本发明属于智能监控领域，具体是一种无人驾驶车辆赛事监测系统及监测方法。
背景技术
国内外均已举办无人驾驶车辆挑战赛，如美国darpa举行的urbanchallenge、中国举办的“智能车未来挑战”赛。目前，对比赛项目的记分工作，如车道偏离次数、未通过特征点个数、停车线停车质量、是否到达终点、到达终点所用时间等都是手工完成，由工作人员填写在记录本上，待比赛结束后，将分布在不同位置的记录本收集起来，进行统计，然后输入到计算机execl表格中，进行计算评分，最后排序。
cn201210199750.7公开了一种无人驾驶车辆比赛自动分析处理与自动评分方法，包括步骤1：分布在赛道不同位置的工作人员操作各自的手持操作盒(1)，按照编码协议将观察到的比赛情形输入到手持操作盒(1)；步骤2：比赛情形以编码形式经无线网络(2)传输到终端系统(3)；步骤3：终端系统(3)在接收到编码数据时，采用消息驱动机制，确认数据为有效数据，然后进行数据分析处理，在计算机的软件界面上显示相关数据，并自动保存数据。
显然，这种方式效率太低，需要安排专门的人员进行收集，无人驾驶车辆在比赛时运动的范围比较大，记录人员分布在较大的区域内，给收集工作带来一定的难度；此外，收集完后还需要录入计算机，这需要一定的时间；而且在execl表格只能处理较为简单的计算，如果评分规则较为复杂，则无法实时、快速地完成。
因此，有必要设计一种能够自动记录、反馈并处理数据的方法。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种无人驾驶车辆赛事监测系统及监测方法，无需额外配置硬件监控设备，当车辆在一块光伏板上行驶通过时，通过监测所述光伏板的电信号变化，实时监测车辆的行驶速度、行驶轨迹、行驶方向、是否通过特征点、车道偏离次数，还可以判断停车线停车质量、是否到达终点、到达终点所用时间等，这些数据被实时上传给终端系统进行分析、处理。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种无人驾驶车辆赛事监测系统，包括分布在赛道路面铺设的光伏板内的车辆监测模块、安装在车辆内的车载装置以及终端系统；所述车载装置和所述车辆监测模块之间通信连接，所述车载装置与所述终端系统通信连接。
进一步地，所述车辆监测模块包括电信号监测单元、计时单元、射频识别单元和信号发送单元，用于实时监测路况信息和车辆行驶信息。
具体地，所述车辆监测模块与供电模块电连接，所述供电模块与光伏板的蓄电池连接。
更进一步地，所述电信号监测单元用于监测光伏板上的电压、电流、功率或电量。
具体地，所述电信号监测单元监测到的电信号变化可由每块光伏板的输出功率的变化来表示，所述输出功率变化对应的持续时间由所述计时单元来监测；设定单块光伏板的额定功率为w，转换效率为η，单块光伏板的相对两端的间距为l，当无车辆行驶经过所述单块光伏板时，所述单块光伏板的输出功率w1＝w*η，当有车辆行驶经过所述单块光伏板时，所述车辆前部经过所述单块光伏板的起始端，所述输出功率w1开始逐渐降低，一直到所述车辆前部到达所述单块光伏板的末端，所述输出功率降到最低点w2，所述输出功率从w1降到w2的时间为t1，此后一直保持所述输出功率在w2，直到所述车辆尾部行驶离开所述单块光伏板的起始端，所述输出功率保持在w2的时间为t2，所述输出功率开始逐渐升高，直到w1，此时所述车辆尾部行驶离开所述单块光伏板的末端，所述输出功率从w2升高到w1的时间为t1；所述电信号监测单元和所述计时单元将监测到的数据经所述信号发送单元发送给所述数据接收单元。
更进一步地，所述射频识别单元包括安装在车内的射频卡和设置在路面下的读写器，所述射频卡内存储有车主的身份信息和车辆的信息。
具体地，所述计时单元监测电信号变化的持续时间包括电信号从稳定值逐渐降低至最小值的时间、电信号保持为最小值的时间和电信号从最小值升高至稳定值的时间。
进一步地，所述车载装置包括轨迹生成器、数据处理单元、数据接收单元、数据存储单元和数据发送单元，所述数据处理单元的输入端分别连接所述轨迹生成器和所述数据接收单元，输出端分别连接所述数据存储单元和所述数据发送单元。具体地，所述车载装置和所述车辆监测模块通过所述信号发送单元和所述数据接收单元实现无线通讯连接；所述数据发送单元和所述终端系统通过无线网络连接。
更进一步地，所述数据处理单元包括估算器，当车辆在一块光伏板上行驶通过时，所述估算器被配置为基于所述光伏板上电信号变化的持续时间和所述光伏板两端的间距来确定车辆的行驶速度。
