一种智能驾驶汽车车队协同控制系统技术方案

一种智能驾驶汽车车队协同控制系统，用于降低行驶中车队驾驶员的操作强度。它包括头车、后车以及车载控制单元，车载控制单元包括差分定位模块及其天线、感知模块、无线模块及其天线、无线通话模块、入队按钮、解散按钮、工控机、交换机和显示模块，差分定位模块及其天线，定位车队车辆位置；感知模块为跟车行驶提供环境数据；无线模块及其天线，用于和其他车辆进行数据交换；无线通话模块提供语音通话功能；入队按钮用于建立车队；解散按钮用于解散车队；工控机，用于运行车队协同控制软件；显示模块，显示车队信息，交换机与工控机、差分定位模块、无线模块以及感知模块之间通过以太网通信。该系统可以减轻车队中驾驶员的操作强度。

A Collaborative Control System for Intelligent Driving Vehicle Fleet

An intelligent driving vehicle fleet cooperative control system is used to reduce the operation intensity of the drivers in the driving fleet. It includes the head car, rear car and on-board control unit. The on-board control unit includes differential positioning module and its antenna, sensing module, wireless module and antenna, wireless communication module, queue entry button, dissolution button, industrial computer, switch and display module, differential positioning module and its antenna to locate the vehicle position of the convoy, and the sensing module provides environmental data for vehicle following. The wireless module and its antenna are used for data exchange with other vehicles; the wireless module provides voice communication function; the entry button is used to establish the fleet; the dissolution button is used to dissolve the fleet; the industrial computer is used to run the fleet cooperative control software; the display module displays the fleet information, and between the switch and the industrial computer, the differential positioning module, the wireless module and the sensing module. Communicate through ethernet. The system can reduce the driver's operating intensity in the fleet.

