一种无线虚拟导轨系统以及车辆定位和控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种无线虚拟导轨系统，包括无线虚拟导轨、超级基站、控制中心，其中，所述无线虚拟导轨由部署于全路段的通信节点组成，用于接收所述控制中心规划的车辆行驶路线，以及确定车辆的实际位置；所述通信节点还包括应答器，所述应答器用于通过电磁感应方式获取车辆的实时位置信息。所述超级基站通过光纤与所有所述通信节点相连，使得通信节点间可以通过超级基站高速通信，实现信息共享；所述控制中心用于规划车辆行驶路线，并将所述车辆行驶路线通过超级基站发送至所述无线通信节点。本发明专利技术还提供基于无线虚拟导轨系统的车辆定位和控制方法。制方法。制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种无线虚拟导轨系统以及车辆定位和控制方法


[0001]本专利技术涉及无人驾驶领域，具体涉及一种无线虚拟导轨系统以及车辆定位和控制方法。

技术介绍

[0002]在无人驾驶领域，对车辆进行精确定位并控制车辆按照预定路线行驶是实现无人驾驶安全性的前提条件。现有的定位技术主要有：基于GPS的定位技术、基于图像的定位技术、基于雷达传感器的定位技术。
[0003]基于GPS的定位技术通过四颗已知位置的卫星来确定GPS接收器的位置，但由于电离层和对流层对GPS信号的延迟、多径效应(经过其他表面反射到接收机天线中的GPS信号)、GPS卫星的几何分布等因素的影响，GPS的平均定位精度在10米左右，无法满足无人驾驶的厘米级精度要求。
[0004]基于图像的定位技术通过对图像进行处理，计算出物体的位置信息。其虽然可以满足厘米级精度要求，但容易受遮挡物影响，为无人驾驶带来安全隐患。
[0005]基于雷达传感器的定位技术通过测量发射信号和目标反射的回波信号之间的时间差，实现对目标物体的定位。其也容易受遮挡物影响，与基于图像的定位技术有相同的问题。

