一种自动驾驶车辆的路线选择方法

本发明涉及自动驾驶技术领域，具体涉及一种自动驾驶车辆的路线选择方法。

背景技术：

自动驾驶车辆又称无人驾驶车辆、电脑驾驶车辆、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车辆。自动驾驶车辆依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有人类操作的情况下，自动安全地操作机动车辆。

自动驾驶车辆可以实现点到点的自动驾驶，到驾驶者上车选择好行驶路线后，自动驾驶车辆按照既定的路线行驶，无法进行智能选择。但是有时选定的路线中，会有个别路段十分拥堵，需要等候的时间较长；加长行驶时间，浪费汽车能源。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种自动驾驶车辆的路线选择方法；能有效的解决上述的技术问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种自动驾驶车辆的路线选择方法，安装在路面上的多个地磁传感器分别与微处理器连接，微处理器获取多个地磁传感器的数据后，对数据进行整合，得到实时的交通数据；同时，微处理器将实时的交通数据通过无线通信模块上传至总控中心；安装在车上的联网计算机通过无线通信模块与总控中心连接，获取实时的交通数据，联网计算机再通过实时的交通数据选择行驶路线；具体的路线选择方法如下：

步骤一：驾驶者在联网计算机中输入目的地，联网计算机根据导航系统获取当前的导航路线，确定当前位置到目的地的距离以及可以行驶的所有路线；同时给出每一条路线所需要行驶的路程和时间；

步骤二：驾驶者选择行驶路线，或由联网计算机先按照路线就近原则进行导航；在行驶过程中，联网计算机通过无线通信模块与总控中心连接，获取各路线的实时交通信息；

步骤三：联网计算机在得到实时的交通信息后，根据交通状况选择自动驾驶的模式，自动驾驶的模式设置有三种，分别为：舒适模式、运动模式和自动模式；所述的舒适模式是指正常道路状况下驾驶中追求舒适，油耗低的一种运行模式；所述的运动模式是应用在爬坡、超车与高速驾驶中；所述的自动模式是会根据道路情况自动选择最优路线前进；

步骤四：车辆在舒适模式和运动模式下，联网计算机与总控中心进行信息交互，自动获取可行路线中各个路口的候车数量、等待时长信息，计算通过时间最短的路线，通过与联网计算机连接的语音播报装置实时播报给驾驶员，方便驾驶员随时调整切换到最优路线；

或者，联网计算机在自动模式下行车时，联网计算机在得到实时交通信息后，并对实时交通信息进行分析，自动选择路况最佳、用时最少的行驶路线前进；

步骤五：到达目的地，操作完成。

进一步的，所述微处理器的输出端与安装在路口或路面上方的显示屏连接；微处理器在进行数据整合后得到一条车道上的车流量信息、候车数辆信息和需要等待时间的实时交通信息，并将计算得到的实时交通信息通过显示屏显示进行实时共享，让每一条车道上的车主都能知道路况信息，从而可以提前规划行驶路径，减少拥堵状况。

进一步的，所述微处理器获取得到的地磁传感器数据，对数据进行整合得到每一条车道上的车流量信息、候车数辆信息和需要等待的时间；微处理器对数据进行整合的具体方式如下：

步骤a：每个车道安装4个传感器，分别为安装在车道末端的1号地磁传感器β，和安装在车道起始端的4号地磁传感器γ，以及安装在车道前进方向的导向实线的末端和起始点位置处的2号地磁传感器η和3号地磁传感器α；

步骤b：1号地磁传感器负责检测离开车道的车辆，当有车辆经过1号地磁传感器时，微处理器记录β1、β2……βn；

4号地磁传感器负责检测进入车道的车辆，当有车辆经过4号地磁传感器时，微处理器记录γ1、γ2……γn；微处理器通过公式（1）得到当前的车道车辆总数，具体的公式（1）如下：

