一种无人驾驶设备和方法与流程

本专利涉及一种无人驾驶设备和方法，解决无人驾驶模式和针对无人驾驶车辆信号控制问题。为了达到上述目的，本发明的技术方案提供出了独特的地面二维码导航的模式，全新定义了无人驾驶的实现模式。把地面的无人驾驶看成为是地面寻迹运动，而寻迹的路径不同于普通路径，在无人驾驶车辆寻迹的路径地面二维码有很多特殊的信息供寻迹运动中读取提前控制准备，以此为前提下解决了一系列行驶问题和交通信号控制问题。

相对于无形的电子路径电子地图，无人驾驶对数据分析的主动性，是主动性的用动态摄录调取的数据去比对静态的电子电子路径地图的相关数据，而不是瞎子摸象式的盲目被动接收数据。同时对不需要的无效数据不做分析运算，无人驾驶需要的不是高精度地图这种大量无效数据，而是高精度电子路径地图这种有效数据，因此大大降低了控制系统的负担。创造出了全新的无人驾驶技术模式和电子电子路径地图互联网新概念。本无人驾驶车辆适用于普通运输载客或者货物运输车辆，也适用于特种如扫地车辆或者送货物流车辆或者室内运输车辆或者送餐车辆等。

背景技术：

时下的无人驾驶汽车几乎都是使用地面车载传感器，根据全球卫星定位传感器和毫米波雷达以及激光测距传感器等的导航来实现无人驾驶功能。可是地面车载的传感器受高度限制在测量方面受到很多因素的干扰数据不准确，同时在超车方面更加局限。

而全球卫星定位传感器数据是面的数据不是路径数据，单独使用全球卫星定位传感器数据有误差，本专利特点是定位更精确，数据量大为减少，把电子路径地图实用性得到了提高。从而实现有条件的不需要gps，直接用地面不同的分段电子地图路径的动态的自定义组合和地面的实际二维码图标路径读取和调用实现路径寻迹导航的无人驾驶模式。

技术实现要素：

专利内容的具体实施方式：

通过无人驾驶车辆其基本组成包括：

无形的电子路径二维码信息地图数据、有形的由地面二维码串联组成的链式路径地面图标、车载测距传感器模块、车载电子方位角传感器模块、车载照相机、二维码读取图像算法分析系统、车载速度传感器和控制系统存储和管理的电子路径地图数据。

无人驾驶车辆电子路径地图为无形的引导地图，它和有形的路面二维码图标形成一对一的相互确认关系，以此实现无人驾驶车辆在有形的实际运动中寻迹地面二维码做寻迹运动，在无形的电子路径地图中同步寻迹组合的工作地图；此工作地图是根据起始点到终点之间，由控制系统根据数据库中既存的多个分段相邻的电子路径自动生成的即时工作自定义的电子路径地图的组合路径；即用无形的多段电子路径地图的组合工作地图来引导无人驾驶车辆读取有形的地面二维码路标，实现跨路径的多段地面二维码路标的寻迹运动的自动无人驾驶；可以包含其中有形的引导地图是对地面二维码路径无人驾驶车辆寻迹，除了寻迹功能外还有读取地面二维码路径上的道路区段编号信息、速度限制信息、停车和启动信号灯传感器信息等，控制系统根据指令从已有的无形的电子路径二维码信息地图数据或者互联网上下载、调取和自动拼接新的自定义的即时实际电子路径地图，以其中各个分段的电子二维码路径的组合成为电子路径二维码实时工作地图。

从而实现有条件的不需要gps，直接用无形的不同的分段电子地图路径的动态的活的夸电子路径自定义组合地图和地面的死的静态的实际二维码图标路径之间的读取确认和调用，从而实现路径寻迹导航的无人驾驶模式。

有形的引导地图是指由地面喷涂的二维码信息串联排列组合的链式路径地面图标形成有形的路径，其除了可以直接被用于寻迹的导航路径外，其地面二维码信息还包含:限速、减速停车缓冲距离、限制超车、减速、加速、运动方向、延迟距离停车位置和结合信号灯图像识别传感器的转弯限制以及stop信号启动图像识别检查十字路口前方和左右路口车辆通行等内容信息，可以是即时动作信息也可以是延迟动作信息，可以是相对于地面运动指示方向垂直无偏角信息也可以是可以是相对于地面运动指示方向垂直有具体偏角数值的信息，可以由扫码器或者视觉传感器读取。地面二维码路径信息就是无人驾驶控制系统将无形的电子路径地图信息编辑成为二维码，在实际路径路面上按照一定间距的打印，供无人驾驶车辆照相机或者扫码器读取。

