CN110083162A - 基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆控制方法及系统 - Google Patents
基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆控制方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆控制方法及系统，包括：自动驾驶总控制方法及系统、自动驾驶换道行驶控制方法及系统和自动驾驶安全控制方法及系统，其中，自动驾驶控制方法包括：获取自动驾驶车辆相邻车辆(包括同车道的前、后车辆及相邻车道的车辆)的实时动态车辆信息，车辆信息包括车内外视频/图像/语音信息、速度信息、距离信息和位置信息；根据车辆信息，判断相邻车辆是否超速；根据车辆信息，判断相邻车辆是否违规行驶；若超速或违规行驶，则发出警告，并记录超速车辆的车牌信息上传至交管平台和总控制中心。
Description
技术领域
本发明涉及智能交通技术领域，具体涉及一种基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆控制方法及系统。
背景技术
自20世纪70年代，人类开始进行自动驾驶汽车的研究已有几十年的历程，科研院校、汽车制造厂商、科技公司、无人驾驶汽车创业公司以及汽车零部件供应商在无人驾驶技术领域进行不断地探索。如今，自动驾驶技术在人工智能和汽车行业的飞速发展下逐渐成为业界焦点，随着大数据、高性能计算芯片、无线通信、视频图像处理、语音识别、人工智能、物联网等新一代信息技术的飞速发展，自动驾驶技术也达到了新高度。自动驾驶是代表全球当前新一轮科学技术和产业发展制高点竞争的重要领域，对于提升交通安全、提高出行效率、减少污染排放具有积极作用，是推动道路交通运输系统转型升级的有效途径。但是，在交通系统的发展过程中，必然会出现传统车辆与不同等级自动驾驶车辆混行的场景，自动驾驶汽车的一些行车规则比人类驾驶员的行车习惯安全性更高，但这种差异性往往会成为人工驾驶车辆与自动驾驶车辆发生碰撞的直接原因。智能协同控制策略在有效提升通行效率的同时，更需要考虑自动驾驶与人工驾驶协作行为的差异性，以及车车/车路实时动态信息交互的连通性。尽管自动驾驶技术近年来得到了飞速的发展，但其安全问题仍未完全解决。例如，Uber无人驾驶汽车发生严重的交通事故；谷歌无人车在硅谷与一辆公共巴士发生碰撞。可以预见在未来很长一段时间内将存在人工驾驶与自动驾驶混行的场景，这种混合交通环境中的自动驾驶操纵行为决策、混合交通流模型与风险判别及协同控制问题亟待解决。
发明内容
针对未来道路交通中人工驾驶车辆和自动驾驶车辆混合行驶的情况，由于不同类型的驾驶行为和不同的驾驶规则共存，易导致交通事故频发的问题；为了保证道路交通安全、高效、畅通的运行，借助于精准的定位技术、无线传感技术、视频图像处理技术、语音识别技术、大数据技术、多源信息融合技术、精准的测距、测速技术、高精度地图、无线通信技术等，本发明提供一种基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆控制方法及系统。
本发明公开了一种基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆控制方法，包括：自动驾驶总控制方法；
所述自动驾驶控制方法包括：
获取自动驾驶车辆相邻车辆的实时动态车辆信息，所述车辆信息包括车内外视频/图像/语音信息、速度信息、距离信息和位置信息；
根据所述车辆信息，判断相邻车辆是否超速；
根据所述车辆信息，判断相邻车辆是否违规行驶；
若超速或违规行驶，则发出警告，并记录超速车辆的车牌信息上传至交管平台和总控制中心。
作为本发明的进一步改进，所述自动驾驶总控制方法还包括：