γn-βn=θn（1）；

步骤c：2号地磁传感器和3号地磁传感器分别与1号地磁传感器结合，对进入车道后需要候车的车辆进行计数；

1号地磁传感器与2号地磁传感器相结合，用于对候车数量较少时的判断；控制器将经过2号地磁传感器的车辆记录为η1、η2……ηn；微处理器通过公式（2）得到当前的车道候车数量，具体的公式（2）如下：

ηn-βn=λn（2）；

1号地磁传感器与3号地磁传感器相结合，用于对候车数量较多时的判断；当候车车辆数较多时，2号传感器被等候车辆覆盖，无法进行准确的计数；则采用3号地磁传感器对候车车辆进行判断；控制器将经过3号地磁传感器的车辆记录为α1、α2……αn；微处理器通过公式（3）得到当前的车道候车数量，具体的公式（3）如下：

αn-βn=λn（3）；

步骤d：微处理器通过上述方式获得每一个车道上的候车车辆后，微处理器计数某一车道上的车辆数为ni辆车，i表示车道序号；

在微处理器中提前输入绿灯的时间ti1值，通过1号地磁传感器上传的数据，微处理器可得到某个绿灯时间通过的车辆数，将其记录为ni1，然后通过公式（4）可得出上一绿灯时段通过一辆车的平均用时tia1的值，具体的公式（4）如下：

tia1=ti1/ni1（4）；

再对之前的n个绿灯时段通过一辆车的平均用时的数据取平均值，即可通过公式（5）得到一辆车在该车道上需要使用的估算用时tiav的值，具体的公式（5）如下：

tiav=average（tia1，tia2，....，tian）（5）；

在得到每一辆车在该车道上需要使用的估算用时tiav后，即可通过公式（6）估算该车道上所有候车车辆通过时间titg的值，具体的公式（6）如下：

titg=ni*tiav（6）。

进一步的，所述的车辆在舒适模式和运动模式下行驶时，联网计算机在得到前方车道上所有候车车辆通过时间titg的值超过20分钟后，则前方路段处于拥堵状态，联网计算机通过语音播报装置播报给驾驶者；再通过语音接收模块或输入装置接收驾驶者的指令，联网计算机在播报过后，判断是否接收到驾驶员更换导航路线的指令；若是，则根据驾驶员的指令替换当前的导航路线；若否，则继续按照原导航路线继续行驶。

进一步的，所述的车辆在自动模式下行驶时，联网计算机在得到前方车道上所有候车车辆通过时间titg的值超过20分钟后，则前方路段处于拥堵状态，联网计算机通过语音播报装置播报给驾驶者；再通过语音接收模块或输入装置接收驾驶者的指令，联网计算机在播报过后，判断是否接收到驾驶员更换导航路线的指令；若是，则根据驾驶员的指令替换当前的导航路线；若否，则选择最佳备选导航路线，替换当前的导航路线。

进一步的，所述的地磁传感器在安装时，在路面开设小洞，将其安装在小洞处。

有益效果

本发明提出的一种自动驾驶车辆的路线选择方法，与现有的自动驾驶车辆路线选择方法相比较，其具有以下有益效果：

（1）本技术方案通过安装在车上的联网计算机，以及与路面上地磁传感器连接的微处理器通过总控中心进行信息交互，使车辆与外界进行信息交互，可以获取实时的交通信息，有效提高了信息准确性；让车辆进行手动驾驶和自动驾驶兼容，在自动驾驶模式下，能够通过对实时交通信息的分析，迅速做出调整，自动选择路况最佳的行驶路线，从而避开交通堵塞。

（2）本技术方案通过微处理器对地磁传感器上传的数据进行整合，得到实时的交通信息；在通过显示屏和无线通信模块将实时交通信息输出，为车辆和驾驶者在选择路线时有利的信息；让车辆和驾驶者第一时间做出准确的判断，对拥堵路段进行避让；减少车辆的行驶时间，同时也减缓道路的交通堵塞。

（3）本技术方案通过与联网计算机连接的语音播报模块和输入模块与驾驶者进行信息交互；在导航路线比较拥堵时，对驾驶员进行更换导航路线的提醒，从而实现智能人机交互，能够更好地体现选择路线优势，减轻驾驶员在行车过程中的负担，提升驾驶员的驾驶体验。

