一种车路驾驶任务智能化分配系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种车路驾驶任务智能化分配系统和方法，以实现车辆运行和控制，提高整个交通系统的安全性，确保CAVH系统效率、智能、可靠性和鲁棒性。车路驾驶任务智能化分配系统用于分配、安排和分发智能网联交通系统内用于控制和维持车辆运行的功能；所述车路驾驶任务智能化分配系统包括感知、通信和控制组件，通过路段和节点相连；所述智能网联交通系统用于控制和维持车辆运行的功能包括感知、交通驾驶行为预测和管理、规划和决策、车辆控制。本发明专利技术同时提供了定义CAVH系统智能及其等级的方法。所述方法基于车辆自动化和道路设施自动化两个层级。

An intelligent assignment system and method of vehicle driving task

【技术实现步骤摘要】
一种车路驾驶任务智能化分配系统和方法
本专利技术涉及一种为智能网联交通系统(Connectedautomatedvehiclehighway(CAVH)system)分配、安排和分发特定类型功能和智能的系统和方法，以实现车辆运行与控制，提高整个交通系统的安全性，确保系统的效率性、智能化、可靠性和鲁棒性。所述专利技术同时提供了定义CAVH系统智能功能及其等级的方法，主要基于两个维度：车辆智能化和道路设施智能化。
技术介绍
自动驾驶车辆，具有感知周边环境、检测障碍、在没有人操作下实现巡航的功能，但目前仍处于发展阶段。目前，自动驾驶车已投入试验，但仍未投入大规模商用。现存实现车辆自动驾驶的方法需要昂贵且复杂的车载系统、多样化传感系统，并且高度依赖于车辆的传感器和控制系统。这也导致自动驾驶车的实施变成一项持续性的挑战。已公开的专利(申请号：CN201711222257.1，以及美国专利申请号15/628,331，美国专利申请号62/626,862，美国专利申请号62/627,005和美国专利申请号62/655,651)中提出了一种代替性的系统和方法，即智能网联交通系统。本专利技术所提出的系统和智能分配方法，适用于不同组合的智能道路设施系统(IntelligentRoadInfrastructureSystem,IRIS)和车辆的自动化，以实现交通和车辆系统的效率，进而实现更优化和强壮的智能网联交通系统(Connectedandautomatedvehiclehighwaysystem)的车辆运营与控制。本专利技术提供了实现系统效能的通用CAVH系统和智能分配方法，同时提供所述车辆和交通集成系统的具体方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种车路驾驶任务智能化分配系统和方法，为智能网联交通系统分配、安排和分发特定类型功能和智能。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种车路驾驶任务智能化分配系统，该系统用于分配、安排和分发智能网联交通系统内用于控制和维持车辆运行的功能；所述车路驾驶任务智能化分配系统包括感知、通信和控制组件，通过路段和节点相连；所述智能网联交通系统内用于控制和维持车辆运行的功能包括感知、交通驾驶行为预测和管理、规划和决策、车辆控制。所述智能网联交通系统内的车辆包括智能网联车辆和非智能网联车辆；智能网联车辆和非智能网联车辆包括人工驾驶车辆、自动驾驶车辆和网联车辆。所述路段和节点与相邻路段和节点具有重叠的感知和控制区域，以实现智能网联车辆在相邻路段和节点之间的切换。所述智能网联交通系统包括四种控制等级：1)车辆级；车辆级包含具有车载系统或应用程序的车辆，以运行车辆动力系统来获取来自于路测单元的路上协调指令；2)路侧单元级；路侧单元级包括由路侧单元管理的路段和节点，负责感知和控制车辆；其中，感知包括来自于激光雷达和/或雷达传感器的信息，或采用计算机视觉或其它相关系统的信息，以实现路段和节点的全面信息感知。