一种多体交互式智能行车系统

1.一种多体交互式智能行车系统，利用导航卫星获取车辆的定位参数；
其特征在于，所述智能行车系统包括若干卫星导航子系统、若干道路基站控制子系统、若干车载交互控制子系统、若干车辆运动控制子系统和道路控制中心；
每一个车辆上配备一套所述卫星导航子系统、所述车载交互控制子系统和所述车辆运动控制子系统；
道路被分为若干路段，每一路段配备一套所述道路基站控制子系统；所述道路控制中心用于监控若干所述道路基站控制子系统；
所述卫星导航子系统包括车载卫星导航仪，用于接收来自于所述导航卫星的定位参数以及来自于所述车载交互控制子系统的包含本车运行信息的道路参数，并根据所述定位参数和所述包含本车运行信息的道路参数生成和校准卫星导航信号；
所述车辆运动控制子系统包括车辆运动控制ECU；所述车辆运动控制子系统用于监控车辆的实时运行状态，生成车辆实时运行状态信号；并接受来自于所述车载交互控制子系统的预前车辆控制信号，根据所述车辆实时运行状态信号，生成车辆实时控制策略，对车辆进行实时多体交互式的预前控制；
所述道路基站控制子系统包括道路基站控制塔台、道路基站控制ECU和道路基站控制信号发射天线；所述道路基站控制子系统用于监控道路信息以及来源于在道路中运行的车辆的所述车辆交互控制子系统发出的车辆实时运行信号，生成实时道路三维地图；并将所述实时道路三维地图通过所述道路基站控制信号发射天线传递所述车载交互控制子系统；
所述车载交互控制子系统包括行车雷达、交互导航仪和车辆交互控制ECU；
所述行车雷达用于根据所述车辆交互控制ECU的雷达控制信号扫描前方车辆信息；驾驶员通过所述交互导航仪发送语音命令，并且所述交互导航仪根据所述包含本车运行信息的实时道路参数生成交互导航图，并反馈给驾驶员；所述车辆交互控制ECU用于接收所述卫星导航信号、所述前方车辆的雷达信号、所述车辆实时运行状态信号、所述实时道路三维地图和驾驶员发出的所述语音命令，生成所述包含本车运行信息的道路参数、所述雷达控制信号、所述预前车辆控制信号和所述实时运行信号。
2.如权利要求1所述的多体交互式智能行车系统，其中，所述卫星导航仪包括车载卫星导航仪ECU、车载卫星导航仪显示器和车载卫星导航仪语音器，所述车载卫星导航仪ECU用于生成和校准所述卫星导航信号，所述卫星导航信号通过卫星导航仪显示器显示；并且所述车载卫星导航仪还生成语音导航信号，所述语音导航信号通过所述卫星导航仪语音器播放。
3.如权利要求1所述的多体交互式智能行车系统，其中，所述车辆运动控制子系统还包括车辆传感器；所述车辆传感器用于收集车辆的实时运行状态。
4.如权利要求1所述的多体交互式智能行车系统，其中，所述车辆实时运行状态信号包括车辆加速度信号、车辆速度信号和车辆横摆角速度信号。
5.如权利要求1所述的多体交互式智能行车系统，其中，所述道路基站控制子系统还包括道路车辆信息射频识别感应装置、道路雷达和摄像头。
6.如权利要求5所述的多体交互式智能行车系统，其中，所述车载交互控制子系统还包括车辆结构参数信息射频识别芯片。
7.如权利要求6所述的多体交互式智能行车系统，其中，所述道路车辆信息射频识别感应装置用于感应车辆内置的所述车辆结构参数信息射频识别芯片所发出的车辆结构参数射频信号。
8.如权利要求5所述的多体交互式智能行车系统，其中，所述道路雷达用于获得的关于道路上车辆、行人的实时道路雷达信号；所述摄像头用于获道路的实时图片。
9.如权利要求1所述的多体交互式智能行车系统，其中，所述交互导航仪包括交互导航仪ECU、交互导航仪显示器和交互导航仪语音器；所述交互导航仪ECU用于生成交互导航图，所述交互导航图通过所述交互导航仪显示器显示；并且所述交互导航仪还生成道路信息语音信号，所述道路信息语音信号通过所述交互导航仪语音器播放。
10.如权利要求1所述的多体交互式智能行车系统，其中，各个路段的所述道路基站控制子系统之间的信息通过所述道路控制中心互相传递。

