本申請涉及2016年4月27日提交的申請?zhí)枮?01610269358.3的“一種基于云端數(shù)據(jù)庫的無人駕駛汽車導航行車方法”,該申請的全部內(nèi)容在此引用作為參考;
本申請涉及2016年6月27日提交的申請?zhí)枮?01610482030.X的“無人駕駛車輛駕駛模式切換的應(yīng)對策略”,該申請的全部內(nèi)容在此引用作為參考;
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及無人駕駛汽車領(lǐng)域,尤其涉及無人駕駛汽車在特殊天氣下的行車策略。
背景技術(shù):
目前,無人駕駛車輛的技術(shù)漸漸成熟,部分車輛已經(jīng)進入上路測試階段。而且,無人駕駛汽車在出發(fā)前和行駛過程中,都需要極其詳細的路線圖,準確的道路信息,以及周圍車況信息,以保證車輛在行駛中的安全,同時也不會偏離既定路線。
但是,在遇到雨雪天氣等特殊天氣下,無人駕駛汽車的信息采集設(shè)備和識別設(shè)備會受到不同程度的影響,對于道路信息的采集或者周圍車況信息的獲取都有一定的影響,會導致車輛無法正常行駛,甚至因錯誤信息發(fā)生危險。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
在雨雪天氣的情況下,攝像機會受到雨雪的影響,甚至路面會被雨雪覆蓋,無法準確地采集道路標線、交通標志、交通信號燈等道路信息。在這種情況下,無人駕駛汽車不能以攝像機實時采集的信息為準,而是要根據(jù)云端數(shù)據(jù)庫下載的道路信息進行行車規(guī)劃。
另外,在雨雪天氣,也需要根據(jù)實際天氣情況,對傳感器、雷達等識別設(shè)備所采集的路況信息等進行判定,若采集的相關(guān)信息誤差較小,能夠保證本車與周圍車輛保持安全距離,則可繼續(xù)行車;若毫米波雷達等設(shè)備受影響較大,探測到的本車與周圍車輛、障礙物的實際距離等信息,數(shù)據(jù)誤差較大,則進行無人駕駛模式切換成有人駕駛模式,具體切換方法參照專利《無人駕駛車輛駕駛模式切換的應(yīng)對策略》。
本發(fā)明提出的無人駕駛車輛在雨雪天氣情況下的行車裝置包括車載電腦、雨雪傳感器、能見度儀、雨刮器裝置和路況采集識別設(shè)備,其中雨刮器裝置包括雨刮控制器、外置攝像機雨刮器及其噴頭和內(nèi)置攝像機雨刮器及其噴頭,雨雪傳感器、能見度儀、雨刮控制器和路況采集識別設(shè)備分別與車載電腦相連,這些設(shè)備的具體描述如下:
(1)車載電腦:用于接收其他設(shè)備傳輸?shù)膶崟r相關(guān)數(shù)據(jù)信息,利用其系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)進行分析,得出當前的具體氣象信息,判斷其對無人駕駛識別設(shè)備的影響情況,以確認具體的行車策略。另外,能夠根據(jù)降雨量或降雪量的實際強度,得出雨刮器的具體控制方案,將其具體的運行速度和噴頭的噴水量傳輸給雨刮控制器。
(2)雨雪傳感器:用于雨雪天氣情況下,實時檢測當前一定時間段內(nèi)的雨量或者雪量,并將實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰囕d電腦。
(3)能見度儀:用于測試當前氣象情況下的水平能見度,并將實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰囕d電腦。
