口位置，再根据进、出口位置，规划车辆在专用的道路交通范围内的运行路线；C、中央控制系统调整已在专用的道路交通范围内运行的车辆速度，在入口进入的道路最外侧车道上让出车辆进入位置，同时启动排在第一位的请求进入车辆，在请求进入车辆到达车辆进入位置时，该车辆与道路最外侧车道上正在运行的车辆速度一致，进入道路；D、中央控制系统根据道路信息和车辆位置，发送控制指令；车辆接收中央控制系统的指令，按规划路线运行；E、车辆到达出口位置时，中央控制系统控制车辆驶出道路，在进出口区域停车。4.根据权利要求3所述的自动驾驶车辆控制方法，其特征在于：所述自动驾驶车辆上安装测距装置，测量与前方车辆的间距，当两车的间距小于设定距离时，后车减速，当两车的距离大于设定间距时，后车加速；设定距离由中央控制系统发送给自动驾驶车辆，默认的设定距离为根据当前速度得出的安全距离；车辆速度的上限由中央控制系统发送给自动驾驶车辆；所述自动驾驶车辆上安装摄像机，辨识车道两侧的道路标线，自动驾驶车辆在车道内行驶时，根据车辆距两条道路标线的距离，自动调整方向，行驶在车道的中...

【专利技术属性】
技术研发人员：左依宁，
申请(专利权)人：左依宁，
类型：发明
国别省市：河北,13