[發明專利]一種具備遠程信息傳輸及定位功能的路況識別避障車

在審

• 申請號: 202011371602.X
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112363490A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 盧繼華;夏兆宇;馮立輝;辛喆;陳佩雨;武祎;高瑞雪;韓航程;劉春博
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G05D1/00
• 分類號: G05D1/00;G05D1/02;H04W4/024;H04W4/40;H04N7/18;G08B21/24;G08B7/06;B62D63/02;B62D63/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種具備遠程信息傳輸及定位功能的路況識別避障車，其特征在于：包括：主控中心模塊、導航模塊、路況識別模塊、車輛行駛模塊、信息播報模塊、信息傳輸模塊、電源模塊、緊急模塊、遠程控制單元以及控制面板；

電源模塊包括蓄電池、太陽能充電單元以及備用電源；導航模塊包括地圖存儲單元以及GPS單元；信息傳輸模塊包括5G傳輸單元、4G傳輸單元以及無線信號收發子模塊；路況識別模塊包括視頻拍攝子模塊、圖像存儲單元以及信息處理子模塊；視頻拍攝子模塊數量為n個，每一個視頻拍攝子模塊單獨進行視頻或圖像的拍攝；車輛行駛模塊包括處理器單元、驅動子模塊、照明子模塊、轉向子模塊以及制動子模塊；驅動子模塊的數量為k個；制動子模塊的數量為m個；照明子模塊的數量為p個；信息播報模塊包括蜂鳴器、警示燈以及語音播報單元；緊急模塊包括緊急處理單元以及緊急保護單元；

所述路況識別避障車中各模塊與單元的連接關系如下：

電源模塊與主控中心模塊、導航模塊、路況識別模塊、車輛行駛模塊、信息播報模塊、信息傳輸模塊、緊急模塊、遠程控制單元以及控制面板相連；主控中心模塊與導航模塊、路況識別模塊、車輛行駛模塊、信息播報模塊、信息傳輸模塊、電源模塊、緊急模塊、遠程控制單元以及控制面板相連；路況識別模塊中的視頻拍攝子模塊與圖像存儲單元相連，圖像存儲單元與信息處理子模塊相連；信息處理子模塊與主控中心模塊相連；信息傳輸模塊中，5G傳輸單元、4G傳輸單元和無線信號收發子模塊相連；緊急模塊中的緊急處理單元和緊急保護單元相連，同時連接到控制面板上的緊急按鈕；信息播報單元中的蜂鳴器、警示燈以及語音播報單元分別獨立與主控中心模塊相連；

導航模塊中GPS單元和地圖存儲單元相連，車輛行駛模塊中驅動子模塊、照明子模塊、轉向子模塊以及制動子模塊分別獨立，并與處理器單元相連，處理器單元與主控中心模塊相連；控制面板中的緊急按鈕分別與緊急模塊以及主控中心模塊相連；電源模塊中太陽能充電單元和蓄電池相連；

所述路況識別避障車中各模塊的功能如下：

遠程控制單元與信息傳輸模塊中的無線信號收發子模塊通信實時得到使用者所在地以及周圍的情況；家屬通過遠程控制單元向主控中心模塊下達指令，隨后由主控中心模塊根據指令對其他模塊進行調控；遠程控制單元在接收到緊急信息警告向家屬和警方發出警示，并與警方共享位置信息和實時圖像信息；

車輛行駛模塊接收主控中心模塊指令，處理器單元根據指令進行如下操作：

1)處理器單元接收到行進指令后，則使能驅動子模塊工作，帶動避障車行進；

2)處理器單元接收到補光指令后，啟動照明子模塊對環境進行照明補光；

3)處理器單元接收到轉向指令后，啟動轉向子模塊改變避障車行進方向；

4)處理器單元接收到剎車或緊急情況指令后，啟動制動子模塊使避障車減速；

GPS模塊中GPS單元根據接收到的GPS信號與地圖存儲單元中的地圖進行對比確定使用者所在的具體位置并傳輸至主控中心模塊，主控中心模塊再將接收到的“使用者所在的具體位置”傳輸到無線信號收發子模塊，最終上傳到遠程控制單元；

視頻拍攝子模塊用于實時拍攝避障車周圍的環境；圖像處理子模塊將拍攝到的圖像經過拼接、去糊以及去噪處理后傳輸到主控中心模塊；主控中心模塊對圖像信息進行減幀，壓縮處理后存儲到圖像存儲單元，當遠程控制單元需要查看實時圖像或在緊急模式時，主控中心模塊調用圖像存儲單元內的圖像信息，經由信息傳輸模塊上傳到遠程控制單元；

無線信號收發子模塊接收主控中心模塊的信息，再將接收到的信息上傳到遠程控制單元；4G傳輸單元用于信息傳輸量小且速率要求不高情況下的信息傳輸；5G傳輸單元用于信息傳輸量大、速率要求高或以及緊急模式下快速上傳主控中心模塊傳輸來的信息給遠程控制單元；

緊急模塊針對接收到主控中心模塊的緊急信息進行處理；緊急處理單元處理信息判斷緊急情況類別；緊急保護單元則會根據緊急情況的類別進行決策，向主控中心模塊下達進一步行動指令；

