一种网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法

摘要

本发明公开了一种网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法，其技术方案要点是：包括：利用自动驾驶控制系统控制车辆，所述自动驾驶控制系统控制车辆包括车辆位置定位模块、外部环境识别模块和远程指示地点状况识别模块，所述车辆位置定位模块用于获取自动驾驶车辆在地图上的位置；所述外部环境识别模块用于识别车辆的外部环境；所述远程指示地点状况识别模块基于预先设定的自动驾驶车辆的目标路线识别目标路线上地点状况；本网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法能够在互联网条件下进行信息交流，在决策时不容易发生决策失灵和决策偏差，在进行驾驶决策时可以形成闭合反馈，不容易导致驾驶事故，提高了自动驾驶的安全性。

权利要求

1.一种网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法，其特征在于：包括：利用自动驾驶控制系统控制车辆，所述自动驾驶控制系统控制车辆包括车辆位置定位模块、外部环境识别模块和远程指示地点状况识别模块，所述车辆位置定位模块用于获取自动驾驶车辆在地图上的位置；所述外部环境识别模块用于识别车辆的外部环境；所述远程指示地点状况识别模块基于预先设定的自动驾驶车辆的目标路线识别目标路线上地点状况；

利用中央决策系统进行驾驶决策，所述中央决策系统包括环境感知系统和智能决策系统，所述环境感知系统与智能决策系统连接，所述智能决策系统与自动驾驶系统网关连接，所述智能决策系统与人机交互系统以及自动驾驶系统网关连接；

利用环境感知系统感知车辆状况，所述环境感知系统包括环境感知单元、规划控制单元、故障诊断单元；所述环境感知单元用于实时检测车辆自身状态信息；所述规划控制单元用于根据上层车辆调度系统下发的任务信息和环境感知单元采集的车辆内部信息实时规划车辆行驶路线和行驶状态；所述故障诊断单元用于实时检测车辆自动驾驶系统的工作状态；

在车辆行进时利用地图导航系统用于为车辆提供导航；

在驾驶过程中采用通信模块进行车辆通信控制，所述通信模块包括有无线网络单元，所述无线网络单元用于实现无人车自动驾驶系统与上层车辆调度系统的数据交互；

在车辆驾驶过程中利用智能决策系统进行决策规划，所述智能决策系统根据驾驶态势图实时进行局部行进路线的二次规划，执行系统接收并执行来自智能决策系统的指令进行全自动驾驶。

2.根据权利要求1所述的一种网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法，其特征在于：所述外部环境识别模块包括图像采集模块、图像处理模块、比较模块、匹配模块和生成模块，所述图像采集模块用于实时采集车辆周围的道路静态目标和道路动态目标，所述图像处理模块用于根据采集的主车辆周围环境识别出道路静态目标和道路动态目标，所述比较模块用于将识别的道路静态目标与所述地图导航系统中的地图信息进行比较确定出目标位置，所述匹配模块用于判断车辆位置是否正确，所述生成模块用于融合识别的道路静态目标、道路动态目标并存储。

3.根据权利要求1所述的一种网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法，其特征在于：所述人机交互系统包括用于存储与系统相关的预设信息的信息预设模块；所述人机交互系统包括用于判断车辆驾驶路径是否正确的判断模块；所述人机交互系统包括用于在人机交互系统激活后根据预设信息确认当前人机交互级别获取车辆相关信息；所述人机交互系统用于根据选取的人机交互级别，结合车辆相关信息使车辆自动反应动作使车辆反应动作。

4.根据权利要求1所述的一种网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法，其特征在于：所述自动驾驶系统网关包括中央网关，所述中央网关与车辆上的激光雷达和摄像头均相连，用于接收激光雷达测得的雷达信号以及摄像头拍摄的图像信号，并传输给自动驾驶域控制器；所述自动驾驶域控制器基于激光雷达的雷达信号、摄像头的图像信号、声波雷达的雷达信号和组合惯导系统的导航信号，实现对车辆的控制。

