一种基于环境感知和多车协同的车载智能控制系统

一种基于环境感知和多车协同的车载智能控制系统
1.本发明是发明名称为“一种基于环境感知和多车协同的车载智能控制系统”的分案申请，其中，母案的申请号为202210216285.7，申请日为2022.03.07。
技术领域
2.本发明涉及自动驾驶控制技术领域，特别是涉及一种基于环境感知和多车协同的车载智能控制系统。


背景技术：

3.随着科技的发展，车辆的自动驾驶技术越来越成熟，依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置，对车辆实现实时、连续控制，乘客在使用自动驾驶车辆时，只需要输入目的地，自动驾驶车辆基于当前位置和目的地生成行驶路线，并按照生成的行驶路线行驶。
4.车辆的智能自动驾驶系统，是通过各种探测手段汇总分析后得出的控制策略，整体上以稳妥安全为前提。但是，目前的车辆智能控制都是以空场地为背景，或者交通流量非常小的封闭路段，几乎不存在多车交会场景，而对于车辆交会的处理，基本上都是“礼让”，待其他车辆通过后再继续行驶。但对于多辆自动驾驶车辆同时遇到多车交会场景，就可能出现多辆车都在“礼让”，却没有行驶的尴尬情况出现。另外，当前的自动驾驶技术，对于道路上障碍物的判断，依然以固定障碍物为准，对于移动过程中的行人或其他物体，也依然是按照某一时间点的固定位置进行位置判断，进一步造成多车交会时，无法合理规避障碍物、特别是移动中的车辆和行人的情况。显然，目前的自动驾驶技术，难以适应路况复杂的实际道路环境。
5.车辆的自动驾驶技术原则上是安全高于一切，但如何合理的处理多车交会、并合理规避障碍物，需要更加智能的感知和分析技术，以及后续的车辆控制体系。


技术实现要素：

6.本发明提供一种基于环境感知和多车协同的车载智能控制系统，提高多个车辆行车交会的安全性、公平性和效率。
7.为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
8.一种基于环境感知和多车协同的车载智能控制系统，包括导航子系统、环境感知子系统、协同控制子系统和行车控制子系统；
9.所述导航子系统用于根据本车辆的起始地和目的地之间的道路大环境，生成所述本车辆的本车导航路线；所述本车导航路线以车道为单位显示，且基于所述本车辆的外形尺寸，标识所述本车辆相对于所述车道的占用区域，将所述占用区域标示在导航的车道上；
10.所述环境感知子系统用于所述本车辆在沿所述本车导航路线自动行驶过程中，实时感知路面小环境，生成路面状况数据；
11.所述协同控制子系统与所述导航子系统连接，所述协同控制子系统用于：所述本车辆与其他车辆共享所述本车导航路线，并接收其他车辆发出的他车导航路线；当所述本
车导航路线与所述他车导航路线出现交会点时，按照抵达安全交会范围的顺序，标记行车权限；当标记为第一行车权限的车辆驶离所述安全交会范围或车辆在所述安全交会范围内停止行驶时，将所述第一行车权限转交给标记为第二行车权限的车辆，此时所述被标记为第二行车权限的车辆被标记为第一行车权限；所述安全交会范围用于至少满足一辆车的通行；
12.所述行车控制子系统分别与所述导航子系统、所述环境感知子系统和所述协同控制子系统连接，所述行车控制子系统用于根据所述本车导航路线，生成所述本车辆的行车方向指令，以及根据所述路面状况数据和所述行车权限，生成行车路线指令；所述行车方向指令和所述行车路线指令用于控制所述本车辆的自动行驶，且在驶离所述安全交会范围以及完成避障后，回到所述本车导航路线上。
13.可选地，所述导航子系统包括地图单元、定位单元和动态优化单元；
14.所述地图单元用于提供高精度的地图数据，以及基于所述地图数据，将导航信息标示在道路的车道上，以车道为单位，显示导航和道路数据，生成所述本车导航路线；
15.所述定位单元用于提供高精度的车辆实时位置信息，并将所述实时位置信息标示在所述本车导航路线上；
16.所述动态优化单元用于根据所述道路大环境的变化，动态调整所述本车导航路线。
17.可选地，所述路面状况数据包括道路标识和障碍物信息；