(4)雨刮器裝置:用于在外置攝像機鏡頭和車輛前后擋風玻璃受到雨雪的影響下,去除鏡片和玻璃表面的雨雪等覆蓋物,保證車載攝像機在雨雪天氣下采集的信息都能夠使用。該裝置由雨刮控制器、外置攝像機雨刮器及其噴頭、內(nèi)置攝像機雨刮器及其噴頭組成,外置攝像機雨刮器及其噴頭、內(nèi)置攝像機雨刮器及其噴頭分別與雨刮控制器相連;其中,雨刮控制器是用于接收車載電腦傳輸?shù)挠旯纹骺刂品桨感畔?,然后操控所有雨刮器的啟停及其速度和相?yīng)噴頭的噴水量;內(nèi)置攝像機雨刮器及其噴頭是由雨刮控制器控制,內(nèi)置攝像機雨刮器即為車輛前后擋風玻璃的雨刮器;外置攝像機雨刮器及其噴頭也由雨刮控制器控制,安裝于外置攝像機鏡片的下邊沿的角落位置上,噴頭安裝于鏡片下邊沿中央位置,兩個裝置都安裝在攝像機鏡片外部;每一個雨刮器都配置一個相應(yīng)的噴頭,可以噴出玻璃水等液體,結(jié)合雨刮器,在擋風玻璃有沙塵等顆粒物的情況下使用,將沙塵沖洗掉,防止擋風玻璃被沙塵等顆粒物刮傷;其中內(nèi)置攝像機指的是安裝在車內(nèi),位于前后擋風玻璃后的攝像機,外置攝像機指的是除內(nèi)置攝像機以外的攝像機。
(5)路況采集識別設(shè)備:用于采集實時路況的信息,包括道路信息、交通標志信號燈等信息,以及周圍車輛行駛狀況信息和障礙物信息等,由超聲波傳感器、紅外傳感器、激光雷達、毫米波雷達、攝像機等組成。
無人駕駛車輛首先根據(jù)雨雪傳感器確定當前的天氣類型,再根據(jù)能見度儀所檢測的水平能見度,就可確認目前車輛所處的準確的氣象環(huán)境,依據(jù)不同的天氣類型和相關(guān)數(shù)據(jù),本發(fā)明作了如下分類:
(1)雨天
本發(fā)明中,以2分鐘內(nèi)的降水量為準,故檢測設(shè)備需要每2分鐘進行一次計算,具體分類如下:
(a)小雨:雨點清晰可見,沒漂浮現(xiàn)象,2分鐘內(nèi)降水量小于0.014mm;
(b)中雨:雨落如線,雨滴不易分辨,2分鐘內(nèi)降水量0.014~0.042mm;
(c)大雨:雨降如傾盆,模糊成片,2分鐘內(nèi)降水量0.042~0.083mm;
(d)暴雨:凡2分鐘內(nèi)降水量超過0.083mm的降雨過程統(tǒng)稱為暴雨,再根據(jù)暴雨的強度可分為:暴雨(降水量0.083~0.194mm)、大暴雨(0.194~0.39mm)、特大暴雨(大于0.39mm)三種;
(2)雪天
本發(fā)明中,也以2分鐘內(nèi)的降雪量為準,故檢測設(shè)備需要每2分鐘進行一次計算,具體分類如下:
(a)小雪:2分鐘內(nèi)降雪量小于0.003mm;
(b)中雪:2分鐘內(nèi)降雪量0.003~0.008mm;
(c)大雪:2分鐘內(nèi)降雪量0.008~0.017mm;
(d)暴雪:2分鐘內(nèi)降雪量大于0.017mm;
(3)雨夾雪
屬于混合天氣,具體分類方法是根據(jù)雨天和雪天的分類,分別計算降水量和降雪量,再結(jié)合歸類,可以描述為小雨加小雪、小雨加中雪、小雨加大雪、小雨加暴雪,以此類推,共計16種。
另外,雨雪天氣還要注意路面的實際情況,是否已經(jīng)被覆蓋,攝像機能否采集到準確的道路標線等信息。若無法采集到準確的道路標線等信息,則以云端數(shù)據(jù)庫下載的道路信息為準,按照相應(yīng)的行車方案行駛;若路面能夠提取相應(yīng)道路信息,則以采集到的實時信息為準。在雪天情況下,行車前需要先清除車輛玻璃、攝像頭、雷達等設(shè)備上的積雪,保證設(shè)備采集信息的準確性和可靠性。