根据所述车辆信息，判断自动驾驶车辆是否达到加/减速条件；
若达到，则车辆自动加/减速；若未达到，则车辆原速行驶。
作为本发明的进一步改进，所述自动驾驶总控制方法还包括：
根据所述车辆信息，获取自动驾驶车辆的动态信息及所在路段的交通状态信息；
根据所有自动驾驶车辆之间的信息共享，估计出实时的路况信息；
根据实时路况信息，自动选择最优路线行驶。
作为本发明的进一步改进，还包括：自动驾驶换道行驶控制方法；
所述自动驾驶换道行驶控制方法包括：
根据所述车辆信息，判断自动驾驶车辆与相邻车道车辆的速度差及距离是否满足换道超车；
根据所述车辆信息，判断自动驾驶车辆与同车道前后车辆的速度差及距离是否满足换道超车；
若均满足邻车道及同车道的换道超车条件，则发出换道超车信号，收到允许超车回应后，车辆加速换道超车；否则，保持原车道行驶。
作为本发明的进一步改进，还包括：自动驾驶安全控制方法；
所述自动驾驶安全控制方法，包括：
根据所述车辆信息，判断是否出现突发事件；
若出现车辆故障或交通事故，则启动事故救援系统，并发送车辆位置；
若出现人员受伤或突发疾病，则启动110一键报警系统和/或120一键救护系统，并发送车辆位置；
若出现火情或消防事故，则启动119一键报警系统，并发送车辆位置。
本发明还公开了一种基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆控制系统，包括：自动驾驶总控制系统；
所述自动驾驶总控制系统，用于：
通过测距装置、测速装置、视频采集处理装置、语音采集处理装置、定位装置获取自动驾驶车辆相邻车辆的车辆信息，所述车辆信息包括车内外视频/图像/语音信息、速度信息、距离信息和位置信息；
根据所述车辆信息，判断相邻车辆是否超速；
根据所述车辆信息，判断相邻车辆是否违规行驶；
若超速或违规行驶，则发出警告，并记录超速车辆的车牌信息上传至交管平台和总控制中心。
作为本发明的进一步改进，所述自动驾驶总控制系统，还用于：
根据所述车辆信息，判断自动驾驶车辆是否达到加/减速条件；
若达到，则车辆自动加/减速；若未达到，则车辆原速行驶。
作为本发明的进一步改进，所述自动驾驶总控制系统，还用于：
根据所述车辆信息，获取自动驾驶车辆的动态信息及所在路段的交通状态信息；
所有自动驾驶车辆之间通过无线通信装置建立信息共享，通过交通状态估计器估计出实时的路况信息；
根据实时路况信息，通过高精度导航地图自动选择最优路线行驶。
作为本发明的进一步改进，还包括：自动驾驶换道行驶控制系统；
所述自动驾驶换道行驶控制系统，用于：
根据所述车辆信息，判断自动驾驶车辆与相邻车道车辆的速度差及距离是否满足换道超车；
根据所述车辆信息，判断自动驾驶车辆与同车道前后车辆的速度差及距离是否满足换道超车；
若均满足邻车道及同车道的换道超车条件，则发出换道超车信号，收到允许超车回应后，车辆加速换道超车；否则，保持原车道行驶。
作为本发明的进一步改进，还包括：自动驾驶安全控制系统；
所述自动驾驶安全控制系统，用于：
根据所述车辆信息，判断是否出现突发事件；
若出现车辆故障或交通事故，则启动事故救援系统和/或110一键救护系统和/或120一键救护系统，并发送车辆位置；
若出现人员受伤或突发疾病，则启动110一键报警系统和/或120一键救护系统，并发送车辆位置；
若出现火情或消防事故，则启动119一键报警系统，并发送车辆位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明可自动记录车辆的在线运行动态信息，同时实时监测乘坐人员及车内的异常情况，并依托车辆搭载的一键紧急救护和报警系统，有效保障司乘人员的人身安全；
本发明能够主动检测识别相邻车辆及检测范围内的交通事件(包括交通事故、异物抛洒、车辆违章行驶等)，并根据不同的事件类型，开启相应的报警系统进行上报，从而保障道路交通安全高效运行；