一种多体交互式智能行车系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及智能行车系统，尤其涉及一种多体交互式智能行车系统。\n背景技术\n[0002] 先进的驾驶辅助系统在过去十几年间得到了巨大的发展，大大提高了驾驶安全性。随着通信技术、集成控制技术、数字时代的大发展，智能行车系统由于其在提高驾驶安全性的同时，能够提高驾驶舒适性、提升驾驶乐趣，满足人们智能出行的需要越来越受到人们的重视。基本原理是通过对车辆前方行驶环境的检测跟踪，为车辆提供一个实时的预前量，通过车辆的集成控制器实现一个有预判的辅助驾驶功能。\n[0003] 当前国内外智能行车系统都采用车载检测系统，如车载微波雷达、激光雷达、光学摄像机等检测设备，通过障碍物识别、图像识别等技术，实现对车辆前方路况的判断，从而实现智能辅助驾驶，但由于激光雷达、光学摄像机等需要很高的速度，因此往往价格不菲，大大提高了单车成本；同时由于处于动态运行的车辆中，随着环境不停地改变，系统受环境变化影响非常大，稳定性不高。就车载智能导航来说，当前主要有自适应巡航系统（ACC：\nAdaptive Cruise Control）和合作自适应巡航系统（CACC：Cooperate Adaptive Cruise Control）两大类智能驾驶系统。\n[0004] 例如第七代A6L的AI智能行车系统即采用了ACC系统模式，AI系统由一套摄像头、微波雷达、超声波雷达构成的感知机构构成，它通过集成多种传感器实现了全程无忧的驾驶体验，AI系统最大限度的介入到日常的行车中，使驾驶员在复杂的路况下更轻松，能够有效地避免事故以及降低事故带来的危害。CACC系统相比ACC来说，增加了一个双车通讯控制器，可以实现车车交互式的智能巡航控制，由于依然采用车载检测系统，成本依然很高，全局导航性依然有限。\n[0005] 随着现代科技的发展和汽车在人们日常生活中的普及，出现了3G智能行车服务系统。3G智能行车服务系统除了GPS、车载电话等基本功能之外，还可实现实时资讯检索、资讯娱乐内容个性定制、海量拓展程序、实时路况导航、一键式信息服务、电子导游、SNS（Social Networking Services）车友社群和车载移动通讯功能。其依托网络提高了服务性，提供了信息驾驶的享受，但无法提供自适应巡航的功能，不具备智能导航功能。\n[0006] 因此，本领域的技术人员致力于开发一种多体交互式智能行车系统，实现了卫星定位导航、车辆的实时多体交互式高精度预前控制；路段全景运行图实时传递、道路与人的交互、多车间的交互以及道路多基站交互；实现道路、车与人三者之间的交互。\n发明内容\n[0007] 有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种多体交互式智能行车系统。\n[0008] 为实现上述目的，本发明提供了一种多体交互式智能行车系统，利用导航卫星控制车辆的行驶；\n[0009] 其特征在于，所述智能行车系统包括若干卫星导航子系统、若干道路基站控制子系统、若干车载交互控制子系统、若干车辆运动控制子系统和道路控制中心；\n[0010] 每一个车辆上配备一套所述卫星导航子系统、所述车载交互控制子系统和所述车辆运动控制子系统；\n[0011] 道路被分为若干路段，每一路段配备一套所述道路基站控制子系统；所述道路控制中心用于监控若干所述道路基站控制子系统；\n[0012] 所述卫星导航子系统包括车载卫星导航仪，用于接收来自于所述导航卫星的定位参数以及来自于所述车载交互控制子系统的包含本车运行信息的道路参数，并根据所述定位参数和所述包含本车运行信息的道路参数生成和校准卫星导航信号；\n[0013] 所述车辆运动控制子系统包括车辆运动控制ECU（Electronic Control Unit）；\n所述车辆运动控制子系统用于监控车辆的实时运行状态，生成车辆实时运动状态信号；并接受来自于所述车载交互控制子系统的预前车辆控制信号，根据所述车辆实时运行状态信号，生成车辆实时控制策略，对车辆进行实时多体交互式的预前控制；\n[0014] 