雨刮器的速度調(diào)節(jié)方式是根據(jù)實時降雨量和降水量進行調(diào)節(jié)的,噴頭一般用于清除覆蓋物,本發(fā)明設(shè)定雨刮器運行速度為最快2秒/次,最慢10秒/次;噴頭的一次噴水量是固定的。根據(jù)用途不同,具體調(diào)節(jié)使用方法如下:
(1)清除雨雪
在雨雪天氣情況下,根據(jù)實時天氣情況,雨刮器速度具體計算方法如下:
(a)雨天
其中,xR為實時降雨量,D為雨刮器運行速度,單位為秒/次;
(b)雪天
其中,xS為實時降雪量,D為雨刮器運行速度,單位為秒/次;
(c)雨夾雪
根據(jù)實時降雨量和降雪量,利用上述兩個公式,分別計算雨刮器的運行速度,取較大的速度值。
按照以上方法計算得出的雨刮器運行周期只是雨刮器運行的基礎(chǔ)速度值,即雨刮器的初始運行速度。若在這種運行速度下,攝像機無法獲取準確的道路標線等信息,則需要提高雨刮器的運行速度,每次減去1秒/次,直至到達最快速度2秒/次。
(2)清除覆蓋物
在清除擋風玻璃或攝像機鏡片上的沙塵等覆蓋物的情況下,雨刮器需要與噴頭配合使用,先由噴頭噴出一定次數(shù)的玻璃水等液體,然后雨刮器進行清掃,雨刮器速度為3秒/次,噴頭噴水次數(shù)為5次;若玻璃或鏡片未清除干凈,攝像機采集的信息不夠準確,再次打開噴頭、雨刮器運行,反復多次,直至玻璃或鏡片表面覆蓋物清除干凈。無人駕駛車輛在雨雪天氣下的行車策略,其具體操作步驟如下:
(1)利用雨雪傳感器對當時天氣進行檢測;
(2)判斷所屬天氣是否為下雨天,若是,執(zhí)行步驟(3);若不是下雨天,轉(zhuǎn)至步驟(5);
(3)檢測計算出實時降水量;
(4)打開所有雨刮器,并根據(jù)降水量的大小控制雨刮器的速度;
(5)判斷是否下雪,若下雪,執(zhí)行步驟(6);若不下雪,轉(zhuǎn)至步驟(1);
(6)檢測實時降雪量;
(7)判斷外置攝像機的鏡片或者車窗玻璃是否有積雪,若沒有,執(zhí)行步驟(8);若有積雪,執(zhí)行步驟(9);
(8)打開相應(yīng)的雨刮器,根據(jù)實時降雪量控制其速度,然后執(zhí)行步驟(10);
(9)關(guān)閉有積雪的相應(yīng)的雨刮器,執(zhí)行步驟(10);
(10)利用能見度儀,檢測出實時水平能見度;
(11)利用攝像機采集的圖像信息,判斷采集的路面的道路標線信息是否可靠;
(12)根據(jù)采集的數(shù)據(jù)和相關(guān)信息,判斷無人駕駛識別設(shè)備采集的相關(guān)信息是否能夠使用;
(13)確認相應(yīng)的行車策略,再轉(zhuǎn)至步驟(1)。
同時,在雨雪天氣情況下,無人駕駛車輛的車載電腦對于攝像機和超聲波傳感器、紅外傳感器、激光雷達、毫米波雷達等探測設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)信息都要進行判斷,確定其數(shù)據(jù)是否能夠被采用,以此制定相應(yīng)的行車方案,具體操作步驟如下:
(1)根據(jù)攝像機采集的圖像的信息準確度,判斷其獲取的道路信息是否可用,若能使用,執(zhí)行步驟(2),若不能使用,執(zhí)行步驟(3);