本发明的自动驾驶车辆可实现与其他自动驾驶车辆实时的信息交互，通过对路况进行实时研判，并自动选择最优路径行驶，从而节约出行时间，提高出行效率。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆控制方法中自动驾驶总控制方法的流程图；
图2为本发明一种实施例公开的基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆控制方法中自动驾驶换道行驶控制方法的流程图；
图3为本发明一种实施例公开的基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆控制方法中自动驾驶安全控制方法的流程图；
图4为本发明一种实施例公开的基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆控制系统的框架图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
近几年，无线传感器、高精度地图、高精度定位、视频图像处理、语音识别、大数据应用、无线通信及人工智能等技术快速发展，将这些成熟的高新技术相结合应用到混合交通流状态下的自动驾驶车辆的控制中不失为一个好方法。因此，为了增强城市交通的安全性、高效性、应急处理能力等，本发明提出一种基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆控制方法及系统。
本发明提供一种基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆控制方法，包括：自动驾驶总控制方法、自动驾驶换道行驶控制方法和自动驾驶安全控制方法；其中：
如图1所示，本发明的自动驾驶控制方法包括：
S11、获取自动驾驶车辆相邻车辆的车辆信息，自动驾驶车辆的相邻车辆包括同车道的前后车辆以及相邻车道的左右车辆以及左后、左前、右后、右前等车辆，上述自动驾驶车辆的相邻车辆可以为自动驾驶车辆也可为人工驾驶车辆；所获取的车辆信息包括：相邻车辆的速度信息、相邻车辆与该自动驾驶车辆的距离信息、相邻车辆的位置信息、车内外的实时视频/图像信息等等。
S12、根据S11所获取的车辆信息、车路限速标准及相应规则，判断相邻车辆是否超速；
若超速，则自动驾驶车辆发出语音警告；同时记录超速车辆的车牌信息上传至交管平台和总控制中心。
S13、根据S11所获取的车辆信息、车路限速标准及相应规则，判断相邻车辆是否违规行驶；违规行驶包括违法变道、压线行驶等不法行为；
若违规行驶，则自动驾驶车辆发出语音警告，同时并记录超速车辆的车牌信息上传至交管平台和总控制中心。
S14、根据S11所获取的车辆信息，判断自动驾驶车辆是否达到加/减速条件；若达到，则车辆自动加/减速；若未达到，则车辆原速行驶；
根据S11所获取的车辆信息，判断自动驾驶车辆是否达到换道超车条件；若达到，则车辆自行换道；若未达到，则车辆原车道行驶。
S15、根据S11所获取的车辆信息，获取自动驾驶车辆的动态信息及所在路段的交通状态信息；
根据所有自动驾驶车辆之间的信息共享，估计出实时的路况信息；
根据实时路况信息，自动选择最优路线行驶。
如图2所示，本发明的自动驾驶换道行驶控制方法，包括：
S21、获取自动驾驶车辆相邻车辆的实时动态车辆信息，自动驾驶车辆的相邻车辆包括同车道的前后车辆以及相邻车道的左右车辆以及左后、左前、右后、右前等车辆，上述自动驾驶车辆的相邻车辆可以为自动驾驶车辆也可为人工驾驶车辆；所获取的车辆信息包括：相邻车辆的速度信息、相邻车辆与该自动驾驶车辆的距离信息、相邻车辆的位置信息、车内外的实时视频/图像信息等等。
S22、判断相邻车道的相邻车辆是否为自动驾驶车辆；