路侧单元级在感知后，为车辆执行自动驾驶提供路上协调，包括管理冲突避让、路线执行、换道协调和高解析度诱导的指令；3)交通控制单元级；交通控制单元级包括由一个交通控制单元管理的多个路侧单元；其中，交通控制单元负责更新移动物体的动态地图，为连续的自动驾驶协调路侧单元间的控制；多个交通控制单元通过交通控制中心相连，以覆盖一个区域或子网络；4)交通控制中心级；交通控制中心级具有高性能计算和云服务的功能，负责管理整个路径规划和更新具有地区影响的拥堵、事件、极端天气的动态地图；其中，交通控制中级负责管理与其它应用服务的连接，其它应用服务包括但不限于：支付和交易系统，区域交通管理中心和第三方应用程序，例如政府应用程序，私人公司应用程序等；多个交通控制中心用于实现智能网联交通系统中的车辆在不同大都市区之间的行驶。所述智能网联交通系统包括如下子系统：1)智能道路设施子系统，该子系统包括路侧单元、交通控制单元和交通控制中心；2)具有车载单元的车辆子系统；其中，上述的子系统由以下一个或多个模块支撑：基于有线或无线媒介的实时通信模块；供电网络；网络安全保障系统。所述车路驾驶任务智能化分配系统实现用于控制和维持车辆运行的功能的分配基于如下维度：1)车辆维度；2)道路设施维度；3)系统维度。所述车路驾驶任务智能化分配系统管理任一在各个维度下不同自动化等级组合的功能和智能。在一些实施例中，车路驾驶任务智能化分配系统接入任一维度的一个特定自动化等级，并选择恰当的功能和智能，以优化管理在此条件下的道路设施和车辆运营。所述车辆维度包括如下自动化层级：A0：无任何自动化功能；A1：基本功能用于辅助人类驾驶员控制车辆；其中，基本功能例如：自动刹车辅助；A2：辅助人类驾驶员完成控制车辆的简单任务和基本的感知功能；其中，简单任务例如变道预警辅助，基本的感知功能例如车辆周边物体检测；A3：具备实时感知周边具体环境，执行相对复杂驾驶任务的能力；其中，相对复杂驾驶任务例如变道、跟驰；A4：在固定设计场景下，允许车辆独立完成驾驶任务，但超出固定设计场景，系统响应延迟时仍需驾驶员介入的功能；其中，固定设计场景为交通环境相对简单的场景，如：无行人及非机动车辆；超出固定设计场景，系统响应延迟时的情况例如：遇到突发状况，如出现行人、路面障碍；A5：在所有条件下，车辆独立完成驾驶任务不需人类驾驶员介入的功能。所述道路设施维度包括如下自动化层级：I0：无任何自动化功能；I1：交通信息的采集和交通管理，其中，道路设施提供比较初级的环境感知功能，具体包括采集较粗时空颗粒度的交通数据，及较基础的规划和决策以支撑简单的交通管理；其中，较粗时空颗粒度的交通数据为分钟级及以上的交通数据，较基础的规划和决策是指宏观交通规划，简单的交通管理是指基于经验的交通诱导；I2：基于I2X和车辆引导的辅助驾驶功能，其中，除了自动化层级I1所包括的功能之外，道路设施将提供有限的环境感知：感知路面状况，车辆动力学感知，在分或秒级感知部分车流；道路设施同时提供交通信息和车辆控制建议；以上信息通过I2X方式进行通讯；其中，I2X是指路侧设备至各交通组成要素；I3：基于专用道的道路设施自动化，其中，道路设施提供动态的个体车辆周边环境感知，毫秒级物体感知，同时，向智能网联交通系统兼容的车辆提供基于专用道的完全自动驾驶；道路交通设施同时提供有限的交通状态预测能力；其中，有限的交通状态预测能力是指短时、较小范围的交通状态预测能力；I4：基于具体特定环境的自动化，其中，道路交通设施提供具体的驾驶指令给车辆，从而在特定环境和范围内实现完全自动驾驶；其中，特定环境和范围是指预先定义的地理围栏；此处的交通指所有车辆即智能网联交通系统兼容和不兼容车辆；车辆需要具备基于车辆的自动驾驶功能，该自动驾驶功用于防止系统由于特殊原因造成的计算失误；其中，特殊原因例如通讯丢包、误码、计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车路驾驶任务智能化分配系统，其特征在于，该系统用于分配、安排和分发智能网联交通系统内用于控制和维持车辆运行的功能；所述车路驾驶任务智能化分配系统包括感知、通信和控制组件，通过路段和节点相连；所述智能网联交通系统内用于控制和维持车辆运行的功能包括感知、交通驾驶行为预测和管理、规划和决策、车辆控制。/n