(2)車載電腦以攝像機采集的道路信息為準,以此數(shù)據(jù)為依據(jù),然后執(zhí)行步驟(4);
(3)車載電腦以由云端數(shù)據(jù)庫下載的道路信息為準,以此數(shù)據(jù)為依據(jù);
(4)對超聲波傳感器、紅外傳感器、激光雷達、毫米波雷達等探測設(shè)備采集的周圍車況、障礙物等信息進行相互比對,以毫米波雷達為基準,判斷探測設(shè)備采集的信息是否準確,若數(shù)據(jù)誤差較小,能夠采納,執(zhí)行步驟(5),若數(shù)據(jù)誤差較大,執(zhí)行步驟(6);
(5)車載電腦以探測設(shè)備采集的周圍車況、障礙物等信息為準,以其數(shù)據(jù)為依據(jù),然后執(zhí)行步驟(7);
(6)車載電腦參照專利201610482030.X的駕駛模式切換方法,直接切換至有人駕駛模式,然后直接結(jié)束;
(7)車載電腦根據(jù)相應(yīng)可用的信息數(shù)據(jù),制定行車路線等具體行車方案,以及雨刮器的具體控制方案;
(8)利用能見度儀,檢測實時水平能見度;
(9)判斷水平能見度是否小于50m,若是,執(zhí)行步驟(10),若不是,轉(zhuǎn)至步驟(11);
(10)車輛行駛時車速須小于20km/h,同時打開相應(yīng)的車燈設(shè)備,然后轉(zhuǎn)至步驟(1);
(11)判斷水平能見度是否低于100m,若是,執(zhí)行步驟(12);若不是,轉(zhuǎn)至步驟(13);
(12)控制車輛車速,保證車速小于40km/h,并與前車保持車距50m以上,同時打開相應(yīng)的車燈設(shè)備,然后轉(zhuǎn)至步驟(1);
(13)判斷水平能見度是否小于200m,若是,執(zhí)行步驟(14),若不是,轉(zhuǎn)至步驟(15);
(14)控制車輛車速,須小于60km/h,并與前車保持車距100m以上,同時打開相應(yīng)的車燈設(shè)備,然后轉(zhuǎn)至步驟(1);
(15)以原先制定的行車方案行車,無需減速或打開其他相應(yīng)車燈等設(shè)備,然后執(zhí)行步驟(1)。
另外,在通過有紅路燈的路口時,根據(jù)水平能見度的不同,具體的行車方法如下:
(1)車輛在到達路口時,車載攝像機能夠采集路口的紅綠燈的實時信息,則以攝像機采集的具體信息為準,通過路口;
(2)車輛在到達路口時,車載攝像機無法采集到紅綠燈的信息,利用專利《一種基于云端數(shù)據(jù)庫的無人駕駛車輛導航行車方法》中的云端數(shù)據(jù)庫,在數(shù)據(jù)庫添加一個各路口紅綠燈的實時數(shù)據(jù)包,在車輛下載導航數(shù)據(jù)信息時,將相應(yīng)路口紅綠燈的實時顯示、切換時間等數(shù)據(jù)同時下載,然后根據(jù)相應(yīng)的紅綠燈數(shù)據(jù),進行行車;
(3)車輛在到達路口時,車載攝像機無法采集到紅綠燈的信息,同時云端數(shù)據(jù)庫中沒有相應(yīng)路口紅綠燈的實時顯示數(shù)據(jù),則將無人駕駛模式切換成有人駕駛模式。
附圖說明
圖1為無人駕駛車輛在雨雪天氣情況下的行車裝置;
圖2為外置攝像機雨刮器和噴頭的安裝位置示意圖;
圖3為雨雪天氣類型劃分圖;
圖4為無人駕駛車輛雨雪天氣行車方法的具體操作流程圖;
圖5為雨雪天氣行車策略流程圖。
具體實施方式