判断同车道的相邻车辆是否为自动驾驶车辆；
若相邻车道或同车道的相邻车辆不是自动驾驶车辆，则通过车载设备获取人工驾驶车辆的位置和速度信息；
若相邻车道和同车道的相邻车辆均为自动驾驶车辆，则进行实时通信通信，传递各自的位置、速度等信息。
S23、根据车辆信息，判断自动驾驶车辆与相邻车道车辆的速度差及距离是否满足换道超车；
根据车辆信息，判断自动驾驶车辆与同车道前后车辆的速度差及距离是否满足换道超车；
若均满足邻车道及同车道的换道超车条件，则发出换道超车信号，收到允许超车回应后，车辆加速换道超车，否则，保持原车道行驶；
若有一不满足，则车辆原车道行驶。
如图3所示，本发明的自动驾驶安全控制方法，包括：
S31、获取车内外语音、视频以及司乘人员信息，判断是否出现突发事件；
S32、判断是否出现突发事件；
S33、若出现突发事件，则判断是否为车内突发事件；
S34、若为车内突发事件，则：
若为乘客突发疾病，则启动120一键救护系统和定位查询功能，与最近医院取得联系；启动语音广播系统，请求其他车辆让行；自动切换行驶线路，前往医院；并将上述突发情况传至总控制中心；
若为车辆故障，则启动事故救援系统、发送车辆位置信息，并将上述突发情况传至总控制中心；
若为消防事故，则启动119一键报警系统、发送车辆位置信息，并将上述突发情况传至总控制中心；
S35、若为车外突发事件，则：
若为交通事故，则同时启动110一键报警系统和/或120一键救护系统，启动事故救援系统，发送车辆位置；并将上述突发情况传至总控制中心；
若为人员受伤，则同时启动110一键报警系统和/或120一键救护系统，启动事故救援系统，发送车辆位置；并将上述突发情况传至总控制中心；
若出现火情，则启动119一键报警系统、发送车辆位置信息，并将上述突发情况传至总控制中心。
如图4所示，本发明提供一种基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆控制系统，包括：自动驾驶总控制系统10、自动驾驶换道行驶控制系统20和自动驾驶安全控制系统30；实现上述三个控制系统的车载装置包括：
激光测距装置，位于车头、车尾部两处，用于检测自动驾驶车辆与前、后车的距离；
雷达装置，位于车头、车尾和车辆侧部，包括测速雷达和测距雷达，用于检测后车及相邻车道车辆的速度，以及与之的距离信息。
定位装置，用于检测车辆的位置信息；
高精度视频装置，用于采集并处理车辆周围的实时视频图像信息；
语音广播装置，用于向周围车辆发送语音信息；
无线通信装置，用于和外界的信息交互和传输；
车内视频采集处理装置，用于实时采集车内视频信息并处理，自动判别异常情况；
车内语音采集处理装置，用于采集车内乘客的语音信息，并自动检测异常情况；
交通状态估计器，用于根据所获取的信息对实时路况进行研判
导航地图，用于查询和显示车辆行驶轨迹；
110一键报警按钮；当获取危及人生安全信息时自动向110指挥中心发送信息，同时将信息传输到总控制中心；
119一键报警按钮，当获取火情信息时自动向119发送信息，同时将信息传输到总控制中心；
120一键救助按钮，当获取突发疾病信息时自动向120发送信息，同时将信息传输到总控制中心。
基于上述车载装置，本发明的自动驾驶总控制系统用于实现下述S11～S15：
S11、获取自动驾驶车辆相邻车辆的车辆信息，自动驾驶车辆的相邻车辆包括同车道的前后车辆以及相邻车道的左右车辆以及左后、左前、右后、右前等车辆，上述自动驾驶车辆的相邻车辆可以为自动驾驶车辆也可为人工驾驶车辆；所获取的车辆信息包括：相邻车辆的速度信息、相邻车辆与该自动驾驶车辆的距离信息、相邻车辆的位置信息、车内外的实时视频/图像信息等等。
S12、根据S11所获取的车辆信息、车路限速标准及相应规则，判断相邻车辆是否超速；