18.所述环境感知子系统包括视觉识别单元和雷达探测单元；
19.所述视觉识别单元用于采集所述本车辆周边的空间视频画面，并根据所述空间视频画面，识别道路标识和障碍物影像；
20.所述雷达探测单元用于通过雷达波获取所述本车辆周边的障碍物位置数据，并根据所述障碍物位置数据和所述障碍物影像，获取障碍物信息。
21.可选地，所述视觉识别单元包括视频采集设备、图像处理单元和视觉分析单元；
22.所述视频采集设备采用高清摄像头，所述视频采集设备用于采集车前、车侧、车后所有车道预定距离内的视频信息；
23.所述图像处理单元用于基于360度全景技术进行拼接整合，生成以车辆为中心的360度全景视频数据，并以0.1s为时间间隔截取视频帧图像，生成连续的、以车辆为中心的360度全景的二维图像序列；
24.所述视觉分析单元用于基于视觉分析技术，识别每一张二维图像中的道路标识和障碍物影像。
25.可选地，所述协同控制子系统包括数据共享单元、路线分析单元、行车权限分配单元和行车权限转交单元；
26.所述数据共享单元用于向其他车辆发送所述本车辆前方预设路程距离内的所述本车导航路线，以及接收其他车辆发送的所述他车导航路线；
27.所述路线分析单元用于：基于所述本车导航路线和所述他车导航路线，判断是否出现导航交会点；若出现所述导航交会点，则生成交会点信息；所述交会点信息包括交会点的位置、与本车间的路程、预计抵达交会点的时间、以及涉及到的其他车辆的速度、距离交会点的路程、预计抵达交会点的时间；
28.所述行车权限分配单元用于根据所述交会点信息，按照预设的安全交会范围，获取行车权限；
29.所述行车权限转交单元用于当所述本车辆驶离所述安全交会范围后，将所述行车权限转交给其他车辆。
30.可选地，所述行车控制子系统包括行车方向单元和路线指令单元；
31.所述行车方向单元用于根据所述本车导航路线，生成所述行车方向指令；
32.所述路线指令单元用于根据所述路面状况数据和所述行车权限，生成行车路线指令，所述行车路线指令用于规避所述本车导航路线上的障碍物，以及控制所述本车辆在所述安全交会范围内行驶，以及维持所述本车辆在所述本车导航路线上的正确路线。
33.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
34.本发明公开一种基于环境感知和多车协同的车载智能控制系统，通过导航子系统确定本车辆的起始地和目的地之间的道路大环境并生成导航线路，且基于车辆的外形尺寸，标识车辆相对于所在车道的占用区域，且标识在导航线路对应的车道上，从而在保证满足相关规定的前提下，充分利用道路上的不同车道空间及整个道路路面，在保证障碍物安全的前提下，保证车辆依然可以规划出一条安全的前行线路，而不至于停滞或缓慢移动，进而缩减车辆在道路上的行驶时间。通过环境感知子系统感知路面小环境，生成路面状况数据。通过协同控制子系统，基于多个车辆的导航路线确定导航路线交会点，进而确定安全交会范围；按照车辆抵达安全交会范围的顺序标记行车权限，以实现先到先得的效果，从而保证行车的公平性和合理性；同时，当标记为第一行车权限的车辆驶离安全交会范围或车辆在安全交会范围内停止行驶时，将第一行车权限转交给标记为第二行车权限的车辆，此时被标记为第二行车权限的车辆被标记为第一行车权限，通过上述方式实现行车权限的转交，能够保证多车行车交会时按照一定规则和先后顺序进行交会，且能够避免多车在交会处造成拥堵停滞等现象，进一步提高行车效率。最后，通过行车控制子系统根据本车导航路线、路面状况数据和行车权限控制车辆的自动行驶，且在驶离安全交会范围以及完成避障后，回到本车导航路线上。
35.综上，本发明在传统的基于导航信息的自动驾驶技术基础上，将行车过程中的车辆交会情况作为研究重点，通过多车交互，从车辆的导航路线判断交会点，采用先到先通过的协同策略，合理、安全的解决了车辆交会过程中的通行顺序问题；同时结合路面环境感知，生成一种车辆交会过程中可以合理、安全规避障碍物的行车指令，解决了车辆的安全通行问题。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本发明实施例的基于环境感知和多车协同的车载智能控制系统结构示意图；