附图说明

图1是本发明的路线选择方法流程示意图。

图2是本发明中微处理器的工作流程示意图。

图3是本发明中微处理器整合数据的流程示意图。

图4是本发明的系统框架示意图。

图5是本发明中地磁传感器在路面上的分布示意图。

附图中的标记为：1-1号地磁传感器、2-2号地磁传感器、3-3号地磁传感器、4-4号地磁传感器。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1所示，一种自动驾驶车辆的路线选择方法，安装在路面上的多个地磁传感器分别与微处理器连接，微处理器获取多个地磁传感器的数据后，对数据进行整合，得到实时的交通数据；地磁传感器在安装时，在路面开设小洞，将其安装在小洞处。

微处理器获取得到的地磁传感器数据，对数据进行整合得到每一条车道上的车流量信息、候车数辆信息和需要等待的时间；微处理器对数据进行整合的具体方式如下：

步骤a：每个车道安装4个传感器，分别为安装在车道末端的1号地磁传感器β，和安装在车道起始端的4号地磁传感器γ，以及安装在车道前进方向的导向实线的末端和起始点位置处的2号地磁传感器η和3号地磁传感器α；

步骤b：1号地磁传感器负责检测离开车道的车辆，当有车辆经过1号地磁传感器时，微处理器记录β1、β2……βn；

4号地磁传感器负责检测进入车道的车辆，当有车辆经过4号地磁传感器时，微处理器记录γ1、γ2……γn；微处理器通过公式（1）得到当前的车道车辆总数，具体的公式（1）如下：

γn-βn=θn（1）；

步骤c：2号地磁传感器和3号地磁传感器分别与1号地磁传感器结合，对进入车道后需要候车的车辆进行计数；

1号地磁传感器与2号地磁传感器相结合，用于对候车数量较少时的判断；控制器将经过2号地磁传感器的车辆记录为η1、η2……ηn；微处理器通过公式（2）得到当前的车道候车数量，具体的公式（2）如下：

ηn-βn=λn（2）；

1号地磁传感器与3号地磁传感器相结合，用于对候车数量较多时的判断；当候车车辆数较多时，2号传感器被等候车辆覆盖，无法进行准确的计数；则采用3号地磁传感器对候车车辆进行判断；控制器将经过3号地磁传感器的车辆记录为α1、α2……αn；微处理器通过公式（3）得到当前的车道候车数量，具体的公式（3）如下：

αn-βn=λn（3）；

步骤d：微处理器通过上述方式获得每一个车道上的候车车辆后，微处理器计数某一车道上的车辆数为ni辆车，i表示车道序号；

在微处理器中提前输入绿灯的时间ti1值，通过1号地磁传感器上传的数据，微处理器可得到某个绿灯时间通过的车辆数，将其记录为ni1，然后通过公式（4）可得出上一绿灯时段通过一辆车的平均用时tia1的值，具体的公式（4）如下：

tia1=ti1/ni1（4）；

再对之前的n个绿灯时段通过一辆车的平均用时的数据取平均值，即可通过公式（5）得到一辆车在该车道上需要使用的估算用时tiav的值，具体的公式（5）如下：

tiav=average（tia1，tia2，....，tian）（5）；

在得到每一辆车在该车道上需要使用的估算用时tiav后，即可通过公式（6）估算该车道上所有候车车辆通过时间titg的值，具体的公式（6）如下：

titg=ni*tiav（6）。

微处理器的输出端与安装在路口或路面上方的显示屏连接；微处理器在进行数据整合后得到一条车道上的车流量信息、候车数辆信息和需要等待时间的实时交通信息，并将计算得到的实时交通信息通过显示屏显示进行实时共享，让每一条车道上的车主都能知道路况信息，从而可以提前规划行驶路径，减少拥堵状况。

同时，微处理器将实时的交通数据通过无线通信模块上传至总控中心；安装在车上的联网计算机通过无线通信模块与总控中心连接，获取实时的交通数据，联网计算机再通过实时的交通数据选择行驶路线。具体的路线选择方法如下：

