车路云一体化的自动驾驶分散自主式远程接管控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种车路云一体化的自动驾驶分散自主式远程接管控制系统。该系统包括：运行层用于采集车辆运行数据和交通环境数据，将采集的数据通过传输层传输给决策层；接收车辆远程接管控制指令；传输层用于建立车路云一体化环境下智能网联车辆、路侧单元、边缘云、区域云和中心云之间的远程接管信息交互机制；决策层包括边缘云、区域云和中心云，用于接收运行层传输来的数据，基于远程接管容错控制原则动态建立远程接管控制链路，计算出车辆远程接管控制指令，通过传输层将车辆远程接管控制指令传输给智能网联车辆。本发明专利技术系统能够保障单车自动驾驶系统故障或失效情况下的车辆运行安全，实现安全、冗余、节能和高效的自动驾驶远程接管控制。程接管控制。程接管控制。

【技术实现步骤摘要】
车路云一体化的自动驾驶分散自主式远程接管控制系统


[0001]本专利技术涉及车辆自动驾驶
，尤其涉及一种车路云一体化的自动驾驶分散自主式远程接管控制系统。

技术介绍

[0002]随着人工智能技术和传感器技术的不断升级，自动驾驶技术作为提高城市交通安全和出行效率的有效手段得到了快速发展。在自动驾驶技术发展早期，单车智能自动驾驶路线是重点发展方向，目前已能实现特定场景内的L3级自动驾驶。但是，交通系统构成要素众多，混合交通主体间的关系复杂，单车智能自动驾驶感知范围有限、协同决策能力不足、全局优化能力不佳等问题逐渐凸显，在恶劣天气、极端工况、车间行为冲突等失效和临界设计运行域内，自动驾驶车辆将可能处于失控状态，影响交通效率和行车安全。
[0003]随着移动通信技术的发展，面向高速移动体的数据传输效率越来越高，为人
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车
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路
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云一体化的车路协同系统构建奠定坚实基础。在车路云一体化环境下，单车自动驾驶系统故障或失效的车辆，可基于通信网将车辆状态传输至路侧，路侧的计算单元根据接收的车辆数据和环境数据代替车辆进行决策，并将控制指令传回至车辆，车辆根据控制指令运行，实现自动驾驶车辆远程接管控制。因此，自动驾驶远程接管控制是自动驾驶体系中的重要一环，可作为一种补充机制有效弥补单车自动驾驶不足，进一步扩充自动驾驶车辆安全运行范围，促进自动驾驶发展。
[0004]目前，现有技术中的远程接管系统主要实现方法为：采用5G通信技术传输车辆周围环境的视频流信息，远程驾驶员根据采集的视频信息操纵车辆运行。
[0005]上述现有技术中的远程接管系统主要实现方法的缺点为：采用这一方式进行远程接管控制时，同一时刻仅能接管一辆车，且为保障安全，车辆只能低速行驶，驾驶效果完全依赖驾驶员的经验，尚未深度融合车路云一体化环境下的海量交通数据并充分利用云端强大算力，实现节能、高效、自动化的自动驾驶远程接管控制。
[0006]目前，现有技术中还没有针对车路云一体化的自动驾驶分散自主式远程接管控制方法与系统进行深入研究。

