[發明專利]一種面向露天礦區無人運輸的車路云融合感知系統及方法

在審

• 申請號: 202110683111.7
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113378947A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 黃立明;李珺;張巍
• 申請（專利權）人: 北京踏歌智行科技有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G01S13/86;G01S13/931;G01S13/95;G01S17/86;G01S17/931
• 代理公司: 北京航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11668
• 代理人: 陳磊;張楨

本發明公開了一種面向露天礦區無人運輸的車路云融合感知系統及方法，本系統包括實現數據交互的車輛端、路側系統和V2X云平臺；車輛端用于對車輛感知數據進行融合處理，獲取障礙物信息；路側系統用于對接收的車輛端數據和路側感知數據進行處理，形成裝卸載區和關鍵交叉路口的局部地圖并進行實時更新；V2X云平臺用于根據從車輛端接收的車輛信息數據和從路側系統接收的實時局部地圖，對所儲存的高精地圖進行擴展維護和信息融合處理，并將處理后的高精地圖、動態行車許可和動態行駛路段下發至車輛端進行局部路徑規劃的調整。本發明將感知系統中各模塊通過消息交互連接，提高了車輛端的全息感知與智能處理能力，提升了露天礦區作業交通安全水平。

技術領域

本發明屬于自動駕駛領域，特別涉及一種面向露天礦區無人運輸的車、路、云融合感知系統及方法。

背景技術

自動駕駛代表了未來汽車的發展方向，近些年發展迅猛，單車智能的無人駕駛成為研究焦點。在自動駕駛環境下，車輛在道路行駛中會遇到各種障礙物信息，為了保證車輛行駛安全，需要使用多種傳感器來組成感知系統。單車感知系統通常包括多種傳感器，每種傳感器均可以從自己的角度獲取得到障礙物信息。雖然這些信息是冗余的并且具有不同的可靠性，但通過信息融合處理，可以從中提取出更加準確和可靠的信息，為決策規劃控制提供可靠的道路行駛信息。

將自動駕駛完全建立在單車智能上，對感知、決策和控制提出了極高的要求。隨著智能等級提高，技術難度會呈指數級上升，成本也會顯著增加。即使能夠實現 L4 甚至 L5級自動駕駛，但因其自身感知和決策的局限性（如視野被遮擋、意圖誤判等）依然無法應對各類突發事件，導致安全事故發生。此外，道路擁堵、通行效率不高問題依然無法解決。在這種情況下，使車與車（vehicle to vehicle，V2V）、車與設施（vehicle to infrastructure，V2I）、車與網（vehicle to network，V2N）等及時通信協商，不僅會降低智能駕駛難度，而且駕駛將會更安全，交通效率也會更高。因此車聯網技術應運而生，在國內外都受到高度的重視。業界已經達成共識，基于車聯網的車路協同，可大大彌補單車智能感知和決策上的不足，推動自動駕駛早日落地。

基于V2X（vehicle to everything）和單車感知融合的車輛協同整體方案，可以實現更大范圍和更復雜的業務，能從感知角度擴大車輛感知范圍、深度和廣度，減少單車智能面向的問題數量和難度。后續隨著業務場景的豐富，將會有更多的增強業務出現。

中國專利CN 207852108U提供了一種車路協同系統及其車路協同路側感知設備，該車路協同路側感知設備能夠將交通環境信息進行廣播，解決現有無人駕駛車輛在自動駕駛過程中安全性差的問題。但是該方案沒有涉及到路側設備提供的信息和單車探測設備信息的關聯和融合方法。中國專利CN107742432A公開了一種基于車路協同的高速公路運行車速主動預警系統及方法，主要針對路側單元的傳感器給車載單元提供道路預警信息，實現不同天氣和路段下的車速引導。然而，該預警系統中的路側單元和車載單元的數據傳輸為單向傳輸，數據形式較為單一且沒有和云端進行大數據量的交互。中國專利CN109859472A涉及車輛行駛路障感知系統、方法、車輛及車路協同主動安全系統和方法，其中的系統為輔助駕駛，運行過程中仍然需要人工參與上傳路況信息，處理突發情況等操作，并且在車載單元中感知模塊只進行測距防撞，沒有進行深入的感知融合處理。

此外，現有融合技術主要集中在車載傳感器數據的融合，感知范圍普遍在200m范圍內，且在灰塵或極端天氣等惡劣環境下穩定性較差，再加上露天礦區道路岔口多、盲區大，因此現有方案均難以支撐業務復雜且對穩定性要求比較高的礦區自動駕駛運輸場景。另外，現有的車路協同技術還缺少車載模塊的感知融合技術，但例如在露天礦區礦坑下或者有山體遮擋、信號較差的場景又非常依賴車載模塊的功能。

發明內容