车辆智能诱导系统的制作方法

本发明涉及智能移动领域，提出了一种车辆智能诱导系统的信号采集，处理和控制的方法。

背景技术：

智能诱导可以在很大程度上减少城市拥堵，减低环境压力，提高公众出行便利。近年，随着电子技术、人工智能和车辆电动化的不断发展，由传感器、控制器、车辆执行器构成的车辆智能诱导系统也在不断进步。但是车辆智能诱导系统经历了数十年的发展仍然没有实用化，一个突出原因是现存车辆智能诱导系统的构成不合理，控制算法过于复杂。目前车辆智能诱导系统最重要的信号采集装置、视觉传感器（摄像头）、与车辆设置成一体，车辆在运行中采集的图像相对于车辆都是运动的。在这些图像中的静态物体（如楼房，树木等等）被动态化，这样占用了大量的计算资源，同时也导致了控制算法的复杂化。

技术实现要素：

基于以上不足，本发明提出了一种新的智能诱导构成和控制方法，具体方案如下：

一种车辆智能诱导系统，其特征在于，包括：数据信号采集装置，数据信号处理装置，控制信号生成装置，信号收发装置，信号接收装置，以及根据控制信号产生相应动作的车辆：

所述数据信号采集装置设置在车辆之外，而且车辆的行驶路线被分成数个区间，每个区间设置所述数据信号采集装置采集所述车辆及所述区间的信息，所述数据信号处理装置处理所述车辆及所述区间的信息，所述控制信号生成装置根据处理后的信息产生控制车辆的控制信号，所述控制信号由所述信号收发装置和所述信号接收装置传递到所述车辆。

而且，所述车辆当前区间的数据信号处理装置和所述车辆前往区间的数据信号处理装置进行数据交换，诱导所述车辆从所述当前区间到所述前往区间的行驶。

而且，所述数据信号采集装置采集所述区间的静态物体、动态物体和所述车辆的信息，所述数据信号处理装置根据所述静态物体信息计算所述车辆和所述动态物体的速度、位置。

而且，所述数据信号采集装置采集所述区间的静态物体、动态物体和所述车辆的信息，包括从所述车辆视角不可探测的动态物体、和从所述车辆视角不可完全探测的静态物体，所述控制信号生成装置根据所述静态物体、所述动态物体和所述车辆的信息控制所述车辆的运动。

而且，所述数据信号采集装置采集所述区间的静态物体、动态物体和所述车辆的信息，而且所述车辆在当前区间内接收所述车辆前往区间的所述静态和动态物体信息。

而且，所述控制信号生成装置根据当前区间的静态物体信息、动态物体和所述车辆的信息，以及前往区间的静态物体、动态物体信息产生车辆控制信号，通过所述信号收发装置和所述控制信号接收装置传递到所述车辆。

而且，所述控制信号接收装置设置于所述车辆，所述车辆根据所述制信号接收装置接收的控制信号完成加速、减速和转弯动作。

相比于现存系统，本发明可以减少数据处理的时间，提高动态物体的识别精度，而且可以避免使用现存系统中的雷达、激光等测距仪器，降低了成本，减小了和不可探测物体发生碰撞的可能性，提高了安全性。

附图说明

图1本发明实施例1的系统构成图。

图2本发明实施例1的数据处理模式图。

图3本发明实施例1的车辆和动态物体的速度和位置计算模式图。

图4本发明实施例1的从车辆视角不可探测动态物体的处理模式图。

图5本发明实施例1的从车辆视角不可完全探测静态物体的处理图。

图6本发明实施例1的车辆由当前区间进入前往区间的控制模式图。

图7本发明实施例2的系统构成图。

具体实施方式

实施例1

本实施例的智能诱导系统包括数据信号采集装置、数据信号处理装置、控制信号生成装置、信号收发装置、信号接收装置、以及根据控制信号产生相应动作的车辆。数据信号采集装置可以使用摄像头，数据信号处理装置可以使用数据处理器，控制信号生成装置可以使用控制器，信号收发装置可以使用公众网络或者专用网络的信号收发器，信号接收装置可以使用公众网络或者专用网络的信号接收器，车辆可以是内燃机或者电动机驱动的，安装有转向、制动执行机构的汽车。