在定义无人驾驶汽车的建模路段的无人驾驶汽车路径二维码地图时可以采用人工驾驶的方式，路标打印机自动在相应车道的中间位置按照系统设定的间距呈串行打印路标二维码。

路标二维码打印机自动在相应车道的中间位置按照系统设定的间距呈串行逐个打印路标二维码，可以包含最低速度和最高速度的单向或者双向限速信息,该二维码打印涂料可以是红外线涂料，可以直接喷涂红外线涂料的二维码，也可以在喷涂的红外线涂料上喷涂吸收或者遮挡阻碍红外线的材料，以此材料在红外线涂料作为背景的地基上喷涂二维码信息，方便因为红外线涂料的反射差异对比明显，可以是红外线照相机，也可以是红外线二维码扫码枪，让红外线路径二维码路标信息可以轻易准确识别。

对有信号灯的路口处理：

根据在路口停车位置的路径二维码上标注的电子方位角和距离信息，无人驾驶车辆上的视觉传感器按照一定的电子方位角和距离数据采样分析信号灯的图像资料即时信息，指示无人驾驶车辆停车等待还是通过。

对没有信号灯的路口的单个stop标识路口处理和两个对面stop标识路口处理和对十字路口四个方向没有信号灯的stop标识路口处理：

根据在路口停车位置的路径二维码上标注的电子方位角和距离信息，无人驾驶车辆上的视觉传感器或者毫米波雷达除了正常的道路监控外，对人工驾驶所须注意情况的单个或者多个没有信号灯的路口的stop标识的车辆行驶和停车位置的电子方位角和距离参数范围内的图像数据或者距离数据或者运动物体的停止时间做实施监控和比对，计算出需要比对的无人驾驶汽车在此停车等待和启动通过的轮流顺序中的先后次序，以此根据对人工驾驶所需注意情况的的操作方法实施类似相同的自动操控；这个视觉传感器或者毫米波雷达传感器包含可以是无人驾驶车辆上专门特别配置此特殊用途的传感器。

对没有信号灯的stop路口处理标识的先行通过权的处理：以到达点的停车时间起算，此时间条件下的特定电子方位角和距离下被检测目标的有无，和被检测目标移动后一定的等待时间过后启动出发通过此路段，包含可以对此时间条件下的特定电子方位角和距离下被检测目标移动时的闪灯信号做视觉分析，控制系统根据自动闪灯的相对位置判断是左转还是直行还是右转，以此自动调节等待时间。

停车场自动泊车模式：停车场的公用车道和停车位的位置关系就好比是相邻在一个树枝和其上的若干树叶，各个停车位就好比是枝干上顺序相邻的树叶。停车场的公用车道的路面上设置有二维码，在每一个从停车场的公用车道向各个停车位分叉的交叉位置的停车场的公用车道的路面上的二维码上可以包含特别的停车位电子方位角和停车位长宽尺寸信息，当无人驾驶车辆开启寻找停车位自动泊车模式时，首先对电子二维码路径地图做范围选取，这个范围可以是面积范围内的包含地图路径，或者是电子二维码路径地图上的区域路径选段。

在此无人驾驶模式下，车辆在一定范围内的电子二维码路径上行驶到此每一个停车场的公用车道的向某个停车位分叉的交叉位置的停车场的公用车道的路面上的二维码上时，无人驾驶车辆车载路面二维码传感器读取此位置地面二维码路径上二维码的信息，该二维码信息可以包含电子方位角信息或者停车车辆存在条件下的距离信息，无人驾驶车辆车载视觉传感器或者距离传感器根据读取的二维码的停车位电子方位角的信息扫描此电子方位角在有无车辆存在，如果有车辆存在且其距离数据在二维码距离信息范围内，则系统判定该停车位在使用中，于是无人驾驶车辆继续沿停车场的公用车道的路面上设置有二维码路径前进，至下一个停车位交叉点重复上述的停车位检测流程，直至检测到没有车辆停泊的有效空余停车位。

无人驾驶车辆的视觉传感器将该停车位的分界线的矩形图像数据比对控制系统存储的本车矩形尺寸信息，无人驾驶操作系统控制车辆自动行驶将车辆停泊在使得本车矩形正好位于该停车位的分界线的矩形图像中间前后左右对称的位置。