5.根据权利要求1所述的一种网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法，其特征在于：还包括驾驶行为检测模块，所述驾驶行为检测模块包括自动驾驶启停单元以及方向盘行为切换单元；所述自动驾驶启停单元用于自动或手动切换车辆的自动驾驶模式以及非自动驾驶模式；所述方向盘行为切换单元用于接收并处理车辆方向盘的转动数据以及接触监测数据，并根据所述转动数据以及所述接触监测数据自动切换为自动驾驶状态或非自动驾驶状态。

6.根据权利要求1所述的一种网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法，其特征在于：所述地图导航系统包括多个子系统和一个地图数据代理服务系统，每个子系统用于与多个查询终端连接，多个子系统与所述地图数据代理服务系统通信连接，所述地图数据代理服务系统与地图服务商的地图数据系统通信连接；所述地图数据代理服务系统还包括一存储有本地导航数据的地图位置参考服务器，所述多个子系统与所述地图位置参考服务器通信连接。

7.根据权利要求1所述的一种网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法，其特征在于：所述车辆位置定位模块包括GNSS差分定位模块、UWB定位模块和定位控制模块，所述GNSS差分定位模块用于在远离航站楼的露天开阔区域定位车辆位置，所述UWB定位模块用于在靠近所述航站楼的区域或在所述航站楼内部区域定位车辆位置，所述定位控制模块用于控制所述GNSS差分定位模块和所述UWB定位模块，所述定位控制模块分别与所述GNSS差分定位模块和所述UWB定位模块连接。

8.根据权利要求1所述的一种网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法，其特征在于：所述故障诊断模块通过OBD‑II提供的标准接口读取车辆的故障代码，并将其传输到主机单元；所述主机单元负责导航和解析故障代码，所述车辆故障诊断单元读取车辆故障代码包括以下两种情况：一种是定时读取车辆故障代码；另一种是应主机单元的请求读取车辆故障代码，当车辆故障诊断单元定时读取车辆故障代码时，首先判断所读取的故障代码是否包含重大故障代码，如果是则立即传输到主机单元，否则临时保存该故障代码并继续定时读取车辆故障代码。

9.根据权利要求1所述的一种网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法，其特征在于：还包括监测系统，所述监测系统包括有压力参数监测单元，所述压力参数监测单元包括方向盘承受压力预设阈值、车辆前端碰撞力度预设阈值以及安全带加速度预设阈值；所述压力参数监测单元还包括设置在方向盘处的压力传感器、设置在车辆前端的撞击力传感器以及设置在座椅安全带处的加速度传感器。

说明书

一种网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法

技术领域

[0001] 本发明属于智能驾驶领域，具体涉及一种网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法。

背景技术

[0002] 自动驾驶汽车又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车、或轮式移动机器人，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。在20世纪已有数十年的历史，21世纪初呈现出接近实
用化的趋势。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同
合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。

[0003] 可参考公开号为CN106408983B的中国专利，其公开一种车辆自动驾驶系统，包括通信系统、车辆驾驶数据采集系统、数据分析系统和车辆控制系统；所述的车辆驾驶数据采
集系统用于实时获取车辆驾驶数据，并将车辆驾驶数据传输至数据分析系统；所述的数据
分析系统利用通信系统获取车辆的导航行驶路线，从而得到路线中各路口的位置信息以及
各条道路的道路方向，进而根据车辆驾驶数据校正当前所在的道路方向，将校正的数据传
送至车辆控制系统，所述车辆控制系统利用校正后的道路方向去校准车辆的行驶方向。

[0004] 上述的这种车辆自动驾驶系统具有实时性高，利用车辆驾驶数据采集系统采集的不同车辆驾驶数据进行互相校正和检验，可靠性高的优点；但是其依旧存在着一些缺点，
如：未通过互联网条件下进行信息交流，在决策时容易发生决策失灵和决策偏差，此外，在
进行驾驶决策时无法形成闭合反馈，容易导致驾驶事故。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0007] 一种网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法，包括：

[0008] 利用自动驾驶控制系统控制车辆，所述自动驾驶控制系统控制车辆包括车辆位置定位模块、外部环境识别模块和远程指示地点状况识别模块，所述车辆位置定位模块用于
获取自动驾驶车辆在地图上的位置；所述外部环境识别模块用于识别车辆的外部环境；所
述远程指示地点状况识别模块基于预先设定的自动驾驶车辆的目标路线识别目标路线上
地点状况；

