【技术实现步骤摘要】
一种无人驾驶设备和方法
本专利涉及一种无人驾驶设备和方法，解决无人驾驶模式和针对无人驾驶车辆信号控制问题。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案提供出了独特的地面二维码和空中无人驾驶飞行云台导航的模式，全新定义了无人驾驶的实现模式。把地面的无人驾驶看成为是地面寻迹运动或者空中寻迹运动下地面车辆伴行的这一全新概念，而寻迹的路径不同于普通路径，有很多特殊的信息供寻迹运动中提前读取提前控制准备，以此为前提下解决了一系列行驶问题和交通信号控制问题。相对于无形的电子路径带宽地图，无人驾驶对数据分析的主动性，是主动性的用动态测量的数据去比对静态的电子带宽路径地图的相关数据，而不是瞎子摸象式的盲目被动接收数据。同时对不需要的无效数据不做分析运算，无人驾驶需要的不是高精度地图这种大量无效数据，而是高精度带宽路径地图这种有效数据，因此大大降低了控制系统的负担。同时引用了无人机技术来作为地面车辆的导航，把二维行驶变成为三维投影下的二维行驶，革命性的解决了无人驾驶的很多无法解决的桎梏，创造出了全新的无人驾驶技术模式和电子带宽路径地图互联网新概念。
技术介绍
时下的无人驾驶汽车几乎都是使用地面车载传感器，根据全球卫星定位传感器和毫米波雷达以及激光测距传感器等的导航来实现无人驾驶功能。可是地面车载的传感器受高度限制在测量方面受到很多因素的干扰数据不准确，同时在超车方面更加局限。而全球卫星定位传感器数据是面的数据不是路径数据，单独使用全球卫星定位传感器数据有误差，本专利将全球卫星定位传感器数据和多路多角度激光测距传感器以及毫米波雷达测距传感器等种类的测距传感器组合利用，由此建立了独创...
【技术保护点】
1.一种无人驾驶设备和方法，其基本组成包括：有形的由地面二维码串联组成的链式路径地面图标，和无形的由全球卫星定位传感器设备模块、多个测距传感器模块、电子方位角传感器模块、扫码器读取模块、速度传感器和控制系统模块采集的电子带宽路径地图数据集合、无人驾驶地面车辆和导航用无人机飞行云台；其中全球卫星定位传感器设备模块、多个测距传感器模块、电子方位角传感器模块、二维码喷涂和扫码器读取模块、速度传感器和控制系统模块可以配置在无人驾驶地面车辆或者导航用无人机飞行云台上；其特征在于：分为有形的引导地图和无形的引导地图，其中有形的引导地图是对地面二维码路径无人驾驶车辆寻迹，除了寻迹功能外还有读取地面二维码路径上的速度限制信息、停车和启动信号灯传感器信息等，控制系统根据指令从已有的带宽路径地图信息库调取和自动拼接新的自定的带宽路径地图中各个分段的二维码路径,对地面二维码路径出现的问题用无人机辅助导航；有形的引导地图是指由地面喷涂的二维码信息串联排列组合的链式路径地面图标形成有形的路径，其除了可以直接被用于寻迹的导航路径外，其地面二维码信息还包含:限速、减速停车缓冲距离、限制超车、减速、加速、运动方向、延...