38.图2为本发明实施例中四车感知到交会点时的行驶状态示意图；
39.图3为本发明实施例中形成权限分配规则示意图；
40.图4为本发明实施例中行车权限转交示意图。
具体实施方式
41.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。
42.为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
43.自动驾驶系统技术(缩写为ads)是指为车辆执行驾驶任务(例如车辆的横向和纵向控制)并允许车辆在减少人工控制驾驶任务和/或没有人工控制驾驶任务的情况下驾驶的系统。
44.gps是指向接收机提供地理位置和时间信息的全球导航卫星系统(gnss)。gnss的例子包括但不限于美国开发的全球定位系统、差分全球定位系统(dgps)、北斗导航卫星系统(bds)、glonass全球导航卫星系统、欧盟伽利略定位系统。
45.自动化车辆(缩写为“av”)是指以自动化模式(例如在任何自动化水平上)运行的自动化车辆。
46.车辆的自动化或智能水平是根据“智能水平”或“自动化水平”进行描述的。车辆智能或自动化级别是以下级别之一：v0：没有自动化功能；v1：辅助人类驾驶员控制车辆的基本功能；v2：协助人类驾驶员控制车辆完成简单任务，并提供基本的传感功能；v3：具有详细的实时环境感知功能，并完成相对复杂的驾驶任务；v4：允许车辆在限定条件且有人类驾驶员支持的情况下独立行驶的功能；v5：允许车辆在无人类驾驶员支持的任何情况下独立行驶的功能。
47.系统智能和/或自动化级别是以下级别之一：s0：无功能；s1：系统为个体车辆提供巡航控制、被动安全等简单功能；该系统检测车辆的速度、位置和距离；s2：系统由个体智能组成，可检测车辆功能状态、车辆加速和/或交通标志及信号；个体车辆根据自身信息进行决策，部分实现自动驾驶，提供辅助车辆自适应巡航控制、车道保持、变道级自动泊车等复杂功能；s3：系统集成了一组车辆的信息，具有点对点的智能和预测能力，该系统可对车辆组进行智能决策，并能够完成协同巡航控制、车辆组队、交叉口处的车辆导航、合流和分流等复杂的有条件自动驾驶任务；s4：系统将驾驶行为最优地整合在局部网络中；该系统在局部网络中检测并传递详细信息，根据网络中的车辆和交通信息做出决策，并处理复杂的、高水平的自动驾驶任务，如引导交通信号走廊，并为小型交通网络中的车辆提供最优轨迹；s5：车辆自动化和系统交通自动化，其中系统对整个交通运输网络进行最佳管理；该系统在交通运输网络内检测和传递详细信息，并根据网络内所有可用信息做出决定；该系统处理全自动驾驶任务，包括个体车辆任务和交通运输任务，并协调所有车辆以管理交通。
48.该领域其他的一些普通标准可以参考sae国际标准j3016。
49.在本实施例中，当涉及到自动驾驶或智能驾驶控制时，可参考或引用上述技术内容。
50.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
51.众所周知的，车辆必然要在通常意义的道路上行驶，道路上必然有大量其他车辆，在没有红绿灯或无人引导的交叉路口处，必然会产生车辆间自主交会的情况。另外，道路上的众多行人、其他车辆，对于具备自动驾驶功能的车辆而言，均属于障碍物，在车辆行驶过程中，既要保证这些障碍物的安全，又要保障车辆自身的通行，而且，这些车辆和行人都是处在运动状态下，并非固定不动的，这就对障碍物位置的判断造成很大影响。
52.为此，本技术提出根据多车的导航信息，判断行车路径中的交会点，在多车协同的前提下，采取合理方式梳理车辆的行车顺序，同时通过环境感知，合理安全的规避各类障碍物和行人，保障车辆交会过程中合理、安全的通行。
53.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
