才能起到相應的效果。通過此設置， 使"虛擬軌道"除了具備導引與控制功能外，還能夠識別車輛所處位置。將"虛擬軌道"與 RFID結點W及遠端系統實現互聯，數據便可W通過有線網絡進行傳遞，運樣對改善道路通 信環境大有禪益。
[0064] 本方案還可W將車輛之間距離的獲取與道路拓撲圖的構建分離開，即系統僅用于 構建道路拓撲圖，而通過在無人駕駛車輛上安裝諸如雷達探測器，聲響探測器等裝置實現 獲取與前車的距離。在能夠保證探測精度的前提下，RFID結點與車輛之間便無需傳遞車輛 距離信息，對系統而言無疑又是一種簡化，降低數據量的處理。
[0065] 車輛保持直線行駛時，若采用基于通信的移動閉塞技術進行車距探測的話，那么 路邊RFID結點不發送關于方向的信息，數據包中只有當前車輛與前面車輛之間的距離信 息;若采用在車輛上安裝探測器，那此時不需要發送任何數據包信息，即可完成車輛的行駛 狀態監管。最后，當前車輛將車間距信息與此時的車速、路面狀況(干燥、潮濕等導致摩擦因 數發生改變)等共同輸入車載計算機中，車載計算機根據事先編制的算法來判斷車輛該如 何行駛。如圖3所示，為制動管理算法的示意圖，將當前車輛與前方車輛的實時間距Cb與當 前車輛的安全距離和最大停車距離之和山進行比較;若di-cb含0，則按當前行駛狀態行駛； 若di-cb>0，則對車輛實施制動。
[0066] 本實例中，對于事先編制的算法具體為：
[0067] 車輛的自動控制方法是無人駕駛的核屯、所在，運里只考慮最簡單最基本的動力學 模型。如前文所述，在車輛進行直線行駛時，兩個重要的實時參數是：當前車輛與前方車輛 的實時間距Cb與當前車輛的安全距離和最大停車距離之和di，而對于di又可細分為安全距 離山〇與當前行駛速度下的最大停車距離dll,即山=山0+山1。其中dio是一個常量，取決于系統 初始確定的安全等級，顯然山〇越大，相對來說車輛碰撞概率越低，但相應的行車效率也會降 低。dll是需要我們通過實時數據采集進行計算的。在最簡單的情形下，dll只與道路的摩擦 因數y與車輛的實時速度v(t)有關，即：
[0069] 表達式中的dii(t)表明運個最大停車距離是一個實時量，運是顯然的，g表示當前 區域的重力加速度的值。其中車輛的實時速度v(t)是通過車輛自身的速度傳感器獲取的， 而道路的摩擦因數y則來源于周期性的實際道路統計與測量，即區域的路面物理狀態需要 進行事先采集，分別在晴天，雨天，雪天對其摩擦因數進行測量，假設分別為^、42、43，若考 慮路面磨損導致的摩擦因數下降，還需在W年為單位的時間內進行測量，運里略去運個過 程。運樣，系統根據當時的天氣情況對y作合理的選擇：
[0070] V = Vehicle speedO；
[0071 ] if(sunny)
[0072] ]i=]il ；
[0073] elseif(rainy)
[0074] y=收 [0(J75] else
[0076] ]i=]i3；
[0077] dll= (V -2)/(2*g*]i);
[0078] 通過運樣的方法獲得最大停車距離dll后，繼而可獲得當前車輛的安全距離和最大 停車距離之和山，從而執行原來的制動管理算法。
[0079] 本方案中，由于考慮到，道路車輛密度遠高于軌道交通，如果還將運種計算分配給 某指揮中屯、來做，其負荷過大，運樣一旦遇到車輛行駛高峰，即某區域短時間段內車輛密度 過大，會導致系統崩潰，因此，本方案將基于通信的移動閉塞技術直接加載在車輛上，極大 的降低車地通信的數據量，保持車地通信網負載平衡。運樣也極大的簡化MAC層的協議設 計，使設備復雜度進一步降低。
[0080] 當車輛臨近十字路口的時候，運時候路邊RFID結點根據車輛的ID查詢相應的路由 數據庫，獲取該車輛的行駛路線信息，然后根據此時的位置給出車輛應該選擇哪條道路繼 續行駛。
[0081] 如圖5所示，行車路段上的車輛與設置在路段上的通信設備進行數據通信，例如監 控攝像頭、RFID系統等通信設備將車輛位置、速度和目的地等信息發送至區域服務器，區域 服務器將其轄區內的節點信息上傳給上一級的中央服務器，中央服務器基于獲取得到的信 息，進行分析，生成車輛行駛方案決策，并發送至區域服務器，區域服務器再通過其轄區內 的通信設備將車輛的行駛方案廣播給與其相對應的各車輛。其中，中央服務器將其管轄區 域內的XXY平方千米內所分布的通信設備所提供的全景信息，編碼成數字信號，用W制定 車輛行駛方案。中央服務器的車輛行駛方案制定的方法是將每個車輛W及路面障礙物(如 行人，不動設施等)抽象為一個節點，由通信設備手機該節點的信息(包括位置，車輛的目的 地信息等)經由有線或者無線網絡上傳至中央服務器，用W生成該服務器轄區內的全景圖， 然后利用決策算法產生車輛行駛方案。