若超速，则自动驾驶车辆发出语音警告；同时记录超速车辆的车牌信息上传至交管平台和总控制中心。
S13、根据S11所获取的车辆信息、车路限速标准及相应规则，判断相邻车辆是否违规行驶；违规行驶包括违法变道、压线行驶等不法行为；
若违规行驶，则自动驾驶车辆发出语音警告，同时并记录超速车辆的车牌信息上传至交管平台和总控制中心。
S14、根据S11所获取的车辆信息，判断自动驾驶车辆是否达到加/减速条件；若达到，则车辆自动加/减速；若未达到，则车辆原速行驶；
根据S11所获取的车辆信息，判断自动驾驶车辆是否达到换道超车条件；若达到，则车辆自行换道；若未达到，则车辆原车道行驶。
S15、根据S11所获取的车辆信息，获取自动驾驶车辆的动态信息及所在路段的交通状态信息；
根据所有自动驾驶车辆之间的信息共享，估计出实时的路况信息；
根据实时路况信息，自动选择最优路线行驶。
基于上述车载装置，本发明的自动驾驶换道行驶控制系统用于实现下述S21～S23：
S21、获取自动驾驶车辆相邻车辆的车辆信息，自动驾驶车辆的相邻车辆包括同车道的前后车辆以及相邻车道的左右车辆以及左后、左前、右后、右前等车辆，上述自动驾驶车辆的相邻车辆可以为自动驾驶车辆也可为人工驾驶车辆；所获取的车辆信息包括：相邻车辆的速度信息、相邻车辆与该自动驾驶车辆的距离信息、相邻车辆的位置信息、车内外的实时视频/图像信息等等。
S22、判断相邻车道的相邻车辆是否为自动驾驶车辆；
判断同车道的相邻车辆是否为自动驾驶车辆；
若相邻车道或同车道的相邻车辆不是自动驾驶车辆，则通过车载设备获取人工驾驶车辆的位置和速度信息；
若相邻车道和同车道的相邻车辆均为自动驾驶车辆，则进行实时通信通信，传递各自的位置、速度等信息。
S23、根据车辆信息，判断自动驾驶车辆与相邻车道车辆的速度差及距离是否满足换道超车；
根据车辆信息，判断自动驾驶车辆与同车道前后车辆的速度差及距离是否满足换道超车；
若均满足邻车道及同车道的换道超车条件，则发出换道超车信号，收到回应后，车辆加速换道超车；
若有一不满足，则车辆原车道行驶。
基于上述车载装置，本发明的自动驾驶安全控制系统用于实现下述S31～S35：
S31、获取车内外语音、视频以及司乘人员信息，判断是否出现突发事件；
S32、判断是否出现突发事件；
S33、若出现突发事件，则判断是否为车内突发事件；
S34、若为车内突发事件，则：
若为乘客突发疾病，则启动120一键救护系统和定位查询功能，与最近医院取得联系；启动语音广播系统，请求其他车辆让行；自动切换行驶线路，前往医院；并将上述突发情况传至总控制中心；
若为车辆故障，则启动事故救援系统、发送车辆位置信息，并将上述突发情况传至总控制中心；
若为消防事故，则启动119一键报警系统、发送车辆位置信息，并将上述突发情况传至总控制中心；
S35、若为车外突发事件，则：
若为交通事故，则同时启动110一键报警系统和/或120一键救护系统，启动事故救援系统，发送车辆位置；并将上述突发情况传至总控制中心；
若为人员受伤，则同时启动110一键报警系统和/或120一键救护系统，启动事故救援系统，发送车辆位置；并将上述突发情况传至总控制中心；
若出现火情，则启动119一键报警系统、发送车辆位置信息，并将上述突发情况传至总控制中心。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆控制方法，其特征在于，包括：自动驾驶总控制方法；
所述自动驾驶控制方法包括：
获取自动驾驶车辆相邻车辆的实时动态车辆信息，所述车辆信息包括车内外视频/图像/语音信息、速度信息、距离信息和位置信息；
根据所述车辆信息，判断相邻车辆是否超速；
根据所述车辆信息，判断相邻车辆是否违规行驶；
若超速或违规行驶，则发出警告，并记录超速车辆的车牌信息上传至交管平台和总控制中心。