取车的时候就是启动无人驾驶模式，车辆自动从该停车位向其所在的单个停车位的进出车道运行，到达停车场的公用车道上读取停车场的公用车道上的电子路径二维码信息，再以此信息比对作为无人驾驶行车路线的起点。所谓的接驳乘车人上车就是指无人驾驶车辆从停车位置经过单个停车位的进出车道和停车场的公用车道以及其他相邻的一条或者多条二维码路径，到达取车人给无人驾驶操作系统设定的二维码路径上的某个位置点停车的过程。

除道路二维码可以包含限速信息外，无人驾驶车辆还可以配置车辆湿度传感器，检测在空气湿度达到一定值的条件下，或者即时无人驾驶车辆网络信息将下雨天气系统自动向在雨天于相应区域内的无人驾驶汽车传输限速信息，无人驾驶汽车下载该临时信息做限速行驶。无人驾驶限速条件下行驶，如果设定的车速低于一定的设定速度值，则控制系统可以自动启动打亮低速灯。

无人驾驶车辆的二维码信息还可以根据道路状况条件设置延时控制信息，其特征在于对于静态的在交叉路口或者弯道处的二维码路径信息上设定提前量的延时控制信息供无人驾驶控制操作系统做即时预处理，或者针对动态的即时工作路径规划中，无人驾驶操作控制系统对变道作业的提前缓冲预先处理，以避免突然的变道。同时可以在不是工作路径地图的某一个点执行变道，而是在路径地图的某一个区段执行变道，如果该区段因为车辆阻碍变道，同时无人驾驶操作系统控制车辆减速在最低速度以上仍旧不能执行变道，则无人驾驶操作控制系统放弃此区域路段的变道计划，即时调取系统内或者下载数据库的地图信息，组合重建和执行新的路径规划地图。

为道路通行管理服务人员设置有优先权的寻迹路标图案信息，该寻迹路标图案信息包含可以是供车载的二维码照相机读取的红外线或者非红外线的可视二维码串行路径信息，也可以是非二维码的特种图案供车载视觉传感器读取的信息。

因为是特殊临时路段管制，所以可以是自动执行该区域路段低速模式，在此有优先权的寻迹路标图案信息消失后自动启动车载的二维码照相机执行车辆运动方向的横向扫描，将摄录采集到的二维码信息比对原有的地图路径信息进行比对，比对成功后自动执行该路径地图位置在方向上其后的无人驾驶汽车路径计划。

该模式也包含可以是在原来二维码路段上覆盖此优先权的寻迹路标图案信息，激活无人驾驶汽车进入此特殊应急模式，在该模式下车可以是由前方的视觉传感器检测到优先权的寻迹路标图案信息，于是无人驾驶汽车按照低速保持系统设置的距离跟随此信号的移动而移动，或者寻迹此优先权的寻迹路标图案信息做寻迹运动，在该信号消失后自动启动车载的二维码照相机执行车辆运动方向的横向扫描，将摄录采集到的二维码信息比对原有的地图路径信息进行配对，配对成功后自动执行该地图位置在方向上其后的无人驾驶汽车路径计划。

在失去地面导航必须的标志信息或者声音传感器接受到火警救护车报警或者警车报警等预设的紧急停车声音样本匹配成功且音量分贝数超过预设启动标准时，启动紧急靠边停车模式，在警报声音分贝自动顺序减弱且满足低于预设启动标准，车辆传感器自动检测方向盘一侧方向的车前和后方一定距离内有无障碍物，如果没有则复位并入原先的二维码路径地图的车道内继续行驶未完成的路段。

为紧急车辆让行让行模式是指，在该模式下车可以是由车后方的视觉传感器检测到后方车辆的双跳灯视觉信息，然后自动启动紧急靠边停车模式。

地面路径被遮盖或者消失的处理，允许在突然失去地面二维码条件下，在前方没有阻碍条件下减速继续行驶一段时间，在一定时间或者距离后如果检索不到路面二维码路标信息则自动执行变道模式（此模式的前提条件是路径二维码地图上有通向不同车道的数据信息），如果不能执行变道模式则执行靠边停车靠边等待模式。

停车靠边等待模式是指：打开车头或者车身方向盘另一侧的一个或者多个视觉传感器,在车尾测距传感器检测到车身方向盘另一侧后方一定距离内没有车辆的条件下,执行自动紧急向该方向变道的离开车道动作,泊车在偏离原车道径向一定距离或者在车头或者车身方向盘另一侧的一个或者多个视觉传感器检测到障碍位置信息的一定距离停车待命。