步骤一：驾驶者在联网计算机中输入目的地，联网计算机根据导航系统获取当前的导航路线，确定当前位置到目的地的距离以及可以行驶的所有路线；同时给出每一条路线所需要行驶的路程和时间；

步骤二：驾驶者选择行驶路线，或由联网计算机先按照路线就近原则进行导航；在行驶过程中，联网计算机通过无线通信模块与总控中心连接，获取各路线的实时交通信息；

步骤三：联网计算机在得到实时的交通信息后，根据交通状况选择自动驾驶的模式，自动驾驶的模式设置有三种，分别为：舒适模式、运动模式和自动模式；所述的舒适模式是指正常道路状况下驾驶中追求舒适，油耗低的一种运行模式；所述的运动模式是应用在爬坡、超车与高速驾驶中；所述的自动模式是会根据道路情况自动选择最优路线前进。

步骤四：车辆在舒适模式和运动模式下，联网计算机与总控中心进行信息交互，自动获取可行路线中各个路口的候车数量、等待时长信息，计算通过时间最短的路线，通过与联网计算机连接的语音播报装置实时播报给驾驶员，方便驾驶员随时调整切换到最优路线；

联网计算机在得到前方车道上所有候车车辆通过时间titg的值超过20分钟后，则前方路段处于拥堵状态，联网计算机通过语音播报装置播报给驾驶者；再通过语音接收模块或输入装置接收驾驶者的指令，联网计算机在播报过后，判断是否接收到驾驶员更换导航路线的指令；若是，则根据驾驶员的指令替换当前的导航路线；若否，则继续按照原导航路线继续行驶。

当联网计算机前方路段处于拥堵状态时，联网计算机具有以下操作步骤：

通过语音播报模块与无线通信模块判断是否接收到驾驶员更换导航路线的指令；

如果是，则根据驾驶员的指令替换当前的导航路线；否则，则继续按照原导航路线继续行驶。

或者，联网计算机在自动模式下行车时，联网计算机在得到实时交通信息后，并对实时交通信息进行分析，自动选择路况最佳、用时最少的行驶路线前进；

联网计算机在得到前方车道上所有候车车辆通过时间titg的值超过20分钟后，则前方路段处于拥堵状态，联网计算机通过语音播报装置播报给驾驶者；再通过语音接收模块或输入装置接收驾驶者的指令，联网计算机在播报过后，判断是否接收到驾驶员更换导航路线的指令；若是，则根据驾驶员的指令替换当前的导航路线；若否，则选择最佳备选导航路线，替换当前的导航路线。

当联网计算机前方路段处于拥堵状态时，联网计算机具有以下操作步骤：

通过语音播报模块与无线通信模块判断是否接收到驾驶员更换导航路线的指令；

如果是，则根据驾驶员的指令替换当前的导航路线；否则，则选择最佳备选导航路线，替换当前的导航路线

步骤五：到达目的地，操作完成。

微处理器还具有以下功效：微处理器与路口的红绿灯连接，微处理器通过地磁传感器检测相交的a，b道路上的候车数量；在a，b两条道路中,当a道路的候车数量大于b道路的候车数量时，微处理器可根据实际情况对控制a道路的红绿灯时长进行修改,适时延长绿灯时间；同时，适时缩短b道路的绿灯时间，延长b道路的红灯时间，让a道路通过更多的车辆，以免发生交通堵塞，保证a道路的畅通无阻；反之，则适时延长b道路的绿灯时间，缩短b道路的红灯时间；同时缩短a道路的绿灯时间，延长a道路的红灯时间；让b道路通过更多的车辆，以免发生交通堵塞，保证b道路的畅通无阻。以此来进一步的减缓道路拥堵的状态。

在本实施例中，地磁传感器采用的是型号为pnirm3100的地磁传感器，微处理器采用的是型号为stm32f103c8t6单片机，语音模块采用的是型号为syn6288的语音模块。