所述道路基站控制子系统包括道路基站控制塔台、道路基站控制ECU和道路基站控制信号发射天线；所述道路基站控制子系统用于监控道路信息以及来源于在道路中运行的车辆的所述车辆交互控制子系统发车的车辆实时运行信号，生成实时道路三维地图；并将所述实时道路三维地图通过所述道路基站控制信号发射天线传递所述车载交互控制子系统；\n[0015] 所述车载交互控制子系统包括行车雷达、交互导航仪和车辆运动控制ECU；所述行车雷达用于根据所述车辆运动控制ECU的雷达控制信号扫描前方车辆的雷达信号；驾驶员通过所述交互导航仪发送语音命令，并且所述交互导航仪根据所述包含本车运行信息的实时道路参数生成交互导航图，并反馈给驾驶员；所述车辆运动控制ECU用于接收所述卫星导航信号、所述前方车辆的雷达信号、所述车辆实时运动状态信号、所述实时道路三维地图和驾驶员发出的所述语音命令，生成所述包含本车运行信息的道路参数、所述雷达控制信号、所述预前车辆控制信号和所述实时运行信号。\n[0016] 进一步地，所述卫星导航仪包括车载卫星导航仪ECU、车载卫星导航仪显示器和车载卫星导航仪语音器，所述车载卫星导航仪ECU用于生成和校准所述卫星导航信号，所述卫星导航信号通过卫星导航仪显示器显示；并且所述车载卫星导航仪还生成语音导航信号，所述语音导航信号通过所述卫星导航仪语音器播放。\n[0017] 进一步地，所述车辆运动控制子系统还包括车辆传感器；所述车辆传感器用于收集车辆的实时运行状态。\n[0018] 进一步地，所述车辆实时运动状态信号包括车辆加速度信号、车辆速度信号和车辆横摆角速度信号。\n[0019] 进一步地，所述道路基站控制子系统还包括道路车辆信息射频识别感应装置、道路雷达和摄像头。\n[0020] 进一步地，所述车载交互控制子系统还包括车辆结构参数信息射频识别芯片。\n[0021] 进一步地，所述道路车辆信息射频识别感应装置用于感应车辆内置的所述车辆结构参数信息射频识别芯片所发出的车辆结构参数射频信号。\n[0022] 进一步地，所述道路雷达用于获得的关于道路上车辆、行人的实时道路雷达信号；\n所述摄像头用于获道路的实时图片。\n[0023] 进一步地，所述交互导航仪包括交互导航仪ECU、交互导航仪显示器和交互导航仪语音器；所述交互导航仪ECU用于生成交互导航图，所述交互导航图通过所述交互导航仪显示器显示；并且所述交互导航仪还生成道路信息语音信号，所述道路信息语音信号通过所述交互导航仪语音器播放。\n[0024] 进一步地，各个路段的所述道路基站控制子系统之间的信息通过所述道路控制中心互相传递。\n[0025] 本发明的一种多体交互式智能系统：\n[0026] 1、将道路分段数字化，在道路沿线布置了道路摄像头、道路雷达以及车辆信息感应装置，通过道路基站实现对此路段的实时监控和控制，可以实现对路段中所有车辆的协调控制，从而提高道路安全性、容纳能力以及流畅性。\n[0027] 2、实现了道路中心与道路沿线基站的通信，全面的了解控制整个路网，实现路与路的交互，提高道路控制性、预前响应性，提高路网调度能力与导航准确性。\n[0028] 3、将道路基站化，通过与车载交互中心的通信，不仅可以实现道路与车的交互控制，还可以实现车与车的交互控制，在降低单个车辆成本的同时大幅度提高车辆间的协调控制与智能导航。\n[0029] 4、通过道路基站对整个车流的控制，可以实现车辆间协同控制以及单个车辆的预前控制，提高车辆的行驶安全性、操控性能与经济性。通过道路、车与人三者之间的交互，提高了道路安全性、智能性和车辆行驶智能性、经济性。\n[0030] 以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。\n附图说明\n[0031] 图1是本发明的一种多体交互式智能行车系统的结构示意图；\n[0032] 图2是本发明的一种多体交互式智能行车系统的一个较佳实施例的结构示意图；\n[0033] 图3是本发明的一种多体交互式智能行车系统的信号控制示意图。