一种混合传统导航引导与自动驾驶地图功能的汽车导航系统的制作方法

本发明涉及汽车导航系统技术领域，具体为一种混合传统导航引导与自动驾驶地图功能的汽车导航系统。

背景技术：

目前自动驾驶技术正在快速发展，在部分工况下如低速封闭园区内、部分封闭道路上等能够实现自动驾驶的汽车已进入市场，但距离不需要人工干预的完全自动驾驶技术尚需要一定时间。在地图需求方面，目前的自动驾驶车辆一般需要高精度地图数据的支持。

汽车导航系统已充分发展成熟，已能较好满足人工驾驶工况的需求。而在自动驾驶情况下，高精地图数据和交互界面通常作为自动驾驶系统中的模块，还没有功能较为完整的专门导航地图软件产品。

目前市场上没有完全自动驾驶车辆，也不存在覆盖全部或大部分道路的高精地图数据产品，自动驾驶功能只能在部分区域或工况下使用，也没有专门的自动驾驶导航系统产品。而传统导航产品与技术主要基于传统低精度地图数据，面对人工驾驶引导需求，不能实现自动驾驶导航功能。并且在有自动驾驶功能的车辆上，上述自动驾驶与人工驾驶情况下的地图导航功能完全是两个不同系统，通常也存在不同的硬件设备，造成系统设备冗余，增加复杂性，在人机交互方面也不能提供较好的使用体验。

技术实现要素：

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种混合传统导航引导与自动驾驶地图功能的汽车导航系统，解决了现有的自动导航系统设备冗余、结构复杂、同时人机交互体验较差的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种混合传统导航引导与自动驾驶地图功能的汽车导航系统，该导航系统包括传感数据层、导航业务层、交互界面层。

传感数据层，为整个系统的数据来源部分；

导航业务层，为整个系统的核心逻辑与计算部分；

交互界面层，为系统与用户或其它系统进行交互的界面。

优选的，所述传感数据层包括导航地图数据模块、高精地图数据模块、定位通讯模块。

导航地图数据模块，该模块包含传统导航功能需要的地图数据文件，实现全国绝大部分道路覆盖；

高精地图数据模块，该模块包括自动驾驶系统需要的地图数据文件，与传统导航地图数据相比数据精度高，并增加自动驾驶需要的车道、道路边界、静态障碍物等相关信息，高精地图数据仅覆盖部分区域或道路类型。

定位通讯模块，该模块包括卫星定位设备（如北斗/gps等）与惯性导航模块等，为系统提供位置数据，这一组成部分也可共用自动驾驶决策系统的高精度定位模块，同时该模块实现与其它系统的通讯，可以实时获得车辆状态、环境感知等相关数据。

优选的，所述导航业务层包括导航引擎模块、高精地图引擎模块和应用接口引擎模块。

导航引擎模块，该模块用于实现传统导航功能；

高精地图引擎模块，该模块用于实现高精地图模型与相关计算需求；

应用接口引擎模块，该模块用于实现上层调用与不同工况下切换逻辑等应用功能。

优选的，所述交互界面层包括导航用户图形界面模块和高精地图通讯接口模块。

导航用户图形界面模块，该模块用于实现传统导航与自动驾驶导航功能下的用户交互；

高精地图通讯接口模块，该模块是与自动驾驶决策系统进行交互的接口，为自动驾驶决策提供高精地图数据支持。

优选的，所述导航系统包括包括传统导航模式与自动驾驶模式两种工况。

优选的，所述导航系统在传统导航模式下实现现有汽车导航系统的地图浏览、位置查询、路线规划、行车引导等功能。

优选的，所述导航系统在自动驾驶模式下主要实现任务路线规划、行车时空轨迹规划、道路信息通讯、自动驾驶状态显示功能。

优选的，所述导航系统由人工驾驶模式切换到自动驾驶模式流程如下：

在人工驾驶模式下，系统处于传统导航工作模式，并实时计算前方道路和区域是否有支持自动驾驶的区域，在进入支持自动驾驶的区域距离小于设定值时，向车辆中控系统发出通知信息，经用户确认启动自动驾驶模式后，系统切换到自动驾驶模式与界面。

所述导航系统由自动驾驶模式切换到人工驾驶模式流程如下：

在自动驾驶模式下，系统处于自动驾驶工作模式，显示动态状态展示界面，并实时计算前方区域是否仍然有支持自动驾驶的高精地图数据，在离开自动驾驶区域一定距离前，通知车辆中控系统，并提示用户即将进入人工驾驶状态，在用户接管并切换为人工驾驶时，系统切换到传统导航模式。

