[發明專利]一種基于公路虛擬軌道化的無人駕駛技術

有效

• 申請號: 201910074327.6
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109857104B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 唐金金;侯凱文
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

本發明主要提出了一種無人駕駛技術，針對新興的無人駕駛技術領域，通過將無人駕駛汽車系統類比為鐵路系統，設計了一種基于公路虛擬軌道化的無人駕駛技術，進而可為無人駕駛領域的發展提供全新的發展思路。在采用鐵路列車運行調度控制思想的基礎上，將無人駕駛汽車的公路出行場景虛擬軌道化，通過建立統一集成的的無人駕駛汽車運行調度系統，對在公路出行場景下大規模應用的無人駕駛汽車進行組織調度，進而降低無人駕駛汽車發生事故的概率，同時提高公路出行場景下無人駕駛汽車系統的整體運行效率。

技術領域

本發明涉及無人駕駛技術領域，具體涉及基于公路虛擬軌道化的無人駕駛領域。

背景技術

現有的無人駕駛技術主要集中在智能汽車上，即在普通汽車基礎上增加了先進的傳感器(雷達、攝像)、控制器、執行器等裝置，通過車載傳感系統和信息終端實現與人、車、路等的智能信息交換，使汽車具備智能的環境感知能力并能夠自動分析汽車行駛的安全及危險狀態，使汽車依照人的駕駛意愿到達目的地，最終實現替代人來操作的目的。

上述的既有無人駕駛汽車技術主要針對微觀個體層面，即圍繞某輛或某幾輛無人駕駛汽車在某種場景下的應用進行研究，其一是缺少宏觀層面上的綜合控制，對無人駕駛汽車的大規模公路應用缺乏整體的考慮，其二是就有無人駕駛汽車需要海量應用場景用于其學習提升，但是即使如此，一旦出現某些特殊場景依舊會對無人駕駛汽車的運行造成致命的安全隱患。

由于公路交通的弱控性，造成了無人駕駛技術在安全性方面一直難以得到有效推廣，本方法目標是考慮如何將公路交通的弱控性向強控性轉變，因此本方法是考慮采用將公路資源虛擬軌道化技術，從而運用鐵路列車運行調度控制技術實現公路交通的強控性，確保無人駕駛的安全穩定。進一步而言，虛擬軌道設計實質上是將無人駕駛汽車的公路出行場景虛擬軌道化，即轉化為鐵路出行場景，通過將鐵路列車運行調度控制的思想和方法應用到無人駕駛出行領域，進而為無人駕駛在現實交通環境下的實際應用開辟新的發展路徑。

發明內容

通過建立統一集成的無人駕駛汽車運行調度系統，對在公路出行場景下大規模應用的無人駕駛汽車進行組織調度，進而可降低無人駕駛汽車發生事故的概率，進一步保障無人駕駛汽車的出行安全，同時可提高公路出行場景下無人駕駛汽車系統的整體運行效率。

本發明涉及一種基于公路虛擬軌道化的無人駕駛方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一，對公路進行虛擬軌道化；

步驟二，預生成無人駕駛車輛的初始車流路徑，編制無人駕駛車輛的時空軌跡圖；

所述時空軌跡圖是無人駕駛車輛運行的時間與空間關系的圖解，

步驟三，無人駕駛車輛的動態路徑規劃，并實時調整時空軌跡圖。

優選地，虛擬軌道化包括：對公路進行區間分配，述區間分配具體為將一段高速公路區段固定的劃分為若干個等間距的控制區間，相鄰的控制區間位置始終固定且無縫銜接。

優選地，所述控制區間占據長度視各地區情況而定，優選地5m—10m。

優選地，一輛無人駕駛汽車占據一至兩個控制區間，在同一控制區間只準一輛無人駕駛汽車運行。

優選地，控制區間的兩端為虛擬信號機，通過虛擬信號機信息傳輸和信息交互通信實現同一控制區間只準一輛無人駕駛汽車運行。

優選地，虛擬軌道化包括：依據服務區數據，對公路進行節點處理，把服務區虛擬化為鐵路系統中的場站調度節點；所述每兩個調度節點之間的區段稱為控制區段。

優選地，虛擬軌道化包括：對公路進行虛擬道岔設置，所述虛擬道岔設置是將不同車道上相鄰的控制區間以虛擬道岔的形式進行連接，并在連接過程中通過虛擬道岔形成不同車道間的新的控制區間。