在无人驾驶汽车故障不能继续工作的条件下可以自动启动车辆危险警示灯，包含可以自动启动通讯设备发送位置信息和报警信息。

在定义无人驾驶汽车的路径地图的二维码路径信息上可以包含设置在特定时段内，对特定道路限制拐弯等的限制，建模路径由此也就自动用路面二维码限制相应位置的拐弯或者变道行车模式。

同时，在执行拐弯路段时系统自动执行减速或者是限速且自动打开低速灯；对无保户左拐弯，此时对面方向左拐弯会车会造成无人驾驶车辆本车前方距离传感器对障碍物的报警，对此可以在路径地图的二维码路径信息上包含设定此左拐弯路段路径区域暂时设定非正常的特定距离才报警和停车避让。

针对信号灯的故障处理：信号灯问题信息的网络路况地图信息的即时下载和刷新，和车辆在路径地图指示位置没有检测到信号或者检测到非通过信号的不变换到达一定设置时间后，启动信号灯坏后的应急预案即在无信号灯路口的无障碍低速通过模式。

变道或者超车只能在无人驾驶本车道的变道方向一侧具备有其他平行的同方向二维码路径标识车道的条件下才可以，其中超车可以是在方向盘一侧方向具备有其他平行的二维码路径车道的条件下才可以，此平行车道的路径有无和距离信息可以包含在本车道的二维码路标信息上，也就是说本车道的二维码信息可以定义包含有变道或者超车或者不允许变道或者不允许超车的二维码信息，也可以包含定义车道相关其他相邻车道有无和距离的信息；在超车或者变道时检测相邻车道信息，包含可以用距离毫米波雷达检测，也包含可以用红外线视觉传感器检测。在并线或者进入高速公路路面上的二维码基本信息：限速信息，相关车道车辆观测方位角距离信息，分两种情况：在并线前，观测此方位角俯仰角距离的目标位车道上的距离范围内没有高速公路车辆或者通过车辆的车流速度超过一定的设定速度，则无人驾驶车辆以此速度动态检测的同时并线进入高速公路车道，且在符合高速公路行车路径路面二维码速度信息的范围内控制系统决定实时车速；另一种情况是在并线前，观测此方位角俯仰角距离的目标位车道上的距离范围内有没有高速公路车辆或者通过车辆的车流速度超过一定的设定速度，有车则无人驾驶车辆执行类似变道模式，即停车等待并道直行车辆通过后，根据即时路径路面二维码信息指定的无人驾驶车辆方位角俯仰角距离的目标位车道上的安全距离没有车辆时执行并线进入高速公路车道。

在需要停车的路口或者人行横道线前的停车位置前的若干距离的路径二维码地图上设置一个或者多个分段限速或者二维码信息，预留此位置下在前一个二维码限速条件下的分段制动距离，即用充分的制动距离保证无人驾驶车辆准确的停车位置。

无人驾驶在一定条件下可以使用投影光栅格的技术，具体就是由无人驾驶车辆在行驶的速度条件下，其信号发射器在地面无人驾驶车辆运动的正前方的扇形面积上投影反射标志物图案，此标志物图案可以是可见光或者不可见光的栅格图案或者其他图案，通过在无人驾驶车辆上的视觉传感器读取该标志图案，如果发觉有图案变形到达一定的百分比，则减速或者预警避让或者紧急停车。无形的电子路径地图可以包含gps信息；有形的地面二维码图标也可以包含gps信息。

部件功能明细：

1无人驾驶车辆

2地面路径二维码

3车载二维码照相机

4车道行道线

5停车场的公用车道

6停车位的分界线

7单个停车位的进出车道

8停车位

9投影光栅格

10投影光栅格视觉传感器

附图说明：

图1为标准循迹模式下的无人驾驶车辆和电子路径二维码工作原理图

图2为无人驾驶车辆和电子路径二维码工作效果图

图3为无人驾驶电子路径二维码示意图

图4为循迹模式下网格投影视觉传感器辅助地形识别的无人驾驶工作原理图

图5为无人驾驶电子路径二维码网路区域效果示意图

图6为循迹模式下停车场公共道路和各个停车位的无人驾驶车辆电子路径二维码和各个停车位关系工作效果图。