2.如权利要求1所述的自动驾驶车辆控制方法，其特征在于，所述自动驾驶总控制方法还包括：
根据所述车辆信息，判断自动驾驶车辆是否达到加/减速条件；
若达到，则车辆自动加/减速；若未达到，则车辆原速行驶。
3.如权利要求1所述的自动驾驶车辆控制方法，其特征在于，所述自动驾驶总控制方法还包括：
根据所述车辆信息，获取自动驾驶车辆的动态信息及所在路段的交通状态信息；
根据所有自动驾驶车辆之间的信息共享，估计出实时的路况信息；
根据实时路况信息，自动选择最优路线行驶。
4.如权利要求1所述的自动驾驶车辆控制方法，其特征在于，还包括：自动驾驶换道行驶控制方法；
所述自动驾驶换道行驶控制方法包括：
根据所述车辆信息，判断自动驾驶车辆与相邻车道车辆的速度差及距离是否满足换道超车；
根据所述车辆信息，判断自动驾驶车辆与同车道前后车辆的速度差及距离是否满足换道超车；
若均满足邻车道及同车道的换道超车条件，则发出换道超车信号，收到允许超车回应后，车辆加速换道超车；否则，保持原车道行驶。
5.如权利要求1所述的自动驾驶车辆控制方法，其特征在于，还包括：自动驾驶安全控制方法；
所述自动驾驶安全控制方法，包括：
根据所述车辆信息，判断是否出现突发事件；
若出现车辆故障或交通事故，则启动事故救援系统，并发送车辆位置；
若出现人员受伤或突发疾病，则启动110一键报警系统和/或120一键救护系统，并发送车辆位置；
若出现火情或消防事故，则启动119一键报警系统，并发送车辆位置。
6.一种基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆控制系统，其特征在于，包括：自动驾驶总控制系统；
所述自动驾驶总控制系统，用于：
通过测距装置、测速装置、视频采集处理装置、语音采集处理装置、定位装置获取自动驾驶车辆相邻车辆的车辆信息，所述车辆信息包括车内外视频/图像/语音信息、速度信息、距离信息和位置信息；
根据所述车辆信息，判断相邻车辆是否超速；
根据所述车辆信息，判断相邻车辆是否违规行驶；
若超速或违规行驶，则发出警告，并记录超速车辆的车牌信息上传至交管平台和总控制中心。
7.如权利要求6所述的自动驾驶车辆控制系统，其特征在于，所述自动驾驶总控制系统，还用于：
根据所述车辆信息，判断自动驾驶车辆是否达到加/减速条件；
若达到，则车辆自动加/减速；若未达到，则车辆原速行驶。
8.如权利要求6所述的自动驾驶车辆控制系统，其特征在于，所述自动驾驶总控制系统，还用于：
根据所述车辆信息，获取自动驾驶车辆的动态信息及所在路段的交通状态信息；
所有自动驾驶车辆之间通过无线通信装置建立信息共享，通过交通状态估计器估计出实时的路况信息；
根据实时路况信息，通过高精度导航地图自动选择最优路线行驶。
9.如权利要求6所述的自动驾驶车辆控制系统，其特征在于，还包括：自动驾驶换道行驶控制系统；
所述自动驾驶换道行驶控制系统，用于：
根据所述车辆信息，判断自动驾驶车辆与相邻车道车辆的速度差及距离是否满足换道超车；
根据所述车辆信息，判断自动驾驶车辆与同车道前后车辆的速度差及距离是否满足换道超车；
若均满足邻车道及同车道的换道超车条件，则发出换道超车信号，收到允许超车回应后，车辆加速换道超车；否则，保持原车道行驶。
10.如权利要求6所述的自动驾驶车辆控制系统，其特征在于，还包括：自动驾驶安全控制系统；
所述自动驾驶安全控制系统，用于：
根据所述车辆信息，判断是否出现突发事件；
若出现车辆故障或交通事故，则启动事故救援系统和/或110一键救护系统和/或120一键救护系统，并发送车辆位置；
若出现人员受伤或突发疾病，则启动110一键报警系统和/或120一键救护系统，并发送车辆位置；
若出现火情或消防事故，则启动119一键报警系统，并发送车辆位置。
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