[0009] 利用中央决策系统进行驾驶决策，所述中央决策系统包括环境感知系统和智能决策系统，所述环境感知系统与智能决策系统连接，所述智能决策系统与自动驾驶系统网关
连接，所述智能决策系统与人机交互系统以及自动驾驶系统网关连接；

[0010] 利用环境感知系统感知车辆状况，所述环境感知系统包括环境感知单元、规划控制单元、故障诊断单元；所述环境感知单元用于实时检测车辆自身状态信息；所述规划控制
单元用于根据上层车辆调度系统下发的任务信息和环境感知单元采集的车辆内部信息实
时规划车辆行驶路线和行驶状态；所述故障诊断单元用于实时检测车辆自动驾驶系统的工
作状态；

[0011] 在车辆行进时利用地图导航系统用于为车辆提供导航；

[0012] 在驾驶过程中采用通信模块进行车辆通信控制，所述通信模块包括有无线网络单元，所述无线网络单元用于实现无人车自动驾驶系统与上层车辆调度系统的数据交互；

[0013] 在车辆驾驶过程中利用智能决策系统进行决策规划，所述智能决策系统根据驾驶态势图实时进行局部行进路线的二次规划，所述执行系统接收并执行来自智能决策系统的
指令进行全自动驾驶。

[0014] 较佳的，所述外部环境识别模块包括图像采集模块、图像处理模块、比较模块、匹配模块和生成模块，所述图像采集模块用于实时采集车辆周围的道路静态目标和道路动态
目标，所述图像处理模块用于根据采集的主车辆周围环境识别出道路静态目标和道路动态
目标，所述比较模块用于将识别的道路静态目标与所述地图导航系统中的地图信息进行比
较确定出目标位置，所述匹配模块用于判断车辆位置是否正确，所述生成模块用于融合识
别的道路静态目标、道路动态目标并存储。

[0015] 较佳的，所述人机交互系统包括用于存储与系统相关的预设信息的信息预设模块；所述人机交互系统包括用于判断车辆驾驶路径是否正确的判断模块；所述人机交互系
统包括用于在人机交互系统激活后根据预设信息确认当前人机交互级别获取车辆相关信
息；所述人机交互系统用于根据选取的人机交互级别，结合车辆相关信息使车辆自动反应
动作使车辆反应动作。

[0016] 较佳的，所述自动驾驶系统网关包括中央网关，所述中央网关与车辆上的激光雷达和摄像头均相连，用于接收激光雷达测得的雷达信号以及摄像头拍摄的图像信号，并传
输给自动驾驶域控制器；所述自动驾驶域控制器基于激光雷达的雷达信号、摄像头的图像
信号、声波雷达的雷达信号和组合惯导系统的导航信号，实现对车辆的控制。

[0017] 较佳的，还包括驾驶行为检测模块，所述驾驶行为检测模块包括自动驾驶启停单元以及方向盘行为切换单元；所述自动驾驶启停单元用于自动或手动切换车辆的自动驾驶
模式以及非自动驾驶模式；所述方向盘行为切换单元用于接收并处理车辆方向盘的转动数
据以及接触监测数据，并根据所述转动数据以及所述接触监测数据自动切换为自动驾驶状
态或非自动驾驶状态。

[0018] 较佳的，所述地图导航系统包括多个子系统和一个地图数据代理服务系统，每个子系统用于与多个查询终端连接，多个子系统与所述地图数据代理服务系统通信连接，所
述地图数据代理服务系统与地图服务商的地图数据系统通信连接；所述地图数据代理服务
系统还包括一存储有本地导航数据的地图位置参考服务器，所述多个子系统与所述地图位
置参考服务器通信连接。

[0019] 较佳的，所述车辆位置定位模块包括GNSS差分定位模块、UWB定位模块和定位控制模块，所述GNSS差分定位模块用于在远离航站楼的露天开阔区域定位车辆位置，所述UWB定
位模块用于在靠近所述航站楼的区域或在所述航站楼内部区域定位车辆位置，所述定位控
制模块用于控制所述GNSS差分定位模块和所述UWB定位模块，所述定位控制模块分别与所
述GNSS差分定位模块和所述UWB定位模块连接。