（三）有益效果

本发明提供了一种混合传统导航引导与自动驾驶地图功能的汽车导航系统。具备以下有益效果：

本发明提出了一种混合传统导航引导与自动驾驶地图功能的汽车导航系统，在目前可部分实现自动驾驶的汽车上，以及部分区域高精地图覆盖的实际情况下，在汽车处于人工驾驶和自动驾驶混合工况下能够较好的提供地图与导航功能支持，在人工驾驶下的传统导航引导与自动驾驶下的状态实时显示与任务用户交互功能下实现无缝切换的友好使用体验。

附图说明

图1为本发明系统构成示意图；

图2为本发明系统工作流程切换示意图；

图3为本发明自动驾驶状态显示界面。

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。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：

如图1-3所示，本发明实施例提供一种混合传统导航引导与自动驾驶地图功能的汽车导航系统，该导航系统包括传感数据层、导航业务层、交互界面层。

传感数据层，为整个系统的数据来源部分；

导航业务层，为整个系统的核心逻辑与计算部分；

交互界面层，为系统与用户或其它系统进行交互的界面。

传感数据层包括导航地图数据模块、高精地图数据模块、定位通讯模块。

导航地图数据模块，该模块包含传统导航功能需要的地图数据文件，实现全国绝大部分道路覆盖；

高精地图数据模块，该模块包括自动驾驶系统需要的地图数据文件，与传统导航地图数据相比数据精度高，并增加自动驾驶需要的车道、道路边界、静态障碍物等相关信息，高精地图数据仅覆盖部分区域或道路类型。

定位通讯模块，该模块包括卫星定位设备（如北斗/gps等）与惯性导航模块等，为系统提供位置数据，这一组成部分也可共用自动驾驶决策系统的高精度定位模块，同时该模块实现与其它系统的通讯，可以实时获得车辆状态、环境感知等相关数据。

导航业务层包括导航引擎模块、高精地图引擎模块和应用接口引擎模块。

导航引擎模块，该模块用于实现传统导航功能；

高精地图引擎模块，该模块用于实现高精地图模型与相关计算需求；

应用接口引擎模块，该模块用于实现上层调用与不同工况下切换逻辑等应用功能

交互界面层包括导航用户图形界面模块和高精地图通讯接口模块。

导航用户图形界面模块，该模块用于实现传统导航与自动驾驶导航功能下的用户交互；

高精地图通讯接口模块，该模块是与自动驾驶决策系统进行交互的接口，为自动驾驶决策提供高精地图数据支持。

导航系统包括包括传统导航模式与自动驾驶模式两种工况。

导航系统在传统导航模式下实现现有汽车导航系统的地图浏览、位置查询、路线规划、行车引导等功能。

导航系统在自动驾驶模式下主要实现任务路线规划、行车时空轨迹规划、道路信息通讯、自动驾驶状态显示功能。

任务路线规划，根据用记设定目的地，规划从当前位置开始的自动驾驶任务路线，任务路线与传统导航规划路线类似，为道路级路线，也就是规划出需要依次经行的道路，路线发送到自动驾驶决策系统，同时在用户图形界面进行展示；

行车时空轨迹规划，根据任务路线，在高精地图数据中规划出具体的局部行车时空轨迹，包括高精度的车辆行驶位置、方向、速度数据，路线发送到自动驾驶决策系统，作为驾驶行为决策的静态参考轨迹；

道路信息通讯，提供高精地图数据中当前车辆所在道路、车道，以及附近的道路、车道及静态障碍物等数据，为自动驾驶决定提供地图数据支持；

自动驾驶状态显示功能，根据车辆位置、状态、环境感知、以及驾驶决策信息，在图形界面上动态展示，使用户了解当前的自动驾驶状态；可同时展示车辆在高精地图中的位置、道路状态，感知到的其它车辆等；另外可以小地图中展示车辆在传统导航地图中的宏观位置。

导航系统由人工驾驶模式切换到自动驾驶模式流程如下：

在人工驾驶模式下，系统处于传统导航工作模式，并实时计算前方道路和区域是否有支持自动驾驶的区域，在进入支持自动驾驶的区域距离小于设定值时，向车辆中控系统发出通知信息，经用户确认启动自动驾驶模式后，系统切换到自动驾驶模式与界面。

导航系统由自动驾驶模式切换到人工驾驶模式流程如下：

在自动驾驶模式下，系统处于自动驾驶工作模式，显示动态状态展示界面，并实时计算前方区域是否仍然有支持自动驾驶的高精地图数据，在离开自动驾驶区域一定距离前，通知车辆中控系统，并提示用户即将进入人工驾驶状态，在用户接管并切换为人工驾驶时，系统切换到传统导航模式。

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。