\n具体实施方式\n[0034] 下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。\n[0035] 如图1、图2和图3所示，一种多体交互式智能行车系统，包括若干卫星导航子系统\n1、若干道路基站控制子系统2、若干车载交互控制子系统3、若干车辆运动控制子系统4和道路控制中心5。智能行车系统中的车辆通过导航卫星6获得定位参数。每一个车辆上配备一套卫星导航子系统、车载交互控制子系统和车辆运动控制子系统；并且，道路被分为若干段，每一段配备一套道路基站控制子系统，道路控制中心用于监控若干道路基站控制子系统。\n[0036] 其中，卫星导航子系统1包括车载卫星导航仪7，卫星导航仪7包括车载卫星导航仪ECU8、车载卫星导航仪显示器9和车载卫星导航仪语音器10；\n[0037] 道路基站控制子系统2包括道路基站控制塔台11，道路基站控制ECU12,道路基站控制信号发射天线13、位于道路沿线的道路摄像头14、道路雷达15和道路车辆信息射频识别感应装置16；\n[0038] 车载交互控制子系统3包括车辆内置的车辆结构参数信息射频识别芯片17、车载交互控制ECU18、车载行车雷达19和交互导航仪20，交互导航仪20包括交互导航仪ECU21、交互导航仪显示器22和交互导航仪语音器23；\n[0039] 车辆运动控制子系统4包括车辆运动控制ECU24、发动机控制器25、刹车控制器\n26、转向控制器27和车辆传感器。\n[0040] 车载交互控制ECU18还分别通过控制信号与道路基站控制ECU12、车载卫星导航仪ECU8、交互导航仪ECU21、车辆运动控制ECU24相连。\n[0041] 本发明的多体交互式智能行车系统在不同的情况下是按照不同的方式来完成道路、车与人三者之间的交互控制的，具体如图2和图3所示：\n[0042] 1）一辆车辆的交互控制：\n[0043] A）当车辆在无道路基站控制路段行驶时：\n[0044] 车载卫星导航仪7接收来自导航卫星6的定位参数28，经过车载卫星导航仪ECU8，车载卫星导航仪ECU8结合内置的卫星地图，生成卫星导航信号29和语音导航信号\n30；一方面通过卫星导航仪显示器9将卫星导航信号29传递给驾驶员，通过卫星导航仪语音器10传递给驾驶员语音导航信号30；另一方面将卫星导航信号29传递给车载交互控制ECU18，车载交互控制ECU18结合行车雷达19获得的前方车辆雷达信号31传递给车辆运动控制ECU18，同时车载交互控制ECU18可通过雷达控制信号50实时的控制车载雷达19扫描前方车辆信息，实现低精度卫星导航功能；\n[0045] B）当车辆进入具有道路基站控制的路段时：\n[0046] 道路基站控制子系统2中的道路车辆信息射频识别感应装置16将感应到的车辆内置的车辆结构参数信息射频识别芯片17所发出的车辆结构参数射频信号33传递给道路基站控制ECU12；道路基站控制ECU12将内置的本路段高精度参数化的道路三维地图34上载到车载交互控制ECU18；车载交互控制ECU18一方面将高精度道路参数35传递给车载卫星导航仪ECU8，车载卫星导航仪ECU8结合高精度道路参数35校准卫星定位参数28，生成新的卫星导航信息29；另一方面将高精度道路参数35上传到交互导航仪ECU21，生成交互导航图，从而实现车载交互控制ECU18和交互导航仪ECU21此路段信息的底层地图重构；\n[0047] C）当车辆在具有道路基站控制的路段运行过程中：\n[0048] 