【技术特征摘要】
1.一种无人驾驶设备和方法，其基本组成包括：有形的由地面二维码串联组成的链式路径地面图标，和无形的由全球卫星定位传感器设备模块、多个测距传感器模块、电子方位角传感器模块、扫码器读取模块、速度传感器和控制系统模块采集的电子带宽路径地图数据集合、无人驾驶地面车辆和导航用无人机飞行云台；其中全球卫星定位传感器设备模块、多个测距传感器模块、电子方位角传感器模块、二维码喷涂和扫码器读取模块、速度传感器和控制系统模块可以配置在无人驾驶地面车辆或者导航用无人机飞行云台上；其特征在于：分为有形的引导地图和无形的引导地图，其中有形的引导地图是对地面二维码路径无人驾驶车辆寻迹，除了寻迹功能外还有读取地面二维码路径上的速度限制信息、停车和启动信号灯传感器信息等，控制系统根据指令从已有的带宽路径地图信息库调取和自动拼接新的自定的带宽路径地图中各个分段的二维码路径,对地面二维码路径出现的问题用无人机辅助导航；有形的引导地图是指由地面喷涂的二维码信息串联排列组合的链式路径地面图标形成有形的路径，其除了可以直接被用于寻迹的导航路径外，其地面二维码信息还包含:限速、减速停车缓冲距离、限制超车、减速、加速、运动方向、延迟距离停车位置和结合信号灯图像识别传感器的转弯限制以及STOP信号启动图像识别检查十字路口前方和左右路口车辆通行等内容信息，可以是即时动作信息也可以是延迟动作信息，可以是相对于地面运动指示方向垂直无偏角信息也可以是可以是相对于地面运动指示方向垂直有具体偏角数值的信息，可以由扫码器或者视觉传感器读取，可以被喷码设备喷涂在道路上；无形的引导地图是指多个相互间呈相对位置角度固定关系的距离传感器和全球定位系统建立以及各个采样点位或者采样时间段速度和方位角的电子地图带宽路径数据库，由车辆或者飞行器上的传感器读取或者记录存储数据；因为有多组测距传感器的沿着运动方向规律的呈中间和偏左偏右对称分布，由此形成电子地图的带状有宽度的路径数据；因为是同一个时间点下的多组数据，因此每组数据单独和数据库的相应数据比对，一旦其中某组数据达到和数据库的匹配合格率则视为该点位所有数据都符合数据库的匹配合格率，同时对于在匹配合格条件下发现的运动偏差自动动态误差修正；以上两种带宽路径地图数据可以单独使用也可以同时并用，在并用模式下的作用关系是原则上平行并列，在具体无人驾驶寻迹采样中按照地面有形的引导地图优先使用，无形的引导地图辅助配合使用的原则使用这两种地图导航信息；全球卫星定位传感器设备模块、多个测距传感器模块、电子方位角传感器模块、二维码喷涂和扫码器读取模块、速度传感器和控制系统模块可以设置在地面无人驾驶车辆上也可以设置在飞行器上，其中的多个测距传感器的在工作状态条件下可以设定相对位置和角度与车辆或者飞行云台固定，电子带宽路径地图数据包也可以和地面的二维码数据信息关联。2.根据上述权利要求所述的一种无人驾驶设备和方法，其特征在于：在一般条件下无人驾驶车辆执行对地面二维码路径的寻迹运动，但是在如下条件下可以自动启动与地面无人驾驶车辆配载的无人机开启导航模式，此时无人驾驶车辆接受无人机的导航执行相对于无人机的伴行运动；此情况为：A,在地面二维码路径数据缺失条件下；B,分段的地面二维码路径不连续，在衔接处的数据缺失条件下；C,在超车前不能确定被超车辆前方有没有空车位，或者变换车道继续同方向行驶，或者避障行驶的条件下；超车运动模式：在无人驾驶循迹运行模式中的电子带宽路径地图上可以有速度范围标签设置，导航飞行云台上配置有速度传感器和控制器，地面伴行车辆无人驾驶的过程中如果遇到正前方有同行的同方向路径阻挡车辆，则刚开始会减速沿着既定的电子带宽路径地图行驶，此状态运行达到控制系统设定的上限时间期限后，如果前方同向阻挡车辆依然存在，且此时控制系统分析此循迹模式的电子带宽路径地图的区段内没有不能超车情况的路径地图标签约束，则导航飞行云台开始执行超车运动模式，这时导航飞行云台作为上位机，无人驾驶车辆为下位机，如果原模式是普通车辆对地面二维码路径寻迹，这时就自动接收无人机导航信息放弃地面二维码路径导航；此时导航飞行云台可以使用视觉传感器扫描超车路径区域内有无其他车辆和前方一定距离内有无会车，以及被超车辆前方安全距离的区域范围内还有没有能够切入的路径行驶车距空间，以决定是否执行超车模式；如果发现有其他车辆可能通过此超车路径区域或者可以计划被超车辆安全距离内的前方还有其他车辆则可以暂停执行超车运动模式；如果没有问题则控制器驱动打开地面车辆此方向转向灯，控制驱动地面无人驾驶车辆开始沿着被超车辆的左侧或者右侧（根据国别的交通法规）在保持和被超车辆设定安全车距的条件下加速超越后在被超车辆前方回归到原来的车道，然后启动车辆对地面二维码的识别装置的导航功能，完成此次超车模式；其间无人机可以替