如圖1所示,無人駕駛車輛在雨雪天氣情況下的行車裝置包括車載電腦1、雨雪傳感器2、能見度儀3、雨刮器裝置4和路況采集識別設(shè)備5,其中雨刮器裝置4包括雨刮控制器41、外置攝像機雨刮器及其噴頭42和內(nèi)置攝像機雨刮器及其噴頭43,雨雪傳感器2、能見度儀3、雨刮控制器41和路況采集識別設(shè)備5分別與車載電腦1相連,這些設(shè)備的具體描述如下:
(1)車載電腦1:用于接收雨雪傳感器2、能見度儀3傳送的實時相關(guān)數(shù)據(jù)信息,利用其系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)進行分析,得出當前的具體氣象信息,判斷其對路況采集識別設(shè)備5的所采集的信息的影響情況,再根據(jù)能夠使用的具體信息,規(guī)劃具體的行車策略。另外,根據(jù)降雨量或降雪量的實際強度,得出雨刮器的具體控制方案,然后由車載電腦1將具體的控制方案發(fā)送至雨刮控制器41,由雨刮控制器41控制雨刮器和噴頭運行。
(2)雨雪傳感器2:用于雨雪天氣情況下,實時檢測計算當前一定時間段內(nèi)的降雨量或者降雪量,并將實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰囕d電腦1,由其系統(tǒng)對采集到的數(shù)據(jù)進行分析。
(3)能見度儀3:用于測試當前氣象情況下的水平能見度,將實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰囕d電腦1,以便其系統(tǒng)根據(jù)具體數(shù)據(jù)和相關(guān)規(guī)定,確定相應(yīng)的行車策略。
(4)雨刮器裝置4:用于在外置攝像機鏡頭和車輛前后擋風玻璃受到雨雪的影響下,去除鏡片和玻璃表面的雨雪等覆蓋物,保證外置攝像機和內(nèi)置攝像機在雨雪天氣下采集的信息都能夠使用。該裝置由雨刮控制器41、外置攝像機雨刮器及其噴頭42、內(nèi)置攝像機雨刮器及其噴頭43組成,外置攝像機雨刮器及其噴頭42、內(nèi)置攝像機雨刮器及其噴頭43分別與雨刮控制器41相連:
(a)雨刮控制器41,是用于接收車載電腦傳輸?shù)挠旯纹骺刂品桨感畔ⅲ缓蟛倏厮杏旯纹鞯膯⑼<捌渌俣群拖鄳?yīng)噴頭的噴水量;
(b)內(nèi)置攝像機雨刮器及其噴頭42:其中內(nèi)置攝像機指的是安裝在車內(nèi),位于前后擋風玻璃后的攝像機;該裝置由雨刮控制器41控制,內(nèi)置攝像機雨刮器即為車輛前后擋風玻璃的雨刮器,是用于在雨雪天等特殊天氣下,去除擋風玻璃表面的雨雪等覆蓋物,保證安裝在車內(nèi)的攝像機在雨雪天氣的情況下,采集的道路信息等數(shù)據(jù)也能使用;一個雨刮器配置一個相應(yīng)的噴頭,可以噴出玻璃水等液體,結(jié)合雨刮器,在擋風玻璃有沙塵等顆粒物的情況下使用,將沙塵沖洗掉,防止擋風玻璃被沙塵等顆粒物刮傷;
(c)外置攝像機雨刮器及其噴頭43,其中外置攝像機指的是除內(nèi)置攝像機以外的攝像機;該裝置由雨刮控制器41控制,如圖2所示,外置攝像機雨刮器安裝于外置攝像機鏡片的下邊沿的角落位置上,噴頭安裝于鏡片下邊沿中央位置,兩個裝置都安裝在攝像機鏡片外部;一個雨刮器配置一個相應(yīng)的噴頭,噴頭可以噴出玻璃水等液體,配合雨刮器使用,在鏡頭表面有沙塵等顆粒物的情況下使用,將沙塵沖洗掉,防止鏡頭被沙塵等顆粒物刮傷。