进一步地，每块光伏板内均配置有所述车辆监测模块。
一种无人驾驶车辆赛事监测方法，包括以下步骤：
s1.车辆监测模块将实时监测到的路况信息和车辆行驶信息发送给车载装置进行数据处理；
s2.所述车载装置对所述车辆监测模块监测到的信息处理后，经无线网络传输到终端系统；
s3.所述终端系统在接收到信息后，进行分析处理，在计算机的软件界面上显示相关数据，并自动保存数据。
更进一步地，所述步骤s1中的所述数据处理包括以下过程：
s101.数据处理单元根据轨迹生成器生成的参考轨迹和所述车辆监测模块监测到的车辆行驶信息计算得到车辆当前行驶轨迹与参考轨迹的误差，判断车辆有无偏离行驶轨道；
s102.数据处理单元根据光伏板上电信号变化的持续时间、光伏板两端间距以及速度公式分析得到车辆的行驶速度；
s103.数据处理单元根据设置有特征点的光伏板上电信号的变化，判断车辆是否经过所述特征点；
s104.数据处理单元根据赛道起点、终点处光伏板上的电信号变化，判断车辆出发时间、到达终点的时间以及停车停线质量是否合格；
s105.数据处理单元根据相邻光伏板上电信号的变化，确定车辆的行驶方向；
s106.数据处理单元根据所述电信号监测单元监测到的电信号变化的持续时间分析得出所述光伏板上是否存在遮挡物。当所述光伏板上存在遮挡物时，电信号监测单元可监测到所述光伏板的输出功率陡降至一个固定输出功率后保持不变，而与所述光伏板相邻的其他光伏板的输出功率保持在原先的输出功率上不变。
更进一步地，所述数据处理过程s101包括以下步骤：
s1001.通过铺设在光伏板内相邻的射频识别单元捕捉车辆行驶的瞬时位置；
s1002.通过信号发送单元和数据接收单元将车辆的瞬时位置信息传输给数据处理单元；
s1003.所述数据处理单元再根据所述车辆的瞬时位置信息拟合出车辆当前行驶轨迹。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明通过监测光伏板上的电信号变化来监测车辆的行驶状态信息，既不需要增加额外的硬件监控设备，又减少了大量的人力记录，还能准确监测车辆的行驶信息，提升了车辆监测的隐蔽性和有效性；
2)本发明通过监测单块光伏板上的电信号变化和电信号变化的持续时间监测赛道状况，实时监控赛道上有无遮挡物和障碍物，避免车辆行驶过程中撞击而产生事故；
3)本发明通过射频识别技术对赛道上的行驶车辆进行身份识别，可以有效提高数据的准确性。
附图说明
图1为本发明整个系统流程图；
图2为图1局部结构示意图；
图3为本发明终端系统内部图；
图中：1、车辆监测模块；101、电信号监测单元；102、计时单元；103、射频识别单元；104、信号发送单元；2、无线网络；3、车载装置；301、数据接收单元；302、数据处理单元；303、数据存储单元；304、数据发送单元；305、轨迹生成器；4、供电模块；6、终端系统；601、无线模块；602、数据管理模块；603、计算机。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明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条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明采用一种无人驾驶车辆赛事监测系统，其包括车辆监测模块1、车载装置3、终端系统6。
如图2所示，车辆监测模块1包括电信号监测单元101、计时单元102、射频识别单元103和信号发送单元104，用于实时监测路况信息和车辆行驶信息。
车载装置3包括轨迹生成器305、数据接收单元301、数据处理单元302、数据存储单元303和数据发送单元304，所述数据处理单元302的输入端分别连接轨迹生成器305和数据接收单元301，输出端分别连接数据存储单元303和数据发送单元304；所述车载装置3和车辆监测模块1通过信号发送单元104和数据接收单元301实现无线通讯连接；数据发送单元304和终端系统6通过无线网络2连接。车辆监测模块1与供电模块4电连接，其中供电模块4与光伏板的蓄电池连接。
射频识别单元103包括安装在车内的射频卡和设置在路面下的读写器，所述射频卡内存储有车主的身份信息和车辆的信息。
电信号监测单元101用于监测光伏板上的电压、电流、功率或电量。