54.如图1所示，为本技术实施例基于环境感知和多车协同的车载智能控制系统结构示意图，主要包括导航子系统、环境感知子系统、协同控制子系统和行车控制子系统。
55.在本实施例中，导航子系统用于根据本车辆的起始地和目的地之间的道路大环境，生成本车辆的本车导航路线。协同控制子系统用于本车辆与其他车辆共享本车导航路线，并接收其他车辆发出的他车导航路线，当本车导航路线与他车导航路线出现交会点时，生成行车权限。环境感知子系统用于本车辆在沿本车导航路线自动行驶过程中，实时感知路面小环境，生成路面状况数据。行车控制子系统用于根据本车导航路线，生成本车辆的行车方向指令，以及根据路面状况数据和行车权限，生成行车路线指令，行车方向指令和行车路线指令用于控制本车辆的自动行驶。
56.下面，具体介绍各个子系统的结构组成和功能实现。
57.在本实施例中，导航子系统包括地图单元、定位单元和动态优化单元。
58.地图单元用于提供高精度的地图数据，以及基于地图数据，生成本车导航路线。定位单元用于提供高精度的车辆实时位置信息，并将实时位置信息标示在本车导航路线上。
59.现阶段，导航和定位技术已经取得了非常大的进步，相关技术众多。但是，这些导航和定位功能，普遍停留在道路水平上，仅仅只是显示道路路径。这种导航技术，远远达不到车辆合理规避路面障碍物的要求。
60.其实，现在的导航技术，特别是北斗导航和定位技术，已经达到了10cm级别的高精度，基于如此的高精地图和高精定位，可以将导航信息标示在道路的某一条车道上，即以车道为单位，显示导航和道路数据，引导车辆在某一车道内行驶。在本实施例中，当只有一条车道时，则只以该车道为导航路线，当有两条车道时，以右车道为导航路线，当有多条车道时，以中间车道为导航路线，其余车道均作为备用车道。以车道作为单位进行导航显示和提示，有助于后期合理规避障碍物。
61.同时，基于如此的高精定位，定位出车辆的位置，并基于车辆的外形尺寸，标识车辆相对于车道的占用区域，并将车辆占用区域标示在导航的车道上，这样做的目的和好处在于，可以保证在满足相关交通法规规定的前提下，充分利用道路上的不同车道空间，甚至
整个道路路面，在保证障碍物特别是行人安全的前提下，保证车辆依然可以规划处一条安全的前行路线。
62.基于高精地图和高精定位，并结合当前道路交通状况，比如当前车流量、交通管制、车辆限行、道路施工等道路大环境，在起始地和目的地之间生成一条适合本车通行的合理的本车导航路线。
63.在本实施例中，还增加了动态优化单元，用于根据道路大环境的变化，动态调整本车导航路线，例如原定的导航路线某段发生了拥堵，则可以提示驾驶员是否需要变更导航路线。
64.在本实施例中，先期规划的以车道为单位的本车导航路线是车辆行进的基础，在此基础上，不论是多车间的交会，还是自动行驶过程中的避障，都要在完成多车交会和避障后重新回到原本规划的车道上。
65.在本实施例中，与道路大环境对应的是路面小环境，包括所有车道上各类型的障碍物，例如路面上的固定障碍物、处于运动状态中的其他车辆和行人。这些障碍物的信息和各类道路标识，统称为路面状况数据，除了高精地图上原本已经标记的道路标识外，均由环境感知子系统实时感知获取。
66.在本实施例中，环境感知子系统包括视觉识别单元和雷达探测单元。视觉识别单元用于采集本车辆周边的空间视频画面，并根据所述空间视频画面，识别道路标识和障碍物影像；雷达探测单元用于通过雷达波获取本车辆周边的障碍物位置数据，并根据障碍物位置数据和障碍物影像，获取完整的障碍物信息。
67.如前所述，导航路线是从起始地到目的地，但路面环境的变化却是实时的，特别是对于移动中的行人，因此，需要车辆实时感知并采取控制策略的路段，实际是以车辆当前位置为基准的部分路段，包括车前、车侧和车后所有车道预定距离内的路面部分。在本实施例中，车前路段长度设定为与车速有关，因为车速越高，一段时间内行驶的距离越长，就越需要提前进行分析和预判。具体的，在本实施例中，采用车辆当前速度下10秒钟的行驶距离为车前路段距离范围，但车前路段距离范围最低为50米，举例说明，当前车速为36km/h，即10m/s，则10秒钟的行驶距离为100m，超出最低50m限值，取100m作为车前路段距离范围进行障碍物感知；如果车速再快一些，例如72km/h，即20m/s，则10秒钟的行驶距离为200m，取200m作为车前路段距离范围进行障碍物感知。但若当前车速低于18km/h，即低于5m/s，则10秒钟时间内车辆行驶的距离不超过50m，此时取50m作为车前路段距离范围进行障碍物感知。这种对车前距离的取值方式，可给车辆保留足够的安全距离和路线分析时间。