[0020] 较佳的，所述故障诊断模块通过OBD‑II提供的标准接口读取车辆的故障代码，并将其传输到主机单元；所述主机单元负责导航和解析故障代码，所述车辆故障诊断单元读
取车辆故障代码包括以下两种情况：一种是定时读取车辆故障代码；另一种是应主机单元
的请求读取车辆故障代码，当车辆故障诊断单元定时读取车辆故障代码时，首先判断所读
取的故障代码是否包含重大故障代码，如果是则立即传输到主机单元，否则临时保存该故
障代码并继续定时读取车辆故障代码。

[0021] 较佳的，还包括监测系统，所述监测系统包括有压力参数监测单元，所述压力参数监测单元包括方向盘承受压力预设阈值、车辆前端碰撞力度预设阈值以及安全带加速度预
设阈值；所述压力参数监测单元还包括设置在方向盘处的压力传感器、设置在车辆前端的
撞击力传感器以及设置在座椅安全带处的加速度传感器。

[0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0023] 本网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法通过利用自动驾驶控制系统控制车辆，能够自动获取自动驾驶车辆在地图上的位置，识别车辆的外部环境，识别目标路线
上地点状况；利用中央决策系统进行驾驶决策，并可利用人机交互系统实现人机交互，通过
采用自动驾驶系统网关和通信模块实现无人车自动驾驶系统与上层车辆调度系统的数据
交互；此外，利用环境感知系统感知车辆状况能够实时规划车辆行驶路线和行驶状态，并实
时检测车辆自动驾驶系统的工作状态；并可在车辆行进时利用地图导航系统用于为车辆提
供导航；并利用执行系统接收并执行来自智能决策系统的指令进行全自动驾驶；故本网联
环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法能够在互联网条件下进行信息交流，在决策时不
容易发生决策失灵和决策偏差，此外，在进行驾驶决策时可以形成闭合反馈，不容易导致驾
驶事故，提高了自动驾驶的安全性。

附图说明

[0024] 图1为本发明网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法的工作流程示意图。

具体实施方式

[0025] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
实施例

[0026] 如图1所示，一种网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法，自动驾驶控制系统控制车辆包括车辆位置定位模块、外部环境识别模块和远程指示地点状况识别模块，车
辆位置定位模块用于获取自动驾驶车辆在地图上的位置；外部环境识别模块用于识别车辆
的外部环境；远程指示地点状况识别模块基于预先设定的自动驾驶车辆的目标路线识别目
标路线上地点状况；

[0027] 利用中央决策系统进行驾驶决策，中央决策系统包括环境感知系统和智能决策系统，环境感知系统与智能决策系统连接，智能决策系统与自动驾驶系统网关连接，智能决策
系统与人机交互系统以及自动驾驶系统网关连接；

[0028] 利用环境感知系统感知车辆状况，环境感知系统包括环境感知单元、规划控制单元、故障诊断单元；环境感知单元用于实时检测车辆自身状态信息；规划控制单元用于根据
上层车辆调度系统下发的任务信息和环境感知单元采集的车辆内部信息实时规划车辆行
驶路线和行驶状态；故障诊断单元用于实时检测车辆自动驾驶系统的工作状态；

[0029] 在车辆行进时利用地图导航系统用于为车辆提供导航；

[0030] 在驾驶过程中采用通信模块进行车辆通信控制，通信模块包括有无线网络单元，无线网络单元用于实现无人车自动驾驶系统与上层车辆调度系统的数据交互；

[0031] 在车辆驾驶过程中利用智能决策系统进行决策规划，智能决策系统根据驾驶态势图实时进行局部行进路线的二次规划，执行系统接收并执行来自智能决策系统的指令进行
全自动驾驶。

[0032] 其中，外部环境识别模块包括图像采集模块、图像处理模块、比较模块、匹配模块和生成模块，图像采集模块用于实时采集车辆周围的道路静态目标和道路动态目标，图像
处理模块用于根据采集的主车辆周围环境识别出道路静态目标和道路动态目标，比较模块
用于将识别的道路静态目标与地图导航系统中的地图信息进行比较确定出目标位置，匹配
模块用于判断车辆位置是否正确，生成模块用于融合识别的道路静态目标、道路动态目标
并存储。

