一种基于无人机道路感知的车辆辅助驾驶系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无人机道路感知的车辆辅助驾驶系统及方法，该系统设有无人机和目标车辆，无人机包括机载控制器、机载摄像头模块、机载无线通信模块、飞行控制模块、机载GPS模块；目标车辆包括车载控制器、车载摄像头模块、车载无线通信模块、车载GPS模块；机载无线通信模块与车载无线通信模块无线连接；机载摄像头模块采集目标车辆前方和周围的第一路况信息；机载GPS模块定位无人机位置；机载控制器计算无人机位置和速度；车载摄像头模块采集目标车辆前方的第二路况信息；车载控制器处理第一路况信息、第二路况信息；车载GPS模块定位目标车辆位置。本发明专利技术将无人机引入到车辆辅助驾驶系统中进行道路感知，提高了态势感知能力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机道路感知的车辆辅助驾驶系统及方法


[0001]本专利技术涉及车辆辅助驾驶
，具体涉及一种基于无人机道路感知的车辆辅助驾驶系统及方法。

技术介绍

[0002]随着车辆辅助驾驶技术的普及与应用，拥有更大覆盖范围、更强态势感知能力的无人机辅助驾驶系统，成为车辆辅助驾驶领域的重要解决方案。目前，车辆辅助驾驶系统主要是通过车辆上安装的各种传感器来采集车辆周围的路况信息，来辅助驾驶员完成对车辆的驾驶任务。但是这一方式有一个较大的局限就是传感器往往固定安装在车体上，采集的路况信息仅限于车身周围，很难确定距离车辆较远距离的实时交通状况。同时由于固定在车辆上的传感器的视角有限，只能实现固定方向范围内的信息采集，当有障碍物或其他车辆遮挡，就无法探测到视线死角内的道路状况，很难辅助驾驶员进行路径规划和安全预警。
[0003]另一方面，在现有的无人机辅助车辆驾驶系统里，很少将无人机获得的路况信息与车体本身获得的路况信息进行融合处理。
[0004]通常无人机自身携带的能量有限，如何让无人机在空中飞行更长时间是一个不可忽视的问题，在以往本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机道路感知的车辆辅助驾驶系统，设有无人机和目标车辆，其特征在于，所述无人机包括机载控制器、机载摄像头模块、机载无线通信模块、飞行控制模块、机载GPS模块；所述机载控制器分别与机载摄像头模块、机载无线通信模块、飞行控制模块、机载GPS模块连接；所述目标车辆包括车载控制器、车载摄像头模块、车载无线通信模块、车载GPS模块；所述车载控制器分别与车载摄像头模块、车载无线通信模块、车载GPS模块连接；其中机载无线通信模块与车载无线通信模块无线连接；所述机载摄像头模块用于基于无人机预设高度、摄像头预设倾角、摄像头预设镜头角度进行采集目标车辆前方和周围的第一路况信息；所述机载GPS模块用于定位无人机的当前位置；所述机载控制器根据目标车辆的当前行驶状态信息和无人机的当前位置计算无人机下一时刻的到达位置以及飞行速度；其中目标车辆的当前行驶状态信息包括位置、速度；所述机载无线通信模块用于将机载摄像头模块所采集的第一路况信息传输至车载无线通信模块中；所述飞行控制模块用于保障无人机正常飞行；所述车载摄像头模块用于采集目标车辆前方的第二路况信息；所述车载控制器用于处理第一路况信息和第二路况信息，根据第一路况信息对目标车辆进行路径规划和安全预警，根据第二路况信息进行车辆和行人检测；所述车载GPS模块用于定位目标车辆当前所在的位置；所述车载无线通信模块用于将目标车辆当前所在的位置传输至机载无线通信模块。2.根据权利要求1所述的基于无人机道路感知的车辆辅助驾驶系统，设有无人机和目标车辆，其特征在于，所述无人机预设高度设置为10米。3.根据权利要求2所述的基于无人机道路感知的车辆辅助驾驶系统，设有无人机和目标车辆，其特征在于，所述摄像头预设倾角设置为45度。4.根据权利要求3所述的基于无人机道路感知的车辆辅助驾驶系统，设有无人机和目标车辆，其特征在于，所述摄像头预设镜头角度设置为80度。5.一种基于无人机道路感知的车辆辅助驾驶系统控制方法，其特征在于，包括下述步骤：S1：无人机S与目标车辆D建立通信连接，无人机将机载摄像头模块所拍摄的目标车辆周围的第一路况信息传输至目标车辆的车载控制器；同时车载控制器将当前目标车辆的位置信息传输至机载控制器；无人机通过飞行控制模块升空至预设高度，机载摄像头模块以预设倾角俯视目标车辆周围，通过对机载摄像头模块进行标定处理得到图像像素点与实际道路长度之间的关系；S2：基于目标车辆当前的位置、速度，对机载摄像头采集的第一路况信息进行路径规划；对车载摄像头采集的第二路况信息进行处理，并判断目标车辆前方是否存在障碍物以及目标车辆与障碍物之间的距离，从而计算目标车辆的最佳行驶路径和位置信息；机载控制器根据无人机当前自身位置坐标和无人机飞行能耗模型计算无人机的实际飞行位置和实际飞行速度；S3：基于道路障碍物识别方法对机载摄像头模块所拍摄的图像信息进行道路障碍物检
测，从而获得目标车辆周围障碍物位置坐标信息；S4：根据目标车辆周围障碍物位置坐标信息对目标车辆进行更新路径规划；S5：基于道路障碍物识别方法对车载摄像头模块所拍摄的图像信息进行道路障碍物检测，获得目标车辆前方障碍物位置坐标信息；S6：将目标车辆前方障碍物位置坐标信息进行标注处理，保存目标车辆前方障碍物的位置坐标信息，并标注目标车辆实际的行驶路径，将标注后的目标车辆实际的行驶路径结合到更新路径规划中，获得空中和地面分别对道路图像信息处理的结果进行共同反馈给车辆完成辅助驾驶。6.根据权利要求5所述的基于无人机道路感知的车辆辅助驾驶系统控制方法，其特征在于，所述机载控制器根据无人机当前自身位置坐标和无人机飞行能耗模型计算无人机的实际飞行位置和实际飞行速度，包括以下步骤：S21：计算无人机获取最佳路况信息的飞行速度V
p
，令目标车辆沿Y轴方向前进，道路的宽度为l米，无人机飞行高度为H米，搭载的机载摄像头模块以θ度的倾角俯视目标车辆周围，机载摄像头模块的镜头角度为α，此时目标车辆和无人机的平面坐标分别为(x
D
,y
D
)和(x
S
,y
S
)，无人机最佳路况信息获取位置应当覆盖目标车辆的同时观测到更远目标车辆的前方路况信息，此时无人机最佳路况信息获取位置(x
D
,y
D
‑
Htan(θ))，此时无人机从当前位置(x
S
,y
S

【专利技术属性】
技术研发人员：黄高飞，刘兆年，谢怡佳，赵讯，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：