(5)路況采集識別設(shè)備5:用于采集實時路況的信息,包括道路信息、交通標志信號燈等信息,以及周圍車輛行駛狀況信息和障礙物信息等,由超聲波傳感器、紅外傳感器、毫米波雷達、激光雷達、攝像機等組成。其中,攝像機負責采集道路信息和交通標志、信號燈信息,以及周圍車輛和障礙物的信息;超聲波傳感器、紅外傳感器、毫米波雷達、激光雷達負責探測本車與周圍車輛和障礙物等的距離信息。
雨刮器裝置4是根據(jù)實際降雨量和降雪量的大小來控制雨刮器的運行速度,一般工作情況有以下3種:
(1)下雨天;
(2)下雪天,在攝像機鏡片或者擋風玻璃不造成積雪的情況下,使用雨刮器,但在積雪過厚的情況下,為保護雨刮器,不使用雨刮器;
(3)平時狀態(tài)下,若車載電腦1判斷攝像機鏡片、擋風玻璃有霧氣、沙塵顆粒物等覆蓋物,即采集的圖片信息不夠清晰,也可啟用雨刮器對鏡頭進行清掃。
另外,攝像機鏡片或者擋風玻璃上被沙塵覆蓋或有沙塵、大顆粒物吸附于鏡片或玻璃上,不可直接使用雨刮器,需要先使用噴頭,用液體沖洗沙塵等大顆粒物,再用雨刮器將其刮除,以防鏡片或玻璃被刮傷,影響使用,而噴頭的噴水量則由鏡片和擋風玻璃上的沙塵等覆蓋物多少決定。
無人駕駛車輛首先根據(jù)雨雪傳感器2確定當前天氣類型,再根據(jù)能見度儀3所檢測的水平能見度,就可確認目前車輛所處的準確的氣象環(huán)境,依據(jù)不同的天氣類型和相關(guān)數(shù)據(jù),參照圖3所示,本發(fā)明作了如下分類,并對相應(yīng)的路況采集識別設(shè)備5的所采集數(shù)據(jù)的可靠性進行了分析:
(1)雨天
一般地,在氣象上用降水量來區(qū)分降水的強度,可分為:小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨等,且是在12小時或者24小時內(nèi)的降水量。這樣的分類方法不適用于行車途中的判別,無人駕駛車輛需要實時的降水量,并對它進行分類與分析,本發(fā)明中,以2分鐘內(nèi)的降水量為準,具體分類如下:
(a)小雨:雨點清晰可見,沒漂浮現(xiàn)象,2分鐘內(nèi)降水量小于0.014mm;這種情況下,超聲波傳感器測量數(shù)據(jù)誤差較大,故不使用其數(shù)據(jù);紅外傳感器、激光雷達、毫米波雷達等測距、檢測障礙物的設(shè)備采集的信息誤差較小,數(shù)據(jù)可以使用;另外,只需打開相對應(yīng)的雨刮器,調(diào)至規(guī)劃的速度,車載攝像機采集的數(shù)據(jù)就可以使用;
(b)中雨:雨落如線,雨滴不易分辨,2分鐘內(nèi)降水量0.014~0.042mm;這種情況下,超聲波傳感器測量數(shù)據(jù)誤差較大,故不使用其數(shù)據(jù);紅外傳感器、毫米波雷達等測距、檢測障礙物的設(shè)備采集的信息誤差較小,數(shù)據(jù)可以使用;車載電腦1將激光雷達回饋的信息與毫米波雷達測得的數(shù)據(jù)作對比,若發(fā)生較大偏差,以毫米波雷達的信息數(shù)據(jù)為準,判定激光雷達采集的數(shù)據(jù)誤差較大,不采納;打開所有雨刮器,根據(jù)實時降雨量調(diào)節(jié)雨刮器速度,然后對攝像機采集到的圖像信息進行認定,判斷攝像機采集的數(shù)據(jù)能否使用,若無法獲取準確的道路標線等信息,則提高雨刮器的速度,直至最大速度,若還是無法獲取準確的信息,則判定攝像機測量數(shù)據(jù)誤差較大,不使用其數(shù)據(jù),車輛以云端數(shù)據(jù)庫傳輸?shù)牡缆沸畔闇?,結(jié)合毫米波雷達等探測設(shè)備采集的信息,再根據(jù)實際能見度,按照交通規(guī)定等,制定相應(yīng)的具體行車策略,并打開相應(yīng)行車設(shè)備;