本发明的系统构成如图1所示。摄像头101a、101b设置在汽车106之外，信号接收器105设置于汽车106内。汽车106从出发地到目的地的行驶路线被分成数个行驶区间，为简化说明仅表示区间a、b。a区间的系统由a区间摄像头101a、a区间数据处理器102a、a区间控制器103a、a区间信号收发器104a构成。同样，b区间的系统由b区间摄像头101b、b区间数据处理器102b、b区间控制器103b、b区间信号收发器104b构成。

a区间摄像头101a，拍摄a区间的静态物体和动态物体，a区间数据处理器102a处理a区间摄像头101a的数据。当汽车106在a区间时，a区间控制器103a生成对a区间的汽车106的加速、减速、转向控制信号，a区间信号收发器104a发送该控制信号，信号接收器105接收该控制信号。根据该控制信号，设置在汽车106内的执行机构完成对汽车106的加速、减速、转向控制。同样，当汽车106在b区间时，b区间的系统执行相同的动作。而且，a区间的信号收发器104a和b区间的信号收发器104b进行通信。这样，经过数个区间的连结，汽车106完成从出发地到目的地的行驶。

本发明的数据处理模式如图2所示。下面以汽车106在a区间的动作为例说明。摄像头101a设置在与汽车106行驶平面不同的平面，如设置在与汽车106垂直的专用支架（未图示）上。汽车106的行驶区域201a定义为汽车106行驶方向前后左右一定范围的区域。a区间摄像头101a拍摄a区间内相对于摄像头101a的静态物体和动态物体，静态物体包括不在车辆行驶区域201a的静态非障碍物体202a（如楼房）和在车辆行驶区域201a的静态障碍物体203a（如抛洒物），动态物体包括不在车辆行驶区域201a的动态非障碍物体204a（如自行车）和在车辆行驶路线201a的动态障碍物体205a（如其他汽车）。静态物体相对于摄像头101a是静止的，数据处理器102a只需要少量运算资源即可识别而且可以提高识别精度。动态物体虽然对于摄像头101a是动态的，但是动态物体存在的背景环境相对于摄像头101a是静止的，数据处理器102a可以容易的在静止背景中识别运动物体。现存系统中，摄像头和汽车设置在一起运动，摄像头拍摄的所有图像都是运动的，相比于现存系统，本发明可以减少数据处理的时间，提高动态物体的识别精度。

车辆和动态物体的速度和位置计算如图3所示。在a区间内，根据摄像头101a拍摄的静态非障碍物体202a、静态非障碍物体206a和汽车106的信息，可以计算汽车106的速度和在a区间的位置。因为静态非障碍物体202a和206a的位置是固定的，静态非障碍物体202a和206a位置信息可以预先保存在数据处理器102a中。从摄像头101a拍摄的图像中，数据处理器102a可以记录汽车106经过静态非障碍物体202a和206a的时间，根据非障碍物体202a和206a位置信息可以计算出非障碍物体202a和206a的距离，从而计算出汽车106的速度和汽车106在a区间的位置。随着汽车的行驶，变换不同的静态非障碍物为参照物，可以实时计算出汽车106的速度和汽车106在a区间的位置。

或者，因为a区间相对于相对于摄像头101a是固定的，在摄像头101a拍摄的图像上可以虚拟做出a区间的坐标保存在数据处理器102a中。这样，当汽车106在a区间行驶时，数据处理器102a可以根据坐标点301的坐标（x，y）直接确定汽车106的位置，可以根据汽车经过301坐标点和其他302坐标点的时间计算汽车106的速度。同样方法，也可以计算其他动态物体的位置和速度。通过静止物体、动态物体和汽车的相对关系计算汽车和动态物体的位置和速度，可以避免使用现存系统中的雷达，激光等测距仪器，降低了成本。