[0082] 顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對 本發明的實施方式的限定，對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可 W做出其它不同形式的變化或變動，運里無法對所有的實施方式予W窮舉，凡是屬于本發 明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。
【主權項】
1. 一種基于虛擬軌道和移動閉塞技術的無人駕駛方法，其特征在于，該方法的步驟包 括： 51、 構建無人駕駛車輛的虛擬軌道； 52、 獲取當前車輛與前方車輛的安全距離； 53、 基于當前車輛與前方車輛的實際間距與安全距離和最大停車距離之和的比較，對 當前車輛進行行駛控制。2. 根據權利要求1所述的無人駕駛方法，其特征在于，所述步驟S1包括： 511、 利用物理牽引或無線傳感網絡的方式對車輛進行驅動操控； 512、 基于路由拓撲結構，建立無人駕駛車輛運行道路的拓撲圖； 513、 確定無人駕駛車輛運行道路的拓撲圖中，車輛起始點至終點的最優路徑。3. 根據權利要求1所述的無人駕駛方法，其特征在于，所述步驟S2中通過基于通信的移 動閉塞或在車輛上設置探測裝置，獲取當前車輛和前方車輛的安全距離。4. 根據權利要求1所述的無人駕駛方法，其特征在于，所述步驟S3包括： 531、 實時獲取當前車輛的位置信息； 532、 將當前車輛與前方車輛的實時間距山與當前車輛的安全距離和最大停車距離之和 cU進行比較;若cb-dPO,則按當前行駛狀態行駛;若cU-cbX)，則對車輛實施制動。5. 根據權利要求4所述的無人駕駛方法，其特征在于，利用GPS系統與RFID系統相結合 實時獲取當前車輛的位置信息。6. -種基于虛擬軌道和移動閉塞技術的無人駕駛系統，其特征在于，該系統包括： 虛擬軌道構建單元，基于物理牽引或無線傳感網絡，構建無人駕駛車輛的虛擬軌道； 安全距離獲取單元，基于通信的移動閉塞，獲取當前車輛與前方車輛的安全距離； 行駛方案規劃單元，基于當前車輛與前方車輛的實際間距與安全距離和最大停車距離 之和的比較，對當前車輛進行行駛控制。7. 根據權利要求6所述的無人駕駛系統，其特征在于，所述虛擬軌道構建單元包括： 道路拓撲圖構建模塊，基于路由拓撲結構，建立無人駕駛車輛運行道路的拓撲圖； 最優路徑確定模塊，基于最優路徑算法，確定無人駕駛車輛運行道路的拓撲圖中，車輛 起始點至終點的最優路徑。8. 根據權利要求6所述的無人駕駛系統，其特征在于，所述行駛方案規劃單元包括： GPS定位模塊，基于GPS系統和RFID系統對當前車輛的位置進行實時定位； 制動管理模塊，將當前車輛與前方車輛的實時間距辦與當前車輛的安全距離和最大停 車距離之和cU進行比較;若cU-cb^)，則按當前行駛狀態行駛;若cU-cbX)，則對車輛實施制 動。9. 根據權利要求8所述的無人駕駛系統，其特征在于，所述行駛方案規劃單元進一步包 括： 環境參數獲取模塊，獲取外部設備提供的環境參數信息； 綜合方案規劃模塊，基于當前車輛的車速、環境參數信息和制動管理模塊的制動方案， 實時的綜合分析，提供出車輛的當前行駛方案。10. 根據權利要求6所述的無人駕駛系統，其特征在于，該系統進一步包括:基于用戶控 制指令進行無人駕駛啟動/關閉的切換模塊。
【專利摘要】本發明公開了一種基于虛擬軌道和移動閉塞技術的無人駕駛方法，該方法的步驟包括：構建無人駕駛車輛的虛擬軌道S1、獲取當前車輛與前方車輛的安全距離S2和基于當前車輛與前方車輛的實際間距與安全距離和最大停車距離之和的比較，對當前車輛進行行駛控制S3。本方案將“虛擬軌道”和基于通信的移動閉塞技術引入道路無人駕駛系統，可以有效地應對在道路車輛行駛過程中出現的各種隨機現象，使得原本雜亂無章的行車模式變得有矩可循，大大降低了系統設計的復雜度和無人駕駛車輛的成本。
【IPC分類】G08G1/0967, B60T7/12, B60W30/095, G08G1/16
【公開號】CN105644559
【申請號】
【發明人】艾渤, 張煜, 鐘章隊, 熊磊, 鄭偉, 馬慧茹
【申請人】北京交通大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年2月2日