基于导航系统的极端天气无人驾驶控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于导航系统的极端天气无人驾驶控制系统，主要包括主系统部分；主系统部分主要负责界面成图，主要完成数据可视化的功能，嵌入了包括数据库系统、人工智能系统、天气系统、导航系统四个主要系统；数据库系统是为了存储车主及车辆的信息，以及建立车辆信息数据库，为无人驾驶提供更精确的信息；人工智能系统的功能是对车辆周边信息的识别并自动做出反应和判断；天气系统通过爬虫程序获取当前位置的天气情况，并且通过车载传感器获取车辆周边的能见度状况，来对当前天气情况进行校正，以获取准确的天气信息；导航系统提供了高精度的定位和短报文通信功能。

【技术实现步骤摘要】
基于导航系统的极端天气无人驾驶控制系统
本专利技术属于无人驾驶
，具体涉及一种基于导航系统的极端天气无人驾驶控制系统。
技术介绍
无人驾驶是智能时代的产物，其发展离不开人工智能。其实，早在20世纪70年代开始，世界上各个发达国家便率先开始了无人驾驶的研究，且取得了一些突破。而中国是从20世纪80年代才开始的这项技术的研究，并于1992年由国防科技大学成功研制出中国的第一台真正意义上的无人驾驶汽车。无人驾驶其实一直都在发展的过程中，并且已经有无人驾驶的技术出现在我们生活中，车辆的防抱死系统是无人驾驶的一个重要产物，现在已经十分成熟，并运用到了大多数的有人驾驶汽车上。2019年末，百度无人驾驶出租车队在长沙正式开启试运营，2020年，无人驾驶出租在北京，上海等地亦开始了运营。而在其他国家，google于2014年5月推出了自己的无人驾驶产品，但是该产品并没有刹车和方向盘，且需要依靠地图和大量的数据来支撑其运行，从种种数据表明，我国的无人驾驶走在了世界的前列。无人驾驶主要依靠车内的计算机系统，也就是其智能驾驶仪，再辅助于一些外部的传感器(如：红外探测传感器、毫米雷达波等)来实现汽车自动驾驶的功能。然而目前的无人驾驶仍然会有许多的弊端，比如过度的依赖于传感器以及智能算法，而这些弊端往往会造成很多的事故，比如在强烈的日照天气下，周围物体在太阳照射下发出强烈的反射，会混淆传感器的感知，进而不能准确识别或者不能识别，进而导致追尾、碰撞等事故。同时，当前的无人驾驶在某些极端天气下(如大雾等影响人们的视线范围或者影响到传感器识别等天气)不能有很好的应用，往往不能十分准确地对周边车辆进行精准定位。现在的无人驾驶识别主要为可见光识别、红外识别、雷达识别。通过利用传感器对于周围道路的目标进行准确识别，进而还原当前道路场景，通过这个来选择下一步的操作，如：停车避让，错开当前道路等。另外，此类识别系统主要是在已知道路情况(即某些紧急时间已经发生的情况下，如：前方已发生车祸)而做出反应，如果遇到紧急情况(近距离突发车祸)，他会根据以往的大量数据，进行机器学习，进而得到后边的操作步骤。该技术不仅消耗成本高，对硬件的要求十分高之外，还会存在大量的误判。如：很多种的突发状况会是以往的数据库中没有的，从来没有发生过的，进而使用机器学习会造成较大的误差，进而进行了错误的判断以及操作。同时，对于已知物体的识别，如果在较为特定的情况下，传感器本身接受到的信号有较大误差，容易导致对周围的信息获取不准确，尤其是周边道路情况(如道路的规划、周边车辆行驶信息。)。若周边突然有车辆发生故障，且距离较近，无人驾驶车辆很大概率不能做出及时、准确的操作。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是一种在极端天气下提高无人驾驶汽车的安全性、可靠性和应急性的系统。主要解决以下问题：1.在极端天气(比如大雾、沙尘暴等)情况下，现有无人驾驶技术的传感器的灵敏度会降低，会影响车辆的判断，从而导致车祸的发生。本专利技术拟通过代入天气获取系统能够有效对当前天气情况进行判断，并将导航系统与无人驾驶系统相结合，根据实时位置共享实现对周围路况信息进行获取，并且能够对传感器参数进行动态调整。2.现有的二维道路路况的展示可能会对无人驾驶判断造成一定的误差，本专利技术通过结合导航系统对道路上的车辆车型进行信息录入，可以直接通过车辆位置及车型信息结合毫米雷达波进行高精度、低消耗的道路车况3D场景模拟。3.无人驾驶汽车作为一个独立的个体，不能够根据交通道路状况联合其它无人驾驶车辆进行宏观上的调控。本专利技术将会与交管部门进行深度合作，对于一些复杂的交通道路状况能通过发布一些指令在宏观上对车辆进行整体调整，维持道路交通秩序。