从汽车106视角处理不可探测动态物体的方法如图4所示。动态非障碍物体204a（如自行车）从与汽车106的行驶区域201a交叉的区域401向区域201a行驶。在区域201a和区域401交叉处有静态非障碍物体202a（如楼房）。动态非障碍物体204a不在汽车106的行驶区域201a上，而且由于非障碍物体202a的遮挡，现存的设备从汽车106的视角不可能探测到动态非障碍物体204a。摄像头101a设置在与汽车106行驶平面的高处，可以探测到动态非障碍物体204a，数据处理器102a计算其位置和速度。控制器103a对汽车106做出预警处理。这样，降低了和动态非障碍物体204a发生碰撞的可能性，提高了安全性。

从汽车106视角处理不可完全探测静态物体的方法如图5所示。汽车106从行驶区域501a向行驶区域502a的行驶过程中经过弯道区域503a。现存的设备从汽车106视角不可能完全探测到弯道503a的转弯半径、弧长等信息。摄像头101a设置在与汽车106行驶平面的高处而且与弯道503a相对静止。这样，通过摄像头101a拍摄的图像，运用上述的坐标方法，数据处理器102a可以计算出汽车在弯道503a的位置和速度。控制器103a根据汽车的位置、速度和预先保存的弯道503a的转弯半径、弧长，可以精确控制汽车106转弯。这样，避免了车载摄像头转弯时对对面车辆，弯道周围静态物体等大量数据的处理，提高了实时性和可靠性。

汽车由a区间进入b区间的控制模式如图6所示。汽车106在a区间行驶时，由a区间的设备控制，在由a区间进入b区间之前，b区间的信号收发器104b发送b区间的静态障碍物体203b、动态非障碍物体204b、动态障碍物体205b的位置和速度信息给a区间的信号收发器104a。这些信息的计算方法和a区间相同。这样，a区间的控制器103a根据a区间的汽车106的位置、速度和从b区间获得的静态障碍物体203b、动态非障碍物体204b、动态障碍物体205b的位置、速度信息控制汽车106的动作，保证了在a、b区间连结处不会发生碰撞，提高了车辆行驶安全性。

这样，在a区间内，对于静态非障碍物体，控制器可以维持汽车的当前运动状态。对于动态非障碍物体，数据处理器可以计算其位置和速度，控制器对汽车做出预警处理。对于静态障碍物体和动态障碍物体，处理器可以计算其位置和速度，控制器可以控制汽车进行规避。在b区间内，汽车完成相同的动作，通过各个区间的连结，汽车完成从出发地到目的地的行驶。

实施例2

本实施例中，和实施例1相同的部分不再说明，只说明和实施例1不同的部分。

本实施例的数据信号采集装置、信号接收装置、车辆的设置与实施例1相同，信号处理装置、控制信号生成装置、信号发送装置采用集中布局方式。

系统构成如图7所示，摄像头101a拍摄a区间的静态非障碍物体202a、静态障碍物体203a、动态非障碍物体204a、动态障碍物体205a和汽车106的图像，这些图像通过数据信号发送器702a发送到数据处理计算机703，同样摄像头101b采集b区间的静态非障碍物体202b、静态障碍物体203b、动态非障碍物体204b、动态障碍物体205b的图像，这些图像通过数据信号发送器702b发送到数据处理计算机703。数据处理计算机703计算汽车106和a、b区间的动态、静态物体的位置和速度，控制计算机根据各个物体的位置和速度生成控制指令，控制汽车106的行驶。这样，数据处理计算机可以同时处理多区间的信息，提高了系统效率和对车辆的控制精度。

实施例1、2在区间a，b中使用了一辆汽车进行说明，但是并不局限于一辆汽车，可以同时对区间a，b的多辆汽车进行控制。而且，车辆的行驶路线并不局限于2个区间，可以划分成多个区间。

而且，上述区间a，b，和车辆并不局限于对道路区间的汽车进行智能诱导，还包括对矿山区间的工程车辆进行智能诱导，对农田区间的农机进行智能诱导，对仓库区间的物流车辆进行智能诱导。