【技术实现步骤摘要】
一种智能驾驶汽车车队协同控制系统
本专利技术涉及智能驾驶
，具体地说是一种智能驾驶汽车车队协同控制系统。
技术介绍
目前随着物流、客运等行业的发展，经常出现多辆车辆同时同路段组成车队行驶的场景。当前，车队的形式完全依靠驾驶员的驾驶，驾驶员必须保持注意力才能保证车队有序行驶，此时驾驶员的驾驶负担较大。因此对于行驶中的车队，有必要引入一种协同控制系统，降低驾驶员操作强度，提高行驶效率。车队协同控制系统，是指在保证安全的前提下，通过智能驾驶相关技术,利用高速公路等有利条件，将若干单车组成柔性车队，由第一辆车(头车)带领，后续若干单车(后车)依次跟随头车行驶，可有效减少人为因素所导致的交通事故，简化交通复杂度，降低交通拥堵，提高行驶速度，并在此基础上节约能源，减少交通污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种智能驾驶汽车车队协同控制系统，用于降低行驶中车队驾驶员的操作强度。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种智能驾驶汽车车队协同控制系统，其特征是，它包括头车、若干后车以及设置在头车与后车上的车载控制单元，车载控制单元包括差分定位模块及其天线、感知模块、无线模块及其天线、无线通话模块、入队按钮、解散按钮、工控机、交换机和显示模块，差分定位模块及其天线，采用RTK差分定位方式，具有惯性导航系统，用于精确定位车队车辆所在位置，差分定位模块与天线之间信号连接；感知模块为跟车行驶提供环境数据；无线模块及其天线，使用DSRC短程通信技术，天线安装在车辆顶部，用于和车队中的其他车辆进行数据交换；无线模块与天线信号连接；无线通话模块提供驾驶员之间的语音通话功能，便于驾驶员及时了解其他人员和车辆情况；入队按钮用于头车建立车队或后车申请入队或头车同意入队/出队；解散按钮用于头车解散整个队伍或后车申请出队；工控机，用于运行车队协同控制软件；协同控制软件包含定位模块、柔性协同模块和自动驾驶模块；定位模块用于确定车辆当前的地理位置；柔性协同模块用于动态管理车辆的入队、跟车、出队，以及车队的解散；自动驾驶模块用于融合传感器数据判断当前道路情况，根据头车和前车情况自动控制本车线控系统，按照头车路线和当前情况自动驾驶；显示模块，用于显示当前车队信息和本车车辆信息，包括车队中的车辆的数量、各个车辆行驶路线、行驶速度、预警情况和本车状态，显示模块通过VGA与工控机信号连接；交换机与工控机、交换机与差分定位模块、交换机与无线模块以及交换机与感知模块之间通过以太网通信连接。进一步地，感知模块包括机器视觉传感器、毫米波雷达传感器、激光雷达传感器等多种传感器，用于融合识别前方车辆、道路标线、限速标志、侧方车辆、后方车辆、四周障碍物距离。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种智能驾驶汽车车队协同控制系统，可以实现车队的柔性管理，可动态入队、出队；仅需头车驾驶员保持注意力，后车仅需要安全员，且在车辆的正常行驶中安全员大多数情况下处于非操作状态，因此操作强度小。附图说明图1为车队组列形式示意图；图2为车载控制单元的结构图。具体实施方式如图1至图2所示，本专利技术主要包括头车、若干后车以及设置在头车和后车上的车载控制单元，头车和后车自前向后依次排列，下面对车载控制单元的结构及工作原理进行详细描述。车载控制单元包括差分定位模块及其天线、感知模块、无线模块及其天线、无线通话模块、入队按钮、解散按钮、工控机、交换机和显示模块。差分定位模块及其天线，采用RTK差分定位方式，具有惯性导航系统，能够精确定位车队车辆所在位置，定位频率大于或等于10Hz。差分定位模块与天线之间信号连接。感知模块包括机器视觉传感器、毫米波雷达传感器、激光雷达传感器等多种传感器，用于融合识别前方车辆、道路标线、限速标志、侧方车辆、后方车辆、四周障碍物距离，为跟车行驶提供环境数据。无线模块及其天线，使用DSRC短程通信技术，天线安装在车辆顶部合适位置，用于和车队中的其他车辆进行数据交换；无线模块与天线信号连接。无线通话模块提供驾驶员之间的语音通话功能，便于驾驶员及时了解其他人员和车辆情况。入队按钮用于头车建立车队或后车申请入队或头车同意入队/出队。解散按钮用于头车解散整个队伍或后车申请出队。工控机，用于运行车队协同控制软件；协同控制软件包含定位模块、柔性协同模块和自动驾驶模块。定位模块用于确定车辆当前的地理位置。柔性协同模块用于动态管理车辆的入队、跟车、出队，以及车队的解散。自动驾驶模块用于融合传感器数据判断当前道路情况，根据头车和前车情况自动控制本车线控系统，按照头车路线和当前情况自动驾驶。显示模块，用于显示当前车队信息和本车车辆信息，包括车队中的车辆的数量、各个车辆行驶路线、行驶速度、预警情况和本车状态，显示模块通过VGA与工控机信号连接。交换机用来连接工控机、差分定位模块、无线模块和感知模块，它们之间使用以太网通信。后车支持线控系统，线控系统能够通过CAN总线控制车辆转向、加速和减速、制动、灯光的车辆控制系统。