代地面无人驾驶车辆执行无形电子路径带宽地图导航或者有形地面二维码路径导航，也可以快速飞越被超车辆，在被超车辆前方一定车距的设定高度下启动视觉传感器，在寻迹电子路径带宽地图飞行的同时检测地面二维码的位置，导航作为下位机的地面无人驾驶车辆超车后跟进导航的无人机，且在无人机的导航下运行在地面二维码上，最终使用车载传感器读取地面二维码寻迹运动；变换车道继续同方向行驶模式：此时飞行云台自动启动，接管原来地面无人驾驶车辆的对地面二维码路径的导航运动模式，改为飞行云台导航模式，此时导航飞行云台可以使用视觉传感器扫描地面车辆按照交通规则变车道方向一定距离范围内有无其他车辆，检查数据库该区域能否变道，以决定是否执行变换车道继续同方向行驶模式；如果发现有其他车辆阻碍则暂停变换车道继续同方向行驶模式，反之则控制器驱动打开地面车辆此方向转向灯，驱动控制地面无人驾驶车辆开始伴行被导航飞行器同向一定的距离执行变换车道继续同方向平行行驶；此时无人机可以在原车道的路径上替代地面无人驾驶车辆执行无形电子路径带宽地图导航或者有形地面二维码路径导航，在完成结束变换车道继续同方向行驶模式时地面无人驾驶车辆在控制系统驱动下，在飞行器导航下恢复并入原来车道，其上的地面二维码传感器扫面地面二维码路径信息接管无人机导航，结束该次变换车道继续同方向行驶模式；避障运动模式：此时的避障绕行不同与超车，是针对路径上的障碍物，这时首先由车前方的距离传感器通过分析该障碍物的相对速度和运动方向判断其是运动的还是静止的物体，如果是静止的则可以停车等待到一定时间后再如超车模式那样转弯通过障碍物；如果是运动的障碍物则停车等障碍消失后继续原方向路径行驶；在启动绕行静止的障碍物以前自动启动信号视觉传感器，如感测到有STOP路牌则暂停避障绕行工作模式继续等待直至前方障碍物消失或者STOP路牌信号消失；D,在停车场地范围自动寻找停车位条件下或者启动无人驾驶车辆使其自动寻找主人的接人模式下；E,其他需要无人机作为辅助参考寻迹运行条件下。3.根据上述任何一项权利要求所述的一种无人驾驶设备和方法，其特征在于：无人机导航可以有两种方式：a,在有地图带宽路径数据条件下：自动下载存储电子地图信息以此设定即将运行使用的准备电子带宽路径地图数据，此数据和地面二维码路径信息存在关联性，此电子带宽路径地图数据带有全球定位数据作为标签的测距传感器飞行高度，以及此高度条件下的各个点位或者时段工作频率下顺序的测距传感器的方位角和数量和速度和运动方位角的数据信息，寻迹运动中根据此下载地图且设定的路径信息的数据库信息匹配比对实际测量的数据进行虚拟寻迹飞行，在数据比对过程中只有相同或者一定半径区域范围内的全球定位数据作为标签的下的数据才能进行比对，也就是说在此工作条件下无人驾驶系统主要实时下载车辆或者无人机的全球定位数据，以此作为关键词或者标签调取数据库中的已经设定需要的地图带宽路径的相应位置点或者路径相对时间段和速度方位角的具体数据；此测量距离传感器在无人驾驶车辆或者飞行云台上以某一个参考点为相对坐标原点，如果以车头方向为Y轴那就以此垂直的X轴方向分别设置多套带有相对固定位置关系的距离传感器，由此各套传感器在运动过程中就建立了一个相对于运动方向垂直的横向的带有参考点和其横向左右位置宽度电子路径的带宽地图；而沿着虚拟电子带宽路径地图的寻迹运动过程，就是一个用多套以车头方向为Y轴那就以此垂直的X轴方向，分别设置多套带有相对固定位置关系的距离传感器测量的动态数据相对于电子路径带宽地图数据，沿着中间线在循迹运动中动态缩小误差纠偏的的过程；如果临时性缺失了即时的全球定位数据信息，则控制系统根据之前的比对成功的数据信息在地图带宽路径数据库中的相对位置，自动比对其链式路径数据中后面时钟频率标签下后一定距离范围内的数据点或者时间段的数据波形曲线以及运动方位角和速度和惯性数据；比对的数据可以是单位时间点的数据或者是单位时间段的数据波动曲线，此时地面无人驾驶车辆接受无人机导航与之同步伴行；b.在没有下载地图带宽路径数据条件下：自动设定带有全球定位数据作为标签的测距传感器飞行高度，以及此高度条件下的各个测距传感器的方位角距离和数量以及运动速度和方位角，在人为遥控模式下执行运行且记录所有传感器数据建立和存储运行过程中的路径数据库，记录的数据可以是单位时间点的数据或者是单位时间段的数据波动曲线；对无形电子带宽路径地图的建模可以是人工驾驶带有车载传感器车辆的方式，或者人工驾驶地面车辆使得飞行云台和其上的传感器模块保持相对角度和距离固定关系的伴行方式，或者直接遥控带有传感器的飞行云台的运动建模方式，也可以是带有传感器的飞行云台以出发点为轴心向外做...
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