如图3所示，所述终端系统6由无线模块601、数据管理模块602和计算机603组成。计算机603分成硬件和软件两部分，数据发送单元304发送来的光伏板电信号变化强度、电信号变化时间、车辆行驶速度及车辆行驶的轨迹等信息，经无线模块601传送到数据管理模块602，再传送到计算机硬件中的串行通信模块，经由计算机软件进行分析处理后在软件界面上显示出来，并存储到access数据库。
具体地，每块光伏板内均配置有车辆监测模块1。
具体地，安装在车内的射频卡在比赛前预存好车主的身份信息和车辆的信息。
具体地，读写器与射频卡之间通过微波5.8ghz频段实现通信连接，通信距离可达到8～30米，若有车辆超速行驶，则所述读写器通过读写所述超速车辆内的射频卡即可识别车主的身份信息及车辆的信息。
具体地，所述供电模块4与所述光伏公路的蓄电池电连接，进一步节约能源。
本发明的方法主要包括以下步骤：
s1.分布在赛道路面铺设的光伏板内的车辆监测模块1将实时监测到的路况信息和车辆行驶信息发送至安装在车辆内的车载装置3进行数据处理；
s2.所述车载装置3对所述车辆监测模块1监测到的信息处理后，经无线网络2传输到终端系统6；
s3.所述终端系统6在接收到信息后，采用消息驱动机制，确认数据为有效数据，然后进行分析处理，在计算机的软件界面上显示相关数据，并自动保存数据。
1)比赛开始阶段：从起点启动的车辆，当车辆行驶经过单块光伏板时，读写器读取车辆射频卡内的车主身份信息和车辆信息；车辆行驶在光伏板上，光伏板接收到的光照强度减弱，光伏板内的电信号发生变化，因此，从起点开始的第一块光伏板上的电信号发生变化时间即为开始时间。
2)比赛进行阶段：
2.1车辆行驶轨迹：相邻的射频识别单元103捕捉车辆行驶的瞬时位置，数据处理单元302根据车辆的瞬时位置信息拟合出车辆当前行驶轨迹；数据处理单元302再根据轨迹生成器305生成的参考轨迹和拟合出的车辆当前行驶轨迹之间的误差，判断车辆有无偏离行驶轨道；
2.2车辆行驶速度：车辆监测模块1监测光伏板上电信号变化的持续时间；数据处理单元302中的估算器被配置为基于所述光伏板上电信号变化的持续时间、所述光伏板两端的间距以及速度公式分析得到车辆的行驶速度；
2.3特征点：赛道特定位置，车辆在特定赛道行驶的过程中，预设特征点的光伏板上的电信号发生变化时，认定车辆行驶经过特征点；
2.4行驶方向：车辆行驶过程中，相邻光伏板上电信号的变化先后顺序，可判断车辆的行驶方向；
3)比赛结束阶段
3.1停车停线质量：车辆在超线停车时，线外光伏板的电信号变化即可认定车辆超线停车，认定车辆停车停线不合格；
3.2终点判断：车辆行驶经过终点光伏板时，光伏板上电信号发生变化时间即为到达终点的时间；
具体地，当光伏板上存在遮挡物时，电信号监测单元101可监测到该光伏板的输出功率陡降至一个固定输出功率后保持不变，而与该光伏板相邻的其他光伏板的输出功率保持在原先的输出功率上不变，认定该光伏板上存在遮挡物。工作人员可准确找到赛道出现异常遮挡物的部位，并及时清理，避免遮挡物引起赛道上高速运动的车辆发生事故。
终端系统6由无线模块601、数据管理模块602和计算机603组成，无线模块601将数据发送单元304发送来的数据经数据管理模块602传送到计算机603的串口接收数据缓冲区。计算机软件采用消息驱动机制，每当串口接收数据缓冲区中有数据时，会自动触发消息响应函数进行数据的分析和存储。
具体地，所述光伏板为晶硅太阳能板，其尺寸为2000*1000*35mm，额定功率为180w，转换效率为80％，光伏板的两端中心位置设有端点a、b，端点a到端点b的距离l＝2000mm，当无车辆行驶经过所述光伏板时，所述光伏板的输出功率w1＝w*η＝180*80％＝140w，当有车辆行驶经过所述光伏板时，所述车辆前部经过端点a，所述输出功率w1开始逐渐降低，一直到所述车辆前部到达端点b，所述输出功率降到最低点w2，此时，所述光伏板被车辆完全遮挡住，无法获得光的直接照射，但是能通过照射在相邻光伏板上的光的反射、散射等获得间接的光照射，进而转换得到较低的输出功率，这里将w2定义为w2＝w1*10％＝14w，所述计时单元102监测得到所述输出功率从w1降到w2的时间为0.12s，此后一直保持所述输出功率在w2，直到所述车辆尾部行驶离开端点a，所述输出功率保持在w2的时间为0.18s，所述输出功率开始逐渐升高，直到w1，此时所述车辆尾部行驶离开端点b，所述输出功率从w2升高到w1的时间为0.12s，根据速度公式v＝l/t，计算得到车辆的行驶速度v＝60km/h。
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。