一种应对路面异常状态的智能网联汽车控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种应对路面异常状态的智能网联汽车控制系统及方法，该系统包括通过V2I方式通信连接的道路基础设施和智能网联汽车，该方法包括：道路基础设施中的传感器定期感知路面状态；经由信息处理后台判断后，若路面状态出现异常，求解得到异常位置所涉及范围及垂向深度等信息，并留存至历史信息中；将当前路面状态信息与已留存的历史信息进行比较，若感知到积水、积雪等覆盖异常部分时，则由C

【技术实现步骤摘要】
一种应对路面异常状态的智能网联汽车控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及智能网联汽车控制
，尤其是涉及一种应对路面异常状态的智能网联汽车控制系统及方法。

技术介绍

[0002]智能网联汽车通常由感知、决策和控制三部分组成，其中，感知系统为决策系统提供必需的环境信息，是智能网联汽车安全运行的基础，因此，为确保智能网联汽车的控制可靠性，当前对感知系统获取环境信息的全面性、准确性和时效性要求越来越高。
[0003]感知系统主要包括多个传感器，如激光雷达、毫米波雷达、相机等，多个传感器共同感知环境信息并将结果处理后传递给决策系统。但是，现有的传感器技术受限于工作原理，无法感知被遮挡区域的环境状态信息。尤其是在高速行驶时，若汽车前方遭遇道路局部坑洼或积水，由于感知系统无法感知积水坑的深度信息，此时需要人为降低速度，甚至在必要时下车查看，以确保汽车安全平稳通过。也就是说，在汽车遭遇类似的特殊路面状态时，感知系统无法有效的感知相关信息，必然会给汽车的行驶带来一定的安全隐患，导致汽车针对路面异常无法进行准确地决策控制。
[0004]此外，现有技术考虑借助道路基础设施与智能网联汽车之间的信息交互，以期能够帮助汽车感知系统全面获知路面状态信息，但在实际应用中，由于信息交互数据量过大，使得对于通信设备的带宽要求较高，而且汽车感知系统在接收到路面状态信息后，还需进行额外的数据处理操作，以上均不利于汽车及时、准确地进行决策控制，影响到车辆行驶的安全性及舒适性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种应对路面异常状态的智能网联汽车控制系统及方法，基于V2I(Vehicle
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Infrastructure)通信技术，以解决智能网联汽车无法及时、全面、准确获知路面异常状态的问题，从而突破智能网联汽车感知系统的局限，使得智能网联汽车能够应对路面异常状态进行及时准确的决策控制，有效提高汽车行驶的安全性和舒适性。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种应对路面异常状态的智能网联汽车控制系统，包括通过V2I方式通信连接的道路基础设施和智能网联汽车，所述智能网联汽车上搭载有车载通信设备以及决策控制单元，所述道路基础设施上搭载有传感器、信息处理后台及C
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V2X(Cellular Vehicle
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Everything，基于蜂窝网络的车用无线通信技术)通信设备，所述传感器用于定期采集路面状态数据；
[0007]所述信息处理后台根据采集的路面状态数据，分析当前路面状态是否出现异常、并处理得到相应的异常信息；
[0008]所述C
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V2X通信设备用于将异常信息发送至智能网联汽车的车载通信设备；
[0009]所述决策控制单元根据接收到的异常信息，完成相应决策控制，以输出动作指令
控制汽车的运动状态。
[0010]进一步地，所述传感器包括但不限于双目摄像头、激光雷达。
[0011]进一步地，所述信息处理后台设置有用于更新存储路面状态历史异常信息的数据库。
[0012]一种应对路面异常状态的智能网联汽车控制方法，包括以下步骤：
[0013]S1、根据预设采集频率，道路基础设施中的传感器定期采集路面状态数据；
[0014]S2、根据采集的路面状态数据，道路基础设施中的信息处理后台判断路面状态是否出现异常，若判断出现异常，则执行步骤S3，否则返回步骤S1；
[0015]S3、信息处理后台进一步处理得到异常信息，包括但不限于异常位置所涉及范围及垂向深度，并将该异常信息存储；
[0016]S4、将当前采集的路面状态数据与已存储的历史异常信息进行比较，以确定是否出现路面异常被覆盖，若为是，则由C
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V2X设备将当前路面状态异常信息广播发送给智能网联汽车，否则返回步骤S1；
[0017]S5、智能网联汽车通过车载通信设备接收到路面状态异常信息；
[0018]S6、智能网联汽车的决策控制单元根据接收的异常信息，输出得到相应动作指令，以控制汽车的运动状态。
[0019]进一步地，所述步骤S1中预设采集频率不低于4次/天。
[0020]进一步地，所述步骤S2中信息处理后台具体是基于内置的感知算法，以判断路面状态是否出现异常，所述异常包括但不限于坑、洞、凹陷，所述感知算法包括但不限于视觉识别算法、点云识别算法。