68.对于车侧而言，车辆如果变道，则可能与车侧障碍物发送碰撞接触，因此，需要感知车辆两侧所有车道(最低值为两侧各10m)范围内的障碍物情况。
69.对于车后而言，由于可能存在快速行驶的其他车辆，那么本车辆的变道则有可能与会与后方快速驶来的车辆发送碰撞，因此，车辆后侧的感知范围采用与车辆前方相同的方式，在此不再赘述。
70.在本实施例中，视觉识别单元包括视频采集设备、图像处理单元和视觉分析单元。采用高清摄像头作为视频采集设备，采集车前、车侧、车后的视频信息。图像处理单元采用成熟的360度全景技术进行拼接整合，生成以车辆为中心的360度全景视频数据，并以0.1s为时间间隔截取视频帧图像，生成连续的以车辆为中心的360度全景的二维图像序列。然
后，视觉分析单元使用视觉分析技术，识别每一张二维图像中的道路标识和障碍物影像。
71.如前所述，在本实施例中，将障碍物分为固定障碍物和移动障碍物，均需感知其位置、形状和空间尺寸，其中，对于移动障碍物，还要感知其运动趋势，包括运动方向和速率，在本实施例中，移动障碍物主要指移动中的其他车辆和行人，本实施例后续以横穿道路的行人为例进行说明。障碍物的识别，采用现有成熟的视觉分析识别技术，在此不做限定，进一步的，结合现有成熟理论的光流分析法识别连续图像中同一个障碍物或行人的位置，分辨出固定障碍物和移动障碍物，以及移动障碍物的运动趋势。
72.随后，再结合雷达探测单元设备，例如目前车辆上广泛配置的激光雷达探测技术，先将激光雷达的探测范围映射到二维图像中，然后再将雷达探测到的障碍物位置映射到前述二维图像中的探测范围中，由此得到障碍物的位置数据，包括障碍物相对于车辆前行方向的角度，及与车辆的距离。障碍物的位置、空间形状、占据路面的范围以及运动趋势，构成了障碍物信息。
73.最后，还将感知范围内所有道路标识和障碍物信息标识在高精地图上，特别是移动障碍物的运动路线。
74.基于前述的高精地图导航，和车辆行进过程中的实时环境感知，为后续的车辆避障和车辆交会提供了技术支持。在本实施例中，协同控制子系统包括数据共享单元、路线分析单元、行车权限分配单元和行车权限转交单元。车辆交会过程中，需要有一套切实可行的协同策略，才能顺利完成多车的交会。
75.数据共享单元用于向其他车辆发送本车辆前方预设路程距离内的本车导航路线，以及接收其他车辆发送的他车导航路线。所有的导航路线，都是以车道为单位，如果某路段有多条车道可供通行，则完全可以通过车辆变道避免行车路权的争抢。因此，只有以车道为单位，且导航路线上出现了交会点，此时需要多车协同的交会控制策略。
76.路线分析单元基于本车导航路线和他车导航路线，判断是否出现导航交会点，若出现导航交会点，则生成交会点信息。由于每辆车都在共享这导航路线，因此，这些车辆会同时生成交会点信息，交会点信息包括交会点的位置、与本车间的路程、预计抵达交会点的时间、以及涉及到的其他车辆信息(速度、距离交会点的路程、预计抵达交会点的时间等)。如图2所示，图中，1号车从a点左转前往b点，2号车从b点左转前往c点，3号车从c点左转前往d点，4号车从d点左转前往a点，在四辆车的道路环境感知范围内，导航路线在o点产生交会。此处无需考虑车辆抵达o点的时间，因为对于每辆车而言，感知范围内的行驶时间只有10s，显然，在这10s内，四辆车必须进行交会协同。