技术实现思路

[0006]为解决上述现有技术中存在的问题，提供一种无线虚拟导轨系统，包括无线虚拟导轨、超级基站、控制中心，其中，
[0007]所述无线虚拟导轨由部署于全路段的通信节点组成，用于接收所述控制中心规划的车辆行驶路线，以及通过无线探测方式获取车辆位置信息；所述通信节点还包括应答器，所述应答器用于通过电磁感应方式获取车辆位置信息；
[0008]所述超级基站通过光纤与所有所述通信节点相连，使得通信节点间可以通过超级基站高速通信，实现信息共享；
[0009]所述控制中心用于规划车辆行驶路线，并将所述车辆行驶路线通过超级基站发送至所述无线通信节点。
[0010]优选的，所述通信节点的部署方式包括蜂窝型部署方式和/或等间距并列部署方式。
[0011]根据本专利技术的另一个方面，提供一种基于所述系统的车辆定位方法，包括：
[0012]步骤K1，基于车辆附近的多个通信节点进行连续无线定位，所述通信节点探测车辆的距离，探测结果包括通信节点的唯一标识符、探测时间、车辆的唯一标识符、与车辆的距离；
[0013]步骤K2，基于通信节点的应答器获取车辆位置信息；
[0014]步骤K3，根据步骤K2所获得的车辆位置信息对步骤K1获得的车辆位置信息进行校
准。
[0015]优选的，所述步骤K1中，所述通信节点将探测结果通过超级基站上送到控制中心，控制中心根据收到的探测结果以及通信节点的位置信息获得车辆的位置信息，所述位置信息包括时间和坐标，所述控制中心通过三边定位算法获得车辆的位置信息，并将车辆位置信息通过通信节点发送到车辆。
[0016]优选的，所述步骤K1中，所述通信节点通过超级基站将探测结果发送到邻近的通信节点；通信节点根据自身的探测结果以及从超级基站收到的邻近通信节点的探测结果，获取车辆位置信息，通信节点将车辆的位置信息发送到车辆，并通过超级基站上送到控制中心。
[0017]根据本专利技术的另一个方面，还提供一种基于所述系统的控制车辆行驶的方法，包括：
[0018]步骤S1，所述控制中心根据车辆的目的地、抵达时间、车型、路况、天气、与其它车辆的间距、中途停车等参数信息为车辆规划行驶路线；所述行驶路线包括参考时间点以及车辆在对应所述参考时间点应到达的参考位置信息；
[0019]步骤S2，所述控制中心将所述行驶路线发送到无线虚拟导轨的通信节点；所述通信节点n拥有的参考坐标点和相对应的参考时间点信息符合以下公式，其中，通信节点n的位置坐标为(x
n
,y
n
)，r
n
为通信节点n的通信半径，t为参考时间点，为参考时间点t的位置坐标为(x
t
,y
t
)；
[0020]步骤S3，所述无线虚拟导轨根据所述行驶路线和车辆的实时定位信息监测并引导车辆行驶。
[0021]优选的，所述通信节点根据进入其通信范围的车辆的实际位置和实际时间点以及所述参考时间点和参考位置获取车辆行驶偏离结果，将所述行驶偏离结果发送至所述控制中心，所述控制中心根据所述行驶偏离结果调整或重新规划车辆行驶路线。
[0022]优选的，当实际时间点和参考时间点相同时，车辆的实际坐标和参考坐标一致或者坐标差距在系统可接受的误差范围内，所述无线虚拟导轨系统不调整车辆的行驶路线。
[0023]优选的，当实际时间点和参考时间点相同且车辆的参考坐标与实际坐标均在通信节点的通信范围内时，并且车辆的参考坐标与实际坐标间的差距超过了系统可接受的误差范围，所述通信节点将车辆的参考坐标信息以及相应的时间信息发送给车辆，车辆根据收到的信息进行车速、方向调整，重新回到规划的行驶路线。
[0024]优选的，当车辆在通信节点的通信范围内，但是通信节点并没有该车辆的参考坐标信息以及相应的时间点信息时，所述通信节点将通信范围内的应急车道坐标发送给车辆，引导车辆停靠在应急车道上，并立即将情况上报至所述控制中心，所述控制中心为车辆重新规划合理路线。
[0025]本专利技术具有如下特点和有益效果：本专利技术通过改造基础设施实现无人驾驶，无需对车辆进行大幅改造，能够减少无人驾驶技术应用成本，以推动无人驾驶技术的应用和普及。同时，不同于传统无人驾驶技术，无线虚拟导轨不依赖于图像、雷达等传感器生成对交通环境的感知，其感知精度不容易受外界条件，如光照、天气影响。本专利技术不同于GPS技术，以及基于图像、雷达传感器的定位技术，本专利技术能将定位误差控制在厘米级，且不易受环境
变化影响。
附图说明
[0026]图1示出了本专利技术一个实施例中通信节点通过无线信号进行车辆定位。
[0027]图2示出了在本专利技术一个实施例中通信节点通过应答器将坐标传送到车辆。
[0028]图3示出了根据本专利技术一个实施例的通信节点蜂窝型部署方式。
[0029]图4示出了本专利技术一个实施例汇中多个通信节点对车辆进行定位。
[0030]图5示出了现有技术的三边定位方法。
[0031]图6示出了根据本专利技术一个实施例的通信节点的等间隔并列部署方式。
[0032]图7示出了根据本专利技术一个实施例的车辆参考坐标点和相对应的参考时间点的生成和传递方式。
[0033]图8示出了根据本专利技术一个实施例的通信节点的通信和定位方式。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和具体实施例对本专利技术加以说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0035]现有的无人驾驶技术，主要通过在车辆上增加定位装置、测距装置和图像识别装置，来实现车辆定位、路线识别、障碍识别等功能，因此，新车造价以及对现有车辆进行技术改造的成本都很高。
[0036]专利技术人改换思路，从车辆之外考虑解决方案，通过改造基础设施，例如，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线虚拟导轨系统，包括无线虚拟导轨、超级基站、控制中心，其中，所述无线虚拟导轨由部署于全路段的多个通信节点组成，用于接收所述控制中心规划的车辆行驶路线，以及通过无线探测方式获取车辆位置信息；所述通信节点还包括应答器，所述应答器用于通过电磁感应方式获取车辆位置信息；所述超级基站通过光纤与多个所述通信节点相连，使得通信节点间可以通过超级基站高速通信，实现信息共享；所述控制中心用于规划车辆行驶路线，并将所述车辆行驶路线通过超级基站发送至所述无线通信节点。2.根据权利要求1所述的无线虚拟导轨系统，所述通信节点的部署方式包括蜂窝型部署方式和/或等间距并列部署方式。3.一种基于权利要求1所述系统的车辆定位方法，包括：步骤K1，基于车辆附近的多个通信节点进行连续无线定位，所述通信节点探测车辆的距离，探测结果包括通信节点的唯一标识符、探测时间、车辆的唯一标识符、与车辆的距离；步骤K2，基于通信节点的应答器获取车辆位置信息；步骤K3，根据步骤K2所获得的车辆位置信息对步骤K1获得的车辆位置信息进行校准。4.根据权利要求3所述的定位方法，所述步骤K1中，所述通信节点将探测结果通过超级基站上送到控制中心，控制中心根据收到的探测结果以及通信节点的位置信息获得车辆的位置信息，所述位置信息包括时间和坐标，所述控制中心通过三边定位算法获得车辆的位置信息，并将车辆位置信息通过通信节点发送到车辆。5.根据权利要求3所述的定位方法，所述步骤K1中，所述通信节点通过超级基站将探测结果发送到邻近的通信节点；通信节点根据自身的探测结果以及从超级基站收到的邻近通信节点的探测结果，获取车辆位置信息，通信节点将车辆的位置信息发送到车辆，并通过超级基站上送到控制中心。6.一种基于权利要求1所述系统的控制车辆行驶的方法，包括：步骤S1，所述控制中心根据车辆以及行驶信息为车辆规划行驶路线；所述行...

【专利技术属性】
技术研发人员：高明晋，沈茹婧，周一青，石晶林，
申请(专利权)人：中国科学院计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：