信息播報模塊接收主控中心模塊的指令，進行如下操作：

1)信息播報模塊接收到語音播報指令后，語音播報單元按指令播報對應信息；

2)信息播報模塊接收到蜂鳴器警示指令后，蜂鳴器鳴響；

3)信息播報模塊接收到警示燈閃爍指令后，警示燈按指令閃爍或常亮；

所述避障車的工作模式包括預設目的地模式、使用者自定義路線模式以及緊急模式；

其中，預設目的地模式、使用者自定義路線模式為日常工作模式；

預設目的地模式，包括如下步驟：

步驟一：使用前避障車自檢，若出現異常情況，則主控中心模塊通過信息傳輸模塊將避障車自檢異常情況傳至遠程控制單元，并啟動信息播報模塊中的語音播報子模塊提醒使用者避障車出現故障；若無異常情況，使用者通過控制面板或家屬通過遠程控制單元輸入預設信息，并開啟信息傳輸模塊，主控中心模塊每隔周期T3查詢是否接收到緊急信息，若收到緊急信息則啟動緊急模式；否則進行如下步驟：

其中，預設信息包括但不限于常用路線、途徑地、出門時間和返回時間，由遠程控制單元或控制面板的語音輸入或鍵盤輸入；

步驟二：導航模塊接收預設信息，基于預存地圖規劃路線，通過信息傳輸模塊將規劃路線和預設信息上傳至遠程控制單元，并通過遠程控制單元告知家屬使用者出行信息；

步驟三：車輛行駛模塊依據步驟二輸出的規劃路線驅動子模塊工作，驅動避障車前行，與此同時，GPS單元、信息傳輸模塊、路況識別模塊及主控中心模塊工作；

步驟四：GPS單元實時定位，信息傳輸模塊將實時采集的定位信息傳至遠程控制單元；

步驟五：路況識別模塊通過視頻拍攝子模塊采集路況信息并由信息處理子模塊處理，得出路況信息傳輸至主控中心模塊；主控中心模塊接收路況識別模塊傳來的圖像信息，進行壓縮、減幀并存儲入圖像存儲單元，同時根據路況信息進行對應操作；

根據路況信息進行對應操作，具體為：

五.A主控中心模塊檢測到正常路況，返回步驟四；

五.B主控中心模塊檢測到低光強路況，向照明子模塊下達補光指令開啟燈光，返回步驟四；

五.C主控中心模塊檢測到緊急路況，傳輸避障指令給車輛行駛模塊規避障礙，同時將此緊急路況信息傳至緊急模塊，跳至步驟六；

步驟六：緊急模塊中緊急保護單元向主控中心模塊下達指令，使信息播報模塊的警示燈閃爍，語音播報單元語音提醒使用者行駛方向以及速度改變，幫助使用者操控避障車，避開障礙后返回步驟四；

其中，使用者自定義路線模式如下：

步驟1：使用前避障車自檢，若出現異常情況，則主控中心模塊通過信息傳輸模塊將避障車自檢異常情況傳至遠程控制單元，并啟動信息播報模塊中的語音播報子模塊提醒使用者避障車出現故障；若無異常情況，使用者通過控制面板輸入預設信息，并開啟信息傳輸模塊，主控中心模塊每隔周期T4查詢是否接收到緊急信息；

若收到緊急信息則啟動緊急模式；否則進行如下步驟：

步驟2：導航模塊接收預設信息，基于預存地圖規劃路線，通過信息傳輸模塊將規劃路線和預設信息上傳至遠程控制單元，并通過遠程控制單元告知家屬使用者出行信息；

步驟3：車輛行駛模塊依據步驟2輸出的規劃路線驅動子模塊工作，驅動避障車前行，與此同時，GPS單元、信息傳輸模塊、路況識別模塊及主控中心模塊工作；

步驟4：GPS單元實時定位，信息傳輸模塊將實時采集的定位信息傳至遠程控制單元；

步驟5：路況識別模塊通過視頻拍攝子模塊采集路況信息并由信息處理子模塊處理，得出路況信息傳輸至主控中心模塊；主控中心模塊接收路況識別模塊傳來的圖像信息，進行壓縮、減幀并存儲入圖像存儲單元，同時根據路況信息進行對應操作；

其中，信息處理子模塊的處理包括但不限于拼接、去糊以及去噪；路況信息包括正常路況、低光強路況以及緊急路況，緊急路況包括但不限于路面坑洞、路面結冰、路面濕滑以及前方障礙；

根據路況信息進行對應操作，具體為：

5.A主控中心模塊檢測到正常路況，返回步驟4；

5.B主控中心模塊檢測到低光強路況，向照明子模塊下達補光指令開啟燈光，返回步驟4；

5.C主控中心模塊檢測到緊急路況，傳輸避障指令給車輛行駛模塊規避障礙，同時將此緊急路況信息傳至緊急模塊，跳至步驟6；

步驟6：緊急模塊中緊急保護單元向主控中心模塊下達指令，使信息播報模塊的警示燈閃爍，語音播報單元語音提醒使用者行駛方向以及速度的改變，幫助使用者操控避障車，避開障礙后返回步驟4。