77.行车权限分配单元用于根据交会点信息，按照预设的安全交会范围，获取行车权限，即哪辆车先行，哪辆车后行，并区分哪辆车可通过安全交会范围，哪辆车暂时不能通过安全交会范围。在本实施例中，将安全会范围设定为整个路口区域(图2中的虚线框内)，当然，也可设定为以交会点为中心的某一范围内，在此不做详细限定，原则上，该范围应至少满足一辆车的正常通行。作为自动驾驶车辆，原则上会以匀速行驶，不会出现突然的急加速或急减速，基于此，本技术采取先到先得的方式，最先进入安全交会范围的车辆拥有第一行车权限，随后抵达安全交会范围的车辆被标记为第二行车权限的车辆，并按照抵达安全交会范围的顺序，获取行车权限。图3中，1号车最先进入安全交会范围，为第一行车权限车辆，2号车随后，为第二权限车辆，3号车和4号车还未抵达安全交会范围，暂不获取行车权限。
78.当标记为第一行车权限的1号车驶离安全交会范围时，行车权限转交单元将第一行车权限转交给标记为第二行车权限的2号车，此时被标记为第二行车权限的2号车被标记为第一行车权限。如图4所示。此时，3号车也抵达安全交会范围，获取了第二行车权限。
79.本实施例还进一步考虑了如果有两辆车同时进入安全交会范围的情况，则处于道路较窄的车辆被标记为第一行车权限。当然，这种情况下，也可以采用其他方式分配行车权限，本技术不做穷举。
80.本实施例还进一步考虑了若标记为第一行车权限的车辆在安全交会范围内停止行驶，则行车权限转交单元将第一行车权限转交给标记为第二行车权限的车辆，此时被标记为第二行车权限的车辆被标记为第一行车权限。当标记为第一行车权限的车辆驶离安全交会范围时，停留在安全交会范围内的车辆被标记为第一行车权限，该车辆可继续行程，若该车辆在限定时间内(例如10s)不行驶，则行车权限转交单元将第一行车权限转交给标记为第二行车权限的车辆，此时被标记为第二行车权限的车辆被标记为第一行车权限。
81.当车辆获取行车权限后，即意味着该车处于多车协同控制体系中，此时，只有被标记为第一行车权限的车辆可接受驾驶员的人工操作，其他车辆均不响应驾驶员的车辆操作，以避免破坏前期建立的行车顺序和规则。
82.在确立了行车权限，即确立了行车顺序和行车规则，此时，车辆按照行车顺序和规则行进。行车控制子系统包括行车方向单元和路线指令单元。
83.行车方向单元根据本车导航路线，生成行车方向指令，这是车辆行进的大方向。在此基础上，路线指令单元根据路面状况数据和行车权限，生成行车路线指令，行车路线指令用于规避本车导航路线上的障碍物，以及控制本车辆在安全交会范围内行驶，以及维持本车辆在本车导航路线上的正确路线，即在驶离安全交会范围后，以及完成避障后，重新回到原本的导航路线上。具体的避障操作，可采用现有技术，但要以安全交会范围和导航路线为基准，即不能因为避障行驶而超出安全交会范围，以及仅可以在相关交通法规允许的范围内进行变道行驶。
84.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
85.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种基于环境感知和多车协同的车载智能控制系统，其特征在于，包括导航子系统、环境感知子系统、协同控制子系统和行车控制子系统；所述导航子系统用于根据本车辆的起始地和目的地之间的道路大环境，生成所述本车辆的本车导航路线；所述本车导航路线以车道为单位显示，且基于所述本车辆的外形尺寸，标识所述本车辆相对于所述车道的占用区域，将所述占用区域标示在导航的车道上；所述环境感知子系统用于所述本车辆在沿所述本车导航路线自动行驶过程中，实时感知路面小环境，生成路面状况数据；所述协同控制子系统与所述导航子系统连接，所述协同控制子系统用于：所述本车辆与其他车辆共享所述本车导航路线，并接收其他车辆发出的他车导航路线；当所述本车导航路线与所述他车导航路线出现交会点时，按照抵达安全交会范围的顺序，标记行车权限；当标记为第一行车权限的车辆驶离所述安全交会范围或车辆在所述安全交会范围内停止行驶时，将所述第一行车权限转交给标记为第二行车权限的车辆，此时所述被标记为第二行车权限的车辆被标记为第一行车权限；所述安全交会范围用于至少满足一辆车的通行；所述行车控制子系统分别与所述导航子系统、所述环境感知子系统和所述协同控制子系统连接，所述行车控制子系统用于根据所述本车导航路线，生成所述本车辆的行车方向指令，以及根据所述路面状况数据和所述行车权限，生成行车路线指令；所述行车方向指令和所述行车路线指令用于控制所述本车辆的自动行驶，且在驶离所述安全交会范围以及完成避障后，回到所述本车导航路线上。