将车辆结构参数射频信号33、道路雷达获得的关于道路上车辆和行人的实时道路雷达信号36、摄像头获得的道路实时图片37、本路段其他车辆传递给道路基站控制ECU的其他车辆实时运行信号38传递给道路基站控制ECU12，道路基站控制ECU12根据上述信号结合内部底层道路三维地图生成具有动态车辆信息、行人信息的新道路三维地图34传递给车载交互控制ECU18；车载交互控制ECU18结合卫星导航信息29、行车雷达信号31、新道路三维地图信息34、本车运行状态信号39和驾驶员的语音命令40，一方面生成包含本车运行信息的实时道路参数35传递给交互导航仪ECU21，交互导航仪ECU21生成交互导航图41通过交互导航仪显示器22将道路信息呈现给驾驶员、生成道路信息语音信号42通过交互导航仪语音器23传递给驾驶员，从而实现本车本路段的全景运行图实时传递，实现道路与人的交互；另一方面，车载交互控制ECU18生成预前车辆控制信号32传递给车辆运动控制ECU24，车辆运动控制ECU24结合预前车辆控制信号32、车载传感器获得的车辆加速度信号\n43、车辆速度信号44、车辆横摆角速度信号45结合内部车辆控制策略图生成车辆实时控制策略，通过发动机控制信号46、刹车控制信号47和转向控制信号48分别控制发动机控制器\n25、刹车控制器26、转向控制器27，实现整个车辆的实时多体交互式高精度预前控制；\n[0049] 2）同路段的多车交互控制：\n[0050] 车辆a的车载行车雷达19将实时雷达信号31传递给道路基站控制ECU12，道路基站控制ECU12根据a车辆结构参数射频信号33-a、b车辆结构参数射频信号33-b、道路雷达15获得的关于道路上车辆和行人的实时雷达信号36、道路摄像头14获得的道路实时图片37、a车辆传递给道路基站控制ECU12的a车实时运行信号49-a、b车辆传递给道路基站控制ECU12的b车实时运行信号49-b，结合车辆a的车载行车雷达19-a获得的前方b车实时雷达信号31生成一个多车指导性的跟随行驶策略，通过道路基站控制信号发射天线13分别传递给a车车载交互控制ECU18-a和b车车载交互控制ECU18-b，a车车载交互控制ECU18-a结合上述跟随行驶策略、a车卫星导航信息29-a、a车运行状态信号39-a，通过a车车辆运动控制ECU24-a实现对a车运动状态的控制；b车车载交互控制ECU18-b结合上述跟随行驶策略、b车卫星导航信息29-b、b车运行状态信号39-b，通过b车车辆运动控制ECU24-b实现对b车运动状态的控制，由此实现同路段中多车交互控制；\n[0051] 3）多路段的车辆交互控制，在本实施例中，包括路段A和路段B。路段A的道路基站控制子系统2-A包括道路基站控制塔台11-A、道路基站控制信号发射天线13-A、位于道路沿线的道路摄像头14-A、道路雷达15-A和道路车辆信息射频识别感应装置16-A；路段B的道路基站控制子系统2-B包括道路基站控制塔台11-B、道路基站控制信号发射天线\n13-B、位于道路沿线的道路摄像头14-B、道路雷达15-B和道路车辆信息射频识别感应装置\n16-B；\n[0052] A）若道路基站b控制的路段B出现故障出现无法通行和拥堵状况时：\n[0053] 此道路基站B将此道路信息传递给道路控制中心5，道路控制中心5将此信息传递给道路沿线其他道路基站，从而保证其他路段的车辆可以提前获知前方道路的实时信息，提前采取措施，选择新路线避过障碍区；\n[0054] B）当车辆进入道路基站B控制的路段B还未驶出道路基站A控制的路段A时：\n[0055] 道路车辆信息射频识别感应装置16-B将感应到的车辆内置的车辆结构参数信息射频识别芯片17所发出的车辆结构参数射频信号33传递给道路基站B控制ECU12-B，道路基站B控制ECU12-B将内置的B路段高精度参数化的道路三维地图34上载到车载交互控制ECU18，同时道路基站B向道路基站A发出确认信号；当车辆即将驶出道路基站A控制路段时，道路基站A向道路基站B发出信号，道路基站B开始对车进行控制，车载交互控制ECU18一方面将B道路参数29传递给车载卫星导航仪ECU8，车载卫星导航仪ECU8结合高精度道路参数29校准卫星定位参数28，生成新的卫星导航信息29；另一方面将高精度的三维地图35上传到交互导航仪ECU21，然后删除车载交互控制ECU18中的A路段信息的底层地图，从而实现车载交互控制ECU18和交互导航仪ECU21中的B路段信息的底层地图重构。\n[0056] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。