[0021]进一步地，所述步骤S3具体包括以下步骤：
[0022]S31、根据传感器采集得到的路面状态数据，采用三维重建算法，处理得到路面异常部分的三维信息；
[0023]S32、根据三维信息，求解出异常部分的包围框、并计算异常部分平均垂向深度和最大垂向深度；
[0024]S33、道路基础设施根据自身在地图的位置坐标，结合包围框信息，计算得到异常部分包围框在地图中的绝对坐标；
[0025]S34、将路面状态出现异常以及对应异常部分的信息共同存储。
[0026]进一步地，所述步骤S31中三维重建算法包括但不限于NeRF(Neural Radiance Fields，神经辐射场)、SfM(Structure From Motion，运动恢复结构)。
[0027]进一步地，所述步骤S4具体包括以下步骤：
[0028]S41、将当前采集的路面状态数据与已存储的历史异常信息进行比较，从而判断路面异常部分是否被覆盖物遮挡，若判断为是，则执行步骤S42，否则返回步骤S1；
[0029]S42、信息处理后台将当前相关异常信息按顺序进行编码，生成C
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V2X通信设备所需的广播报文并发送。
[0030]进一步地，所述C
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V2X通信设备所需的广播报文具体包括以下组成内容：
[0031]1)表征覆盖物属性的代号；
[0032]2)路面异常部分包围框的绝对坐标信息，按照包围框东北NE、东南SE、西南SW、西北NW四个顶点的顺序组成；
[0033]3)路面异常部分的平均垂向深度和最大垂向深度。
[0034]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0035]一、本专利技术基于V2I通信技术，将道路基础设施和智能网联汽车进行通信连接，能够实现智能网联汽车与道路基础设施间的信息交互，并且能够保证通信的实时性和准确性；本专利技术在道路基础设施上搭载有传感器、信息处理后台及C
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V2X通信设备，利用传感器定期采集路面状态数据，利用信息处理后台分析当前路面状态是否出现异常、并处理得到相应的异常信息，利用C
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V2X通信设备将异常信息发送至智能网联汽车的车载通信设备，由此既能够有效降低通信时延、提升通信距离，并且能够直接由道路基础设施处理得到路面异常信息再发送给车辆，使得智能网联汽车能够及时、全面、准确获知路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应对路面异常状态的智能网联汽车控制系统，其特征在于，包括通过V2I方式通信连接的道路基础设施(1)和智能网联汽车(2)，所述智能网联汽车(2)上搭载有车载通信设备(201)以及决策控制单元(202)，所述道路基础设施(1)上搭载有传感器(101)、信息处理后台(102)及C
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V2X通信设备(103)，所述传感器(101)用于定期采集路面状态数据；所述信息处理后台(102)根据采集的路面状态数据，分析当前路面状态是否出现异常、并处理得到相应的异常信息；所述C
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V2X通信设备(103)用于将异常信息发送至智能网联汽车(2)的车载通信设备(201)；所述决策控制单元(202)根据接收到的异常信息，完成相应决策控制，以输出动作指令控制汽车的运动状态。2.根据权利要求1所述的一种应对路面异常状态的智能网联汽车控制系统，其特征在于，所述传感器(101)包括但不限于双目摄像头、激光雷达。3.根据权利要求1所述的一种应对路面异常状态的智能网联汽车控制系统，其特征在于，所述信息处理后台(102)设置有用于更新存储路面状态历史异常信息的数据库。4.一种应用如权利要求1所述智能网联汽车控制系统的应对路面异常状态的智能网联汽车控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据预设采集频率，道路基础设施中的传感器定期采集路面状态数据；S2、根据采集的路面状态数据，道路基础设施中的信息处理后台判断路面状态是否出现异常，若判断出现异常，则执行步骤S3，否则返回步骤S1；S3、信息处理后台进一步处理得到异常信息，包括但不限于异常位置所涉及范围及垂向深度，并将该异常信息存储；S4、将当前采集的路面状态数据与已存储的历史异常信息进行比较，以确定是否出现路面异常被覆盖，若为是，则由C
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V2X设备将当前路面状态异常信息广播发送给智能网联汽车，否则返回步骤S1；S5、智能网联汽车通过车载通信设备接收到路面状态异常信息；S6、智能网联汽车的决策控制单元根据接收的异常信息，输出得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈君毅，刘镇源，姜为，肖文博，吴新政，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：