本专利技术中的极端天气指影响到人、机器对物体不能进行准确判断或可见度较低的情景。本专利技术针对极端天气下的无人驾驶，利用导航系统的快速定位和5G的低延迟、高网速的特点实现一定范围内的汽车位置共享，辅助无人驾驶系统判断路况，选择最佳路线；结合车辆车型的数据库和车辆的位置信息，对道路车况进行3D场景模拟，提高无人驾驶的安全性；同时结合导航系统的短报文通信服务功能，为出现故障的汽车和有突发情况的人员提供求助功能，以及为交管部门提供远程调控功能。具体技术方案为：基于导航系统的极端天气无人驾驶控制系统，系统架构包括：平台搭建基础，提供数据库支持，利用导航系统定位系统进行精确定位，通过云平台数据访问接口获取天气数据，同时数据采用数据文件处理模式，通过5G技术提供网络支持；数据层，主要是对控制系统产生的各种数据进行加密和管理；数据层中的数据主要包括从云平台上获取的天气及空气质量数据、车辆信息数据、感应识别数据、空间矢量数据、交互数据、用户数据以及管控数据。功能层，主要是控制系统能够为用户提供的功能，主要包括天气状况的判断、车辆的故障检测、障碍物的探测、定位测距分析、语音文字转化、反应天气和定位情况以及交通事故的反馈。服务层，主要是根据功能层的功能为用户提供的服务；主要服务有：(1)数据获取服务，为天气查询提供数据；(2)系统检测服务，及时进行故障反馈；(3)数据分析服务，将红外传感器的信息进行红外成像显示；(4)位置共享服务，提供实时位置共享；(5)实时交流服务，提供通话交流的功能；(6)客户端服务，将可视数据返回给客户端；(7)实时监控服务，交管部门进行远程调控；同时服务层还具有程序管理、授权管理的功能、配置管理以及实名认证服务。交互层，是用户直接使用的最表层，是系统功能的表现层；交互层主要用于用户和交管部门之间的交流。基于导航系统的极端天气无人驾驶控制系统，主要包括主系统部分；主系统部分主要负责界面成图，主要完成数据可视化的功能，嵌入了包括数据库系统、人工智能系统、天气系统、导航系统四个主要系统；主系统先从天气系统中获得天气状况，根据情况而进入不同的模式，通过导航系统，及自身完成的位置共享功能得到周围车况，并且调用数据库得到周边车型，使得在极端天气的情况下无人驾驶的安全性也能有所保障。数据库系统是为了存储车主及车辆的信息，以及建立车辆信息数据库，为无人驾驶提供更精确的信息；人工智能系统的功能是对车辆周边信息的识别并自动做出反应和判断；天气系统通过爬虫程序获取当前位置的天气情况，并且通过车载传感器获取车辆周边的能见度状况，来对当前天气情况进行校正，以获取准确的天气信息；导航系统提供了高精度的定位和短报文通信功能。具体的：所述的人工智能系统，主要完成对车辆周边信息的识别并自动做出反应。该系统主要包括硬件和模块；硬件包括：测距传感器、热红外传感器、导航芯片；测距传感器是为了测量车辆间的距离，以保持安全的间距；热红外传感器是为了识别障碍物和探测周围环境；导航芯片的功能是接收定位信息和收发短报文；模块包括：人工智能神经网络模块、数字图像处理模块、热红外成像模块；人工智能神经网络模块的功能是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于导航系统的极端天气无人驾驶控制系统，其特征在于，所述的控制系统的架构包括：/n平台搭建基础，提供数据库支持，利用导航系统定位系统进行精确定位，通过云平台数据访问接口获取天气数据，同时数据采用数据文件处理模式，通过5G技术提供网络支持；/n数据层，主要是对控制系统产生的各种数据进行加密和管理；数据层中的数据主要包括从云平台上获取的天气及空气质量数据、车辆信息数据、感应识别数据、空间矢量数据、交互数据、用户数据以及管控数据；/n功能层，主要是控制系统能够为用户提供的功能，主要包括天气状况的判断、车辆的故障检测、障碍物的探测、定位测距分析、语音文字转化、反应天气和定位情况以及交通事故的反馈；/n服务层，主要是根据功能层的功能为用户提供的服务；主要服务有：/n(1)数据获取服务，为天气查询提供数据；/n(2)系统检测服务，及时进行故障反馈；/n(3)数据分析服务，将红外传感器的信息进行红外成像显示；/n(4)位置共享服务，提供实时位置共享；/n(5)实时交流服务，提供通话交流的功能；/n(6)客户端服务，将可视数据返回给客户端；/n(7)实时监控服务，交管部门进行远程调控；/n交互层，是用户直接使用的最表层，是系统功能的表现层；交互层主要用于用户和交管部门之间的交流。/n...