【技术特征摘要】
20180824 CN 20181097097741.一种车路驾驶任务智能化分配系统，其特征在于，该系统用于分配、安排和分发智能网联交通系统内用于控制和维持车辆运行的功能；所述车路驾驶任务智能化分配系统包括感知、通信和控制组件，通过路段和节点相连；所述智能网联交通系统内用于控制和维持车辆运行的功能包括感知、交通驾驶行为预测和管理、规划和决策、车辆控制。


2.根据权利要求1所述的车路驾驶任务智能化分配系统，其特征在于，所述智能网联交通系统内的车辆包括智能网联车辆和非智能网联车辆；智能网联车辆和非智能网联车辆包括人工驾驶车辆、自动驾驶车辆和网联车辆。


3.根据权利要求1所述的车路驾驶任务智能化分配系统，其特征在于，所述路段和节点与相邻路段和节点具有重叠的感知和控制区域，以实现智能网联车辆在相邻路段和节点之间的切换。


4.根据权利要求1所述的车路驾驶任务智能化分配系统，其特征在于，所述智能网联交通系统包括四种控制等级：
1)车辆级；车辆级包含具有车载系统或应用程序的车辆，以运行车辆动力系统来获取来自于路测单元的路上协调指令；
2)路侧单元级；路侧单元级包括由路侧单元管理的路段和节点，负责感知和控制车辆；
3)交通控制单元级；交通控制单元级包括由一个交通控制单元管理的多个路侧单元；
4)交通控制中心级；交通控制中心级具有高性能计算和云服务的功能，负责管理整个路径规划和更新具有地区影响的拥堵、事件、极端天气的动态地图。


5.根据权利要求1所述的车路驾驶任务智能化分配系统，其特征在于，所述智能网联交通系统包括如下子系统：
1)智能道路设施子系统，该子系统包括路侧单元、交通控制单元和交通控制中心；
2)具有车载单元的车辆子系统；
其中，上述的子系统由以下一个或多个模块支撑：
基于有线或无线媒介的实时通信模块；
供电网络；
网络安全保障系统。


6.根据权利要求1所述的车路驾驶任务智能化分配系统，其特征在于，所述车路驾驶任务智能化分配系统实现用于控制和维持车辆运行的功能的分配基于如下维度：
1)车辆维度；
2)道路设施维度；
3)系统维度。


7.根据权利要求6所述的车路驾驶任务智能化分配系统，其特征在于，所述车辆维度包括如下自动化层级：
A0：无任何自动化功能；
A1：用于辅助人类驾驶员控制车辆的基本功能；
A2：辅助人类驾驶员完成控制车辆的简单任务和基本的感知功能；
A3：具备实时感知周边具体环境，执行相对复杂驾驶任务的能力；
A4：在固定设计场景下，允许车辆独立完成驾驶任务，但超出固定设计场景，系统响应延迟时仍需驾驶员介入的功能；A5：在所有条件下，车辆独立完成驾驶任务不需人类驾驶员介入的功能。


8.根据权利要求6所述的车路驾驶任务智能化分配系统，其特征在于，所述道路设施维度包括如下自动化层级：
I0：无任何自动化功能；
I1：交通信息的采集和交通管理，其中，道路设施提供比较初级的环境感知功能，具体包括采集较粗时空颗粒度的交通数据，及较基础的规划和决策以支撑简单的交通管理；
I2：基于路侧设备至各交通组成要素和车辆引导的辅助驾驶功能，其中，除了自动化层级I1所包括的功能之外，道路设施将提供有限的环境感知：感知路面状况，车辆动力学感知，在分或秒级感知部分车流；道路设施同时提供交通信息和车辆控制建议；以上信息通过路侧设备至各交通组成要素方式进行通讯；
I3：基于专用道的道路设施自动化，其中，道路设施提供动态的个体车辆周边环境感知，毫秒级物体感知，同时，向智能网联交通系统兼容的车辆提供基于专用道的完全自动驾驶；道路交通设施同时提供有限的交通状态预测能力；
I4：基于具体特定环境的自动化，其中，道路交通设施提供具体的驾驶指令给车辆，从而在特定环境和范围内实现完全自动驾驶；此处的交通指所有车辆即智能网联交通系统兼容和不兼容车辆；车辆需要具备基于车辆的自动驾驶功能，该自动驾驶功用于防止系统由于特殊原因造成的计算失误；
I5：完全由道路设施控制的自动化，其中，道路设施完全控制和管理路上行驶的所有车辆，同时进行整体网络优化；在部署该完备系统的交通网络中，车辆不需要具备自动驾驶功能；同时，系统具备完备的主动安全功能。


9.根据权利要求6所述的车路驾驶任务智能化分配系统，其特征在于，所述系统维度包括如下自动化层级：
S0：无自动化功能；
S1：智能交通网联系统对部分车辆包含一些简单的功能，包括：巡航控制、主动安全功能；系统检测车辆速度和距离；
S2：智能交通网联表现出个体智慧，并检测车辆功能状况、车辆加速度、交通标志和信号；个体车辆基于它们自己的信息制定决策，并具有部分自动化驾驶的复杂功能，复杂功能包括：辅助车辆自适应巡航控制、车道保持、换道和自动停车；
S3：智能交通网联整合来自一组车辆的信息，表现出具有预测能力的特定智能；系统具有为一组车辆制定决策的智能，能够处理复杂条件下的自动驾驶任务，包括：协同式巡航控制、车队、车辆通过交叉口、合流、分流；
S4：智能交通网联整合了局部网络驾驶行为优化，所述智能交通网联在局部网络内检测和交互具体的信息，基于网络中的车辆和交通信息来制定决策，执行高度自动驾驶任务，提供在一个小型交通网络中的最佳轨迹；
S5：车辆自动化和系统自动化，其中，智能交通网联在一个完整的交通...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁璠，冉斌，谭华春，程阳，陈志军，李深，张震，周洋，何赏璐，陈天怡，董硕煊，李小天，石昆松，
申请(专利权)人：南京锦和佳鑫信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32