一种固态激光雷达的交通拥堵辅助系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了固态激光雷达的交通拥堵辅助系统及方法，该系统包括：激光雷达、点云处理单元、自车信息单元、用户控制显示界面、车载核心控制器、执行机构和CAN总线网络；激光雷达用于感知前向环境；点云处理单元通过预定算法输出提取信息；自车信息单元向车载核心控制器提供自车信息；用户控制显示界面用于接收用户的手动操作指令，决定是否启动TJA；车载核心控制器通过接收点云处理单元、自车信息单元和用户控制显示界面的控制指令，通过预定策略向执行机构输出控制信号；执行机构接收车载核心控制器输出的控制信号执行相应的动作。由于激光雷达可以保证感知精确性，可以实现可靠的TJA系统功能，深度解放驾驶员，缓解交通压力。

A solid-state lidar traffic congestion assistant system and method

【技术实现步骤摘要】
一种固态激光雷达的交通拥堵辅助系统及方法
本专利技术属于智能驾驶领域，涉及一种固态激光雷达的交通拥堵辅助系统及方法。
技术介绍
随着目前的车辆保有量的日益庞大，城市交通状况愈发不堪，日常驾驶与出行面临着更大的压力。交通拥堵辅助（TJA）系统旨在缓解交通拥堵所带来的时间上和资源上的浪费。在时间上，TJA系统可以解放驾驶员，车辆可以自动行驶而完全不需要驾驶员的控制及监视。在资源上，TJA系统可以减少由于驾驶员的自身原因（如路怒插车）导致的进一步拥堵情况，同时和智能网联相互配合，可以进一步优化交通流量，缩短拥堵时间。然而，目前的TJA系统还远远达不到解放驾驶员的程度，驾驶员仍需对车辆保持监视状态，以防止意外的发生。其原因很大程度上归结于传感器的限制。目前主流的TJA系统由于成本的原因等多选择单目摄像头+毫米波雷达的传感器融合方式，然而由于传感器本身的特性限制导致了整个功能的可靠性达不到解放驾驶员的程度。单目摄像头可以进行车辆行人检测以及车道线检测，毫米波雷达提供障碍物的距离。然而，由于毫米波雷达对行人等特定物体或者特定发射面的不敏感以及单目摄像头存在漏检情况，导致整个融合系统的感知信息不是百分百可靠。
技术实现思路
本专利技术目的是：提供一种可以深度解放驾驶员，缓解交通压力的固态激光雷达的交通拥堵辅助系统。本专利技术的技术方案是：第一方面，一种固态激光雷达的交通拥堵辅助系统，该固态激光雷达的交通拥堵辅助系统包括：激光雷达、点云处理单元、自车信息单元、用户控制显示界面、车载核心控制器、执行机构和CAN总线网络；所述激光雷达用于感知前向环境，以点云的信息传输到所述点云处理单元；所述点云处理单元通过预定算法输出提取信息，并通过所述CAN总线网络传输到所述车载核心控制器；所述自车信息单元通过所述CAN总线网络向所述车载核心控制器提供自车信息；所述用户控制显示界面用于接收用户的手动操作指令，根据用户的手动操作决定是否启动TJA；所述车载核心控制器通过接收所述点云处理单元、所述自车信息单元和所述用户控制显示界面的控制指令，通过预定策略向所述执行机构输出控制信号；所述执行机构接收所述车载核心控制器输出的控制信号执行相应的动作。其进一步的技术方案是：所述激光雷达的视场角在120度以上。其进一步的技术方案是：所述预定算法包括路面提取算法、障碍物提取算法、车道线检测算法中的至少一种；所述提取信息包括车道线信息、前向障碍物信息、可行驶区域信息中的至少一种。其进一步的技术方案是：所述自车信息包括速度信息、位置信息、加速度信息、油门信息中的至少一种。其进一步的技术方案是：所述预定策略包括PID控制策略和LQR控制策略中的至少一种。第二方面，一种固态激光雷达的交通拥堵辅助方法，应用于如第一方面所述的固态激光雷达的交通拥堵辅助系统中，所述固态激光雷达的交通拥堵辅助方法包括：接收驾驶员启动TJA功能的控制指令；判断自车车速是否大于预定车速；若大于预定车速，则发出示警信息；若不大于预定车速，则启动TJA功能；实时监测自车车速是否大于预定车速；若大于预定车速，则发出示警信息，提示驾驶员启动LKA或ACC；若不大于预定车速，则保持TJA功能，并继续监测自车车速。其进一步的技术方案是：所述提示驾驶员启动LKA或ACC，包括：判断自车车道线前方预定距离是否存在跟车车辆；若不存在则提示驾驶员切换至LKA功能；若存在则提示驾驶员切换至ACC功能。其进一步的技术方案是：所述提示驾驶员启动LKA或ACC之后，还包括：若预定时间内未接收到驾驶员的启动操作信号，则控制车辆减速至停车。其进一步的技术方案是：所述预定车速为60km/h。本专利技术的优点是：1．通过激光雷达、点云处理单元、自车信息单元、用户控制显示界面、车载核心控制器、执行机构和CAN总线网络构成交通拥堵辅助系统，由于激光雷达可以保证周围信息感知的精确性，因此可以实现可靠的TJA系统功能，深度解放驾驶员，缓解交通压力；2.通过检测自车车速，提示驾驶员由TJA模式进入ACC模式或LKA模式，可以实现低速高速的无缝切换。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：图1是本申请提供的一种固态激光雷达的交通拥堵辅助系统的结构示意图；图2是本申请提供的一种固态激光雷达的交通拥堵辅助方法的流程图。具体实施方式实施例：本申请提供了一种固态激光雷达的交通拥堵辅助系统，如图1所示，该系统可以包括：激光雷达、点云处理单元、自车信息单元、用户控制显示界面、车载核心控制器、执行机构和CAN总线网络。激光雷达用于感知前向环境，以点云的信息传输到点云处理单元。激光雷达以点云的信息通过车载以太网协议传输到点云处理单元。可选的，激光雷达的视场角在120度以上，以保证不存在感知盲区。点云处理单元通过预定算法输出提取信息，并通过CAN总线网络传输到车载核心控制器。可选的，预定算法包括路面提取算法、障碍物提取算法、车道线检测算法中的至少一种；提取信息包括车道线信息、前向障碍物信息、可行驶区域信息中的至少一种。自车信息单元通过CAN总线网络向车载核心控制器提供自车信息。可选的，自车信息包括速度信息、位置信息、加速度信息、油门信息中的至少一种。用户控制显示界面用于接收用户的手动操作指令，根据用户的手动操作决定是否启动TJA。需要注意的是，当自车车速高于预定车速（比如60km/h）时，用户无法启动TJA系统。当处于TJA系统工作状态时，车载核心控制器通过信息综合判断车速，当车速高于预定车速时，通过界面示警用户，提示用户是否切换至ACC（自适应巡航系统）模式或LKA（车道保持辅助系统）模式。车载核心控制器通过接收点云处理单元、自车信息单元和用户控制显示界面的控制指令，通过预定策略向执行机构输出控制信号，以实现车辆的横纵向控制。可选的，预定策略包括PID控制策略和LQR控制策略中的至少一种。执行机构接收车载核心控制器输出的控制信号，执行相应的动作。本申请还提供了一种固态激光雷达的交通拥堵辅助方法，应用于如图1所示的固态激光雷达的交通拥堵辅助系统中，结合参考图2，该方法可以包括以下步骤：第一步，接收驾驶员启动TJA功能的控制指令。第二步，判断自车车速是否大于预定车速。可选的，预定车速为60km/h。第三步，若大于预定车速，则发出示警信息。第四步，若不大于预定车速，则启动TJA功能。第五步，实时监测自车车速是否大于预定车速。第六步，若大于预定车速，则发出示警信息，提示驾驶员启动LKA或ACC。对于提示驾驶员启动LKA或ACC，具体实现可以包括：判断自车车道线前方预定距离是否存在跟车车辆；若不存在则提示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固态激光雷达的交通拥堵辅助系统，其特征在于，包括：激光雷达、点云处理单元、自车信息单元、用户控制显示界面、车载核心控制器、执行机构和CAN总线网络；/n所述激光雷达用于感知前向环境，以点云的信息传输到所述点云处理单元；/n所述点云处理单元通过预定算法输出提取信息，并通过所述CAN总线网络传输到所述车载核心控制器；/n所述自车信息单元通过所述CAN总线网络向所述车载核心控制器提供自车信息；/n所述用户控制显示界面用于接收用户的手动操作指令，根据用户的手动操作决定是否启动TJA；/n所述车载核心控制器通过接收所述点云处理单元、所述自车信息单元和所述用户控制显示界面的控制指令，通过预定策略向所述执行机构输出控制信号；/n所述执行机构接收所述车载核心控制器输出的控制信号执行相应的动作。/n