2.根据权利要求1所述的基于环境感知和多车协同的车载智能控制系统，其特征在于，所述导航子系统包括地图单元、定位单元和动态优化单元；所述地图单元用于提供高精度的地图数据，以及基于所述地图数据，将导航信息标示在道路的车道上，以车道为单位，显示导航和道路数据，生成所述本车导航路线；所述定位单元用于提供高精度的车辆实时位置信息，并将所述实时位置信息标示在所述本车导航路线上；所述动态优化单元用于根据所述道路大环境的变化，动态调整所述本车导航路线。3.根据权利要求1所述的基于环境感知和多车协同的车载智能控制系统，其特征在于，所述路面状况数据包括道路标识和障碍物信息；所述环境感知子系统包括视觉识别单元和雷达探测单元；所述视觉识别单元用于采集所述本车辆周边的空间视频画面，并根据所述空间视频画面，识别道路标识和障碍物影像；所述雷达探测单元用于通过雷达波获取所述本车辆周边的障碍物位置数据，并根据所述障碍物位置数据和所述障碍物影像，获取障碍物信息。4.根据权利要求3所述的基于环境感知和多车协同的车载智能控制系统，其特征在于，所述视觉识别单元包括视频采集设备、图像处理单元和视觉分析单元；所述视频采集设备采用高清摄像头，所述视频采集设备用于采集车前、车侧、车后所有车道预定距离内的视频信息；所述图像处理单元用于基于360度全景技术进行拼接整合，生成以车辆为中心的360度全景视频数据，并以0.1s为时间间隔截取视频帧图像，生成连续的、以车辆为中心的360度全景的二维图像序列；
所述视觉分析单元用于基于视觉分析技术，识别每一张二维图像中的道路标识和障碍物影像。5.根据权利要求1所述的基于环境感知和多车协同的车载智能控制系统，其特征在于，所述协同控制子系统包括数据共享单元、路线分析单元、行车权限分配单元和行车权限转交单元；所述数据共享单元用于向其他车辆发送所述本车辆前方预设路程距离内的所述本车导航路线，以及接收其他车辆发送的所述他车导航路线；所述路线分析单元用于：基于所述本车导航路线和所述他车导航路线，判断是否出现导航交会点；若出现所述导航交会点，则生成交会点信息；所述交会点信息包括交会点的位置、与本车间的路程、预计抵达交会点的时间、以及涉及到的其他车辆的速度、距离交会点的路程、预计抵达交会点的时间；所述行车权限分配单元用于根据所述交会点信息，按照预设的安全交会范围，获取行车权限；所述行车权限转交单元用于当所述本车辆驶离所述安全交会范围后，将所述行车权限转交给其他车辆。6.根据权利要求1所述的基于环境感知和多车协同的车载智能控制系统，其特征在于，所述行车控制子系统包括行车方向单元和路线指令单元；所述行车方向单元用于根据所述本车导航路线，生成所述行车方向指令；所述路线指令单元用于根据所述路面状况数据和所述行车权限，生成行车路线指令，所述行车路线指令用于规避所述本车导航路线上的障碍物，以及控制所述本车辆在所述安全交会范围内行驶，以及维持所述本车辆在所述本车导航路线上的正确路线。

技术总结
本发明公开一种基于环境感知和多车协同的车载智能控制系统，涉及自动驾驶控制技术领域，包括导航子系统、环境感知子系统、协同控制子系统和行车控制子系统；导航子系统用于生成本车辆的本车导航路线；协同控制子系统用于当导航路线出现交会点时，按照抵达安全交会范围的顺序标记行车权限；当标记为第一行车权限的车辆驶离安全交会范围或在安全交会范围内停止行驶时，将第一行车权限转交给标记为第二行车权限的车辆；行车控制子系统用于根据本车导航路线、路面状况数据和行车权限控制所述本车辆的自动行驶，且在驶离安全交会范围以及完成避障后，回到本车导航路线上。本发明提高了多个车辆行车交会的安全性、公平性和效率。公平性和效率。公平性和效率。


技术研发人员：魏晓娟 贾猛 张艳 张鹏宇 杨绍清 朱永宽
受保护的技术使用者：河南职业技术学院
技术研发日：2022.03.07
技术公布日：2023/7/6