技术实现思路

[0007]本专利技术的实施例提供了一种车路云一体化的自动驾驶分散自主式远程接管控制系统，以保障单车自动驾驶系统故障或失效情况下的车辆运行安全。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。
[0009]一种车路云一体化的自动驾驶分散自主式远程接管控制系统，包括：运行层、传输层和决策层；
[0010]所述的运行层，包括自动驾驶的智能网联车辆和路侧单元，用于采集车辆运行数据和交通环境数据，将采集的数据通过传输层传输给决策层；接收决策层传输过来的车辆远程接管控制指令；
[0011]所述的传输层，用于建立车路云一体化环境下智能网联车辆、路侧单元、边缘云、区域云和中心云之间的远程接管信息交互机制，采用移动通信技术实时传输车辆运行数据、交通环境数据和控制指令；
[0012]所述的决策层，包括边缘云、区域云和中心云，用于接收运行层传输来的数据，基于远程接管容错控制原则动态建立远程接管控制链路，计算出车辆远程接管控制指令，通过传输层将车辆远程接管控制指令传输给智能网联车辆。
[0013]优选地，所述的运行层由智能网联车辆和路侧单元实施，智能网联车辆用于采集车辆定位坐标、速度、加速度和偏航角运行数据，将采集的车辆运行数据通过移动通信网络传输给路侧单元，接收远程接管控制指令，根据远程接管控制指令控制车辆运行；路侧单元用于采集交通流参数、信号灯状态和非智能网联车辆的运行数据交通环境数据，将采集的交通环境数据和接收的车辆运行数据传输通过传输层传输给决策层。
[0014]优选地，所述的传输层用于建立车路云一体化环境下智能网联车辆、路侧单元、边缘云、区域云和中心云间的远程接管信息交互机制，采用V2X、4G/5G和EUHT移动通信网络实时传输车辆运行数据、交通环境数据和控制指令；
[0015]智能网联车辆基于V2X通信技术或EUTH通信技术将采集的车辆运行数据传输至路侧单元，基于移动通信网络和边缘云、区域云以及中心云建立双向通信；
[0016]路侧单元基于V2X通信技术或EUHT通信技术接收车辆运行数据，并通过移动通信网络将采集的交通环境数据和接收的车辆运行数据传输至边缘云，接收并执行边缘云下发的远程接管控制指令；
[0017]边缘云通过移动通信网络接收并存储管辖范围内路侧单元上传的车辆运行数据和交通环境数据，接收区域云发送的远程接管控制指令，传输远程接管控制指令至路侧单元和智能网联车辆，共享车辆运行数据和交通环境数据至其它边缘云、区域云和中心云；
[0018]区域云通过移动通信网络和边缘云、其它区域云、中心云以及智能网联车辆建立双向通信，用于接收边缘云发送的车辆运行数据和交通环境数据，接收中心云发送的远程接管控制指令，传输远程接管控制指令至边缘云和智能网联车辆，共享车辆运行数据和交通环境数据至区域云和中心云；
[0019]中心云通过移动通信网络和区域云以及智能网联车辆建立双向通信，用于接收区域云或边缘云发送的车辆运行数据和交通环境数据，传输远程接管控制指令至区域云、边缘云和智能网联车辆。
[0020]优选地，所述的决策层，包括边缘云、区域云和中心云；
[0021]所述的边缘云，用于部署在道路两侧，负责某一路段、匝道或交叉口一定范围内的车辆远程接管控制，由远程接管边缘计算服务器、远程通信接口和数据接口组成，具备远程辅助感知、远程道路安全预警、远程轨迹规划和信息服务功能；
[0022]所述的区域云，用于管理一个或多个行政片区内的车辆远程接管控制，接入管辖范围内的所有边缘云数据和信息，由远程接管服务器、数据存储单元、远程驾驶舱、数据接口和通信接口组成，具备区域交通流优化、远程路径诱导、远程信息服务、远程人工驾驶、远程辅助感知和远程轨迹规划功能，为边缘云提供宏观交通信息和边缘云失效情况下的远程接管控制服务；
[0023]所述的中心云，用于管理一个城市范围内的车辆远程接管控制，接入城市范围内
所有边缘云和区域云，由远程接管控制服务器、大规模数据存储服务器、远程驾驶舱、数据接口、通信接口和调度工作站组成，具备全域交通流优化、远程路径诱导、远程人工驾驶、远程信息服务、远程路网态势感知和远程轨迹规划功能，提供边缘云或区域云失效情况下的远程接管控制服务。
[0024]优选地，所述的决策层管理具备容错设计的远程接管控制系统，所述远程接管控制系统由一个中心云和多个一级子系统组成，一级子系统由一个区域云及其管辖范围内的多个二级子系统组成，二级子系统由一个边缘云及其管辖范围内的所有智能网联车辆和交通基础设施组成，各级子系统内和子系统间均基于远程接管信息交互机制传输信息；各级子系统自成体系、相互独立，在某一子系统故障时，不影响其它同级子系统功能，任一子系统故障，能够通过协调其它子系统完成接管任务。
[0025]由上述本专利技术的实施例提供的技术方案可以看出，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车路云一体化的自动驾驶分散自主式远程接管控制系统，其特征在于，包括：运行层、传输层和决策层；所述的运行层，包括自动驾驶的智能网联车辆和路侧单元，用于采集车辆运行数据和交通环境数据，将采集的数据通过传输层传输给决策层；接收决策层传输过来的车辆远程接管控制指令；所述的传输层，用于建立车路云一体化环境下智能网联车辆、路侧单元、边缘云、区域云和中心云之间的远程接管信息交互机制，采用移动通信技术实时传输车辆运行数据、交通环境数据和控制指令；所述的决策层，包括边缘云、区域云和中心云，用于接收运行层传输来的数据，基于远程接管容错控制原则动态建立远程接管控制链路，计算出车辆远程接管控制指令，通过传输层将车辆远程接管控制指令传输给智能网联车辆。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的运行层由智能网联车辆和路侧单元实施，智能网联车辆用于采集车辆定位坐标、速度、加速度和偏航角运行数据，将采集的车辆运行数据通过移动通信网络传输给路侧单元，接收远程接管控制指令，根据远程接管控制指令控制车辆运行；路侧单元用于采集交通流参数、信号灯状态和非智能网联车辆的运行数据交通环境数据，将采集的交通环境数据和接收的车辆运行数据传输通过传输层传输给决策层。3.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，所述的传输层用于建立车路云一体化环境下智能网联车辆、路侧单元、边缘云、区域云和中心云间的远程接管信息交互机制，采用V2X、4G/5G和EUHT移动通信网络实时传输车辆运行数据、交通环境数据和控制指令；智能网联车辆基于V2X通信技术或EUTH通信技术将采集的车辆运行数据传输至路侧单元，基于移动通信网络和边缘云、区域云以及中心云建立双向通信；路侧单元基于V2X通信技术或EUHT通信技术接收车辆运行数据，并通过移动通信网络将采集的交通环境数据和接收的车辆运行数据传输至边缘云，接收并执行边缘云下发的远程接管控制指令；边缘云通过移动通信网络接收并存储管辖范围内路侧单元上传的车辆运行数据和交通环境数据，接收区域云发送的远程接管控制指令，传输远程接管控制指令至路侧单元和智能网联车辆，共享车辆运行数据和交通环境数据至其它边缘云、区域云和中心云；区域云通过移...

【专利技术属性】
技术研发人员：上官伟，罗蕊，柴琳果，邱威智，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：