[0033] 其中，人机交互系统包括用于存储与系统相关的预设信息的信息预设模块；人机交互系统包括用于判断车辆驾驶路径是否正确的判断模块；人机交互系统包括用于在人机
交互系统激活后根据预设信息确认当前人机交互级别获取车辆相关信息；人机交互系统用
于根据选取的人机交互级别，结合车辆相关信息使车辆自动反应动作使车辆反应动作。

[0034] 其中，自动驾驶系统网关包括中央网关，中央网关与车辆上的激光雷达和摄像头均相连，用于接收激光雷达测得的雷达信号以及摄像头拍摄的图像信号，并传输给自动驾
驶域控制器；自动驾驶域控制器基于激光雷达的雷达信号、摄像头的图像信号、声波雷达的
雷达信号和组合惯导系统的导航信号，实现对车辆的控制。

[0035] 其中，还包括驾驶行为检测模块，驾驶行为检测模块包括自动驾驶启停单元以及方向盘行为切换单元；自动驾驶启停单元用于自动或手动切换车辆的自动驾驶模式以及非
自动驾驶模式；方向盘行为切换单元用于接收并处理车辆方向盘的转动数据以及接触监测
数据，并根据转动数据以及接触监测数据自动切换为自动驾驶状态或非自动驾驶状态。

[0036] 其中，地图导航系统包括多个子系统和一个地图数据代理服务系统，每个子系统用于与多个查询终端连接，多个子系统与地图数据代理服务系统通信连接，地图数据代理
服务系统与地图服务商的地图数据系统通信连接；地图数据代理服务系统还包括一存储有
本地导航数据的地图位置参考服务器，多个子系统与地图位置参考服务器通信连接。

[0037] 其中，车辆位置定位模块包括GNSS差分定位模块、UWB定位模块和定位控制模块，GNSS差分定位模块用于在远离航站楼的露天开阔区域定位车辆位置，UWB定位模块用于在
靠近航站楼的区域或在航站楼内部区域定位车辆位置，定位控制模块用于控制GNSS差分定
位模块和UWB定位模块，定位控制模块分别与GNSS差分定位模块和UWB定位模块连接。

[0038] 其中，故障诊断模块通过OBD‑II提供的标准接口读取车辆的故障代码，并将其传输到主机单元；主机单元负责导航和解析故障代码，车辆故障诊断单元读取车辆故障代码
包括以下两种情况：一种是定时读取车辆故障代码；另一种是应主机单元的请求读取车辆
故障代码，当车辆故障诊断单元定时读取车辆故障代码时，首先判断所读取的故障代码是
否包含重大故障代码，如果是则立即传输到主机单元，否则临时保存该故障代码并继续定
时读取车辆故障代码。

[0039] 其中，还包括监测系统，监测系统包括有压力参数监测单元，压力参数监测单元包括方向盘承受压力预设阈值、车辆前端碰撞力度预设阈值以及安全带加速度预设阈值；压
力参数监测单元还包括设置在方向盘处的压力传感器、设置在车辆前端的撞击力传感器以
及设置在座椅安全带处的加速度传感器。

[0040] 其中，本网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法通过利用自动驾驶控制系统控制车辆，能够自动获取自动驾驶车辆在地图上的位置，识别车辆的外部环境，识别目标
路线上地点状况；利用中央决策系统进行驾驶决策，并可利用人机交互系统实现人机交互，
通过采用自动驾驶系统网关和通信模块实现无人车自动驾驶系统与上层车辆调度系统的
数据交互；此外，利用环境感知系统感知车辆状况能够实时规划车辆行驶路线和行驶状态，
并实时检测车辆自动驾驶系统的工作状态；并可在车辆行进时利用地图导航系统用于为车
辆提供导航；并利用执行系统接收并执行来自智能决策系统的指令进行全自动驾驶；故本
网联环境下的自动驾驶车辆融合导航决策方法能够在互联网条件下进行信息交流，在决策
时不容易发生决策失灵和决策偏差，此外，在进行驾驶决策时可以形成闭合反馈，不容易导
致驾驶事故，提高了自动驾驶的安全性。

[0041] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。