线控系统与CAN接口信号连接，CAN接口通过以太网与工控机信号连接。下面对本专利技术的工作原理进行描述：(1)车队的所有车辆依次在道路上排列并停车等候，头车行驶到车队的队首；(2)头车通过入队按钮建立车队，建立车队后，头车车载控制单元立即通过无线模块广播车队信息，车队信息包括头车名称、车牌号、地理位置信息、最小跟车距离和目的地，并等待其他车辆申请入队；(3)其他车辆的无线模块接收到车队信息后，在显示器上显示车队信息，安全员通过点击入队按钮申请加入车队。头车驾驶员根据实际需要，同意或拒绝后车入队申请。(4)车队建立完成后，头车通过无线通话模块，通知后车安全员做好准备，所有车辆准备完成后，头车开始驾驶员操作车辆开始行驶，后车自动根据前车轨迹行驶；(5)行驶过程中，前车驾驶员根据实际需要，控制车辆行驶速度、超车并线，后车自动驾驶系统根据前车车速、轨迹动作和本车车辆周围环境，依次行驶，适时超车并线；(6)当头车遇到紧急或其他情况需要停止行驶时，随时可操作头车停车，其他车辆依次停止；(7)如果后车需要出队时，后车驾驶员通过无线通话模块告知头车驾驶员，并在合适时机接管车辆，并控制车辆变道出队，头车车载控制单元可立刻检测到有车辆退出自动驾驶模式，并出队，则减少后车数量，同时通知所有后车有车辆出队，出队车辆的后方车辆自动填补缺失位置；(8)当有车辆需要入队时，准备入队驾驶员操作车辆变道插入车队中或紧跟车队后方，根据显示器上的车队信息，按下申请入队按钮，头车驾驶员根据情况准许入队，准备入队车辆的车载控制单元接受到入队许可后，启动自动驾驶系统，并通知驾驶员入队完成，进入自动驾驶模式；(9)头车到达目的地，根据实际道路情况，在合适位置停车，后车自动停止并依次排开，头车通过语音广播通知驾驶员准备接管车辆，头车按下解散按钮，预备解散车队，后车显示模块上显示预备解散，等待所有后车安全员接管车辆并按下解散按钮确认解散，前车接受到全部后车的解散确认后，再次按下解散按钮，解散车队。本专利技术可以实现车队的柔性管理，可动态入队、出队；仅需头车驾驶员保持注意力，后车仅需要安全员，且在车辆的正常行驶中安全员大多数情况下处于非操作状态，因此操作强度小。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能驾驶汽车车队协同控制系统，其特征是，它包括头车、若干后车以及设置在头车与后车上的车载控制单元，车载控制单元包括差分定位模块及其天线、感知模块、无线模块及其天线、无线通话模块、入队按钮、解散按钮、工控机、交换机和显示模块，差分定位模块及其天线，采用RTK差分定位方式，具有惯性导航系统，用于精确定位车队车辆所在位置，差分定位模块与天线之间信号连接；感知模块为跟车行驶提供环境数据；无线模块及其天线，使用DSRC短程通信技术，天线安装在车辆顶部，用于和车队中的其他车辆进行数据交换；无线模块与天线信号连接；无线通话模块提供驾驶员之间的语音通话功能，便于驾驶员及时了解其他人员和车辆情况；入队按钮用于头车建立车队或后车申请入队或头车同意入队/出队；解散按钮用于头车解散整个队伍或后车申请出队；工控机，用于运行车队协同控制软件；协同控制软件包含定位模块、柔性协同模块和自动驾驶模块；定位模块用于确定车辆当前的地理位置；柔性协同模块用于动态管理车辆的入队、跟车、出队，以及车队的解散；自动驾驶模块用于融合传感器数据判断当前道路情况，根据头车和前车情况自动控制本车线控系统，按照头车路线和当前情况自动驾驶；显示模块，用于显示当前车队信息和本车车辆信息，包括车队中的车辆的数量、各个车辆行驶路线、行驶速度、预警情况和本车状态，显示模块通过VGA与工控机信号连接；交换机与工控机、交换机与差分定位模块、交换机与无线模块以及交换机与感知模块之间通过以太网通信连接。...

【技术特征摘要】
1.一种智能驾驶汽车车队协同控制系统，其特征是，它包括头车、若干后车以及设置在头车与后车上的车载控制单元，车载控制单元包括差分定位模块及其天线、感知模块、无线模块及其天线、无线通话模块、入队按钮、解散按钮、工控机、交换机和显示模块，差分定位模块及其天线，采用RTK差分定位方式，具有惯性导航系统，用于精确定位车队车辆所在位置，差分定位模块与天线之间信号连接；感知模块为跟车行驶提供环境数据；无线模块及其天线，使用DSRC短程通信技术，天线安装在车辆顶部，用于和车队中的其他车辆进行数据交换；无线模块与天线信号连接；无线通话模块提供驾驶员之间的语音通话功能，便于驾驶员及时了解其他人员和车辆情况；入队按钮用于头车建立车队或后车申请入队或头车同意入队/出队；解散按钮用于头车解散整个队伍或后车申请出队；工控机，用于运行车队协同控制软件；协同控...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗映，刘飞，丁洪磊，
申请(专利权)人：山东派蒙机电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37