[發明專利]一種基于可見光通信和ROS的自動駕駛方法及其駕駛系統

在審

• 申請號: 201810177868.7
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108563221A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 吳玉香;陳藝文;關偉鵬;陳藝榮;巫朝政;方良韜
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發明公開了一種基于可見光通信和ROS的自動駕駛方法及其駕駛系統，其中，駕駛系統包括ROS子系統、LED陣列發光子系統和圖像采集子系統。ROS子系統根據消息傳遞的機制，由功能的不同將子系統劃分為各個模塊，各模塊通過讀取和分發消息進行關聯，從而有效地管理軟硬件資源。LED陣列發光子系統包括5×10的LED陣列、ROS發光控制節點以及LED驅動電路。圖像采集子系統包括CMOS圖像傳感器以及ROS圖像處理節點。本發明把可見光通信和ROS系統相結合，有效地管理自動駕駛系統的各個模塊，實現了已處理資源信息的共享使得自動駕駛更安全。

技術領域

本發明涉及可見光通信及無人駕駛的技術領域，具體涉及一種基于可見光通信和ROS的自動駕駛方法及其駕駛系統。

背景技術

近年來，被譽為“綠色照明”的半導體器件LED迅速發展，相比于傳統的白熾燈燈照明光源，LED具有低能耗、壽命長、綠色環保等特點。同時，LED還具有調制性能好、響應靈敏度高、無電磁干擾等優勢，可將信號以人眼無法識別的高頻進行傳輸，且LED發出的光頻段不需要許可授權，可以實現低成本高寬帶且傳輸速率高的無線通訊，因而催生了一門能夠實現照明與通信一體化的技術——可見光通信技術。

ROS是一個強大而靈活的機器人編程框架，從軟件構架的角度說，它是一種基于消息傳遞通信的分布式多進程框架。ROS很早就被機器人行業使用，很多知名的機器人開源庫，比如基于quaternion的坐標轉換、3D點云處理驅動、定位算法SLAM等都是開源貢獻者基于ROS開發的。因為ROS本身是基于消息機制的，開發者可以根據功能把軟件拆分成為各個模塊，每個模塊只是負責讀取和分發消息，模塊間通過消息關聯。

如今，無人駕駛技術正處于各巨頭企業關注并注重研發的時期，無人駕駛是多種技術的集合，包含有環境感知、定位導航、路徑規劃、決策控制這幾個方面。單單是環境感知方面，就要使用到多種傳感器，包括長距雷達、激光雷達、短距雷達、攝像頭、超聲波、GPS、陀螺儀等。每個傳感器在運行時都不斷產生數據，而且系統對每個傳感器產生的數據都有很強的實時處理要求。當數據量增大之后，分配系統資源便成了一個難題。同時，在現有的無人駕駛系統缺乏有效的車車交互，傳統的無人駕駛是利用攝像頭采集得到的圖像并結合其他傳感器識別出其他車輛，計算距離及預測運動都需要大量的復雜計算，當有多輛無人車同時行駛先后經過同一地點時，對周圍環境都是分別獨自識別出基本一樣的環境，信息的利用率也不高。

因此，需要一種安全可靠的系統來進行軟硬件資源的調配，并能夠管理各模塊之間的有效通信，同時需要一種高效的通信方法進行車車交互，實現信息共享，加快建模速度。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中的上述缺陷，提供一種基于可見光通信和ROS的自動駕駛方法及其駕駛系統。

根據公開的實施例，本發明的第一方面公開了一種基于可見光通信和ROS的自動駕駛方法，所述的自動駕駛方法包括下列步驟：

S1、對需要傳輸的信息用二進制數表示，把二進制數進行MPPM調制，調制信號控制小車1前后LED陣列的追蹤圖像序列以一定頻率閃爍，與位于小車1附近的小車2進行通信；

S2、小車2上的CMOS圖像傳感器捕獲到小車1的LED陣列發送的圖像信息，捕獲到的圖像信息經過一定的圖像預處理后，對LED陣列進行追蹤定位；

S3、根據LED陣列在圖像上的大小和位置，小車2計算出其與小車1的相對方位，并對LED燈信號進行解調得到傳輸的信息；

S4、ROS子系統的控制器把上述解調得到傳輸的信息規劃到環境感知層，并和其他傳感器所得到的信息進行整合，為ROS子系統提供關于周圍環境的可處理信息。

進一步地，所述的步驟S1包括以下步驟：

S101、對需要傳輸的信息約定為一系列二進制碼；