【技术特征摘要】
1.基于导航系统的极端天气无人驾驶控制系统，其特征在于，所述的控制系统的架构包括：
平台搭建基础，提供数据库支持，利用导航系统定位系统进行精确定位，通过云平台数据访问接口获取天气数据，同时数据采用数据文件处理模式，通过5G技术提供网络支持；
数据层，主要是对控制系统产生的各种数据进行加密和管理；数据层中的数据主要包括从云平台上获取的天气及空气质量数据、车辆信息数据、感应识别数据、空间矢量数据、交互数据、用户数据以及管控数据；
功能层，主要是控制系统能够为用户提供的功能，主要包括天气状况的判断、车辆的故障检测、障碍物的探测、定位测距分析、语音文字转化、反应天气和定位情况以及交通事故的反馈；
服务层，主要是根据功能层的功能为用户提供的服务；主要服务有：
(1)数据获取服务，为天气查询提供数据；
(2)系统检测服务，及时进行故障反馈；
(3)数据分析服务，将红外传感器的信息进行红外成像显示；
(4)位置共享服务，提供实时位置共享；
(5)实时交流服务，提供通话交流的功能；
(6)客户端服务，将可视数据返回给客户端；
(7)实时监控服务，交管部门进行远程调控；
交互层，是用户直接使用的最表层，是系统功能的表现层；交互层主要用于用户和交管部门之间的交流。


2.根据权利要求1所述的基于导航系统的极端天气无人驾驶控制系统，其特征在于，所述的服务层还具有程序管理、授权管理的功能、配置管理以及实名认证服务。


3.基于导航系统的极端天气无人驾驶控制系统，其特征在于，主要包括主系统部分；
主系统部分主要负责界面成图，嵌入了包括数据库系统、人工智能系统、天气系统、导航系统四个主要系统；
主要完成数据可视化的功能，主系统先从天气系统中获得天气状况，根据情况而进入不同的模式，通过导航系统，及自身完成的位置共享功能得到周围车况，并且调用数据库得到周边车型，使得在极端天气的情况下无人驾驶的安全性有所保障。


4.根据权利要求3所述的基于导航系统的极端天气无人驾驶控制系统，其特征在于，所述的人工智能系统，主要完成对车辆周边信息的识别并自动做出反应。该系统主要包括硬件和模块；
硬件包括：测距传感器、热红外传感器、导航芯片；测距传感器是为了测量车辆间的距离，以保持安全的间距；热红外传感器是为了识别障碍物和探...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔林林，张岭峰，张丽平，李航，张虎，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：四川;51