【技术特征摘要】
1.一种固态激光雷达的交通拥堵辅助系统，其特征在于，包括：激光雷达、点云处理单元、自车信息单元、用户控制显示界面、车载核心控制器、执行机构和CAN总线网络；
所述激光雷达用于感知前向环境，以点云的信息传输到所述点云处理单元；
所述点云处理单元通过预定算法输出提取信息，并通过所述CAN总线网络传输到所述车载核心控制器；
所述自车信息单元通过所述CAN总线网络向所述车载核心控制器提供自车信息；
所述用户控制显示界面用于接收用户的手动操作指令，根据用户的手动操作决定是否启动TJA；
所述车载核心控制器通过接收所述点云处理单元、所述自车信息单元和所述用户控制显示界面的控制指令，通过预定策略向所述执行机构输出控制信号；
所述执行机构接收所述车载核心控制器输出的控制信号执行相应的动作。


2.根据权利要求1所述的固态激光雷达的交通拥堵辅助系统，其特征在于，所述激光雷达的视场角在120度以上。


3.根据权利要求1所述的固态激光雷达的交通拥堵辅助系统，其特征在于，所述预定算法包括路面提取算法、障碍物提取算法、车道线检测算法中的至少一种；所述提取信息包括车道线信息、前向障碍物信息、可行驶区域信息中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的固态激光雷达的交通拥堵辅助系统，其特征在于，所述自车信息包括速度信息、位置信息、加速度信息、油门信息中的至少一种。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：周坤，孙辉，曾小韬，
申请(专利权)人：清华大学苏州汽车研究院吴江，
类型：发明
国别省市：江苏;32