(c)大雨:雨降如傾盆,模糊成片,2分鐘內(nèi)降水量0.042~0.083mm;這種情況下,超聲波傳感器、激光雷達測量數(shù)據(jù)誤差較大,故不使用其數(shù)據(jù);紅外傳感器、毫米波雷達等測距、檢測障礙物的設(shè)備所受影響較小,數(shù)據(jù)可以使用;打開所有雨刮器,根據(jù)實時降雨量調(diào)節(jié)雨刮器速度,然后對攝像機采集到的圖像信息進行認定,判斷攝像機采集的數(shù)據(jù)能否使用,若無法獲取準確的道路標線等信息,則提高雨刮器的速度,直至最大速度,若還是無法獲取準確的信息,則判定攝像機測量數(shù)據(jù)誤差較大,不使用其數(shù)據(jù),則判定攝像機測量數(shù)據(jù)誤差較大,不使用其數(shù)據(jù),車輛以云端數(shù)據(jù)庫傳輸?shù)牡缆沸畔闇?,結(jié)合毫米波雷達等探測設(shè)備采集的信息,再根據(jù)實際能見度,按照交通規(guī)定等,制定相應(yīng)的具體行車策略,并打開相應(yīng)行車設(shè)備;
(d)暴雨:凡2分鐘內(nèi)降水量超過0.083mm的降雨過程統(tǒng)稱為暴雨。根據(jù)暴雨的強度可分為:暴雨(降水量0.083~0.194mm)、大暴雨(0.194~0.39mm)、特大暴雨(大于0.39mm)三種。這種情況下,超聲波傳感器、激光雷達測量數(shù)據(jù)誤差較大,故不使用其數(shù)據(jù);紅外傳感器、毫米波雷達所采集的信息準確度所受影響較小,數(shù)據(jù)可以使用;打開所有雨刮器,根據(jù)實時降雨量調(diào)節(jié)雨刮器速度,然后對攝像機采集到的圖像信息進行認定,判斷攝像機采集的數(shù)據(jù)能否使用,若無法獲取準確的道路標線等信息,則提高雨刮器的速度,直至最快速度,若還是無法獲取準確的信息,則判定攝像機測量數(shù)據(jù)誤差較大,不使用其數(shù)據(jù),車輛以云端數(shù)據(jù)庫傳輸?shù)牡缆沸畔闇?,結(jié)合毫米波雷達等探測設(shè)備采集的信息,再根據(jù)實際能見度,按照交通規(guī)定等,制定相應(yīng)的具體行車策略,并打開相應(yīng)行車設(shè)備。
(2)雪天
參照雨天的方法,用降雪量來區(qū)分降雪的強度,可分為:小雪、中雪、大雪和暴雪等,根據(jù)無人駕駛車輛所需的實時降雪量,本發(fā)明中,以2分鐘內(nèi)的降雪量為準,具體分類如下:
(a)小雪:2分鐘內(nèi)降雪量小于0.003mm;這種情況下,超聲波傳感器測量數(shù)據(jù)誤差較大,故不使用其數(shù)據(jù);紅外傳感器、激光雷達、毫米波雷達采集的信息準確度所受影響較小,數(shù)據(jù)可以使用;另外,只需打開相對應(yīng)的雨刮器,調(diào)整至規(guī)劃的速度,車載攝像機采集的數(shù)據(jù)就可以使用;
(b)中雪:2分鐘內(nèi)降雪量0.003~0.008mm;這種情況下,超聲波傳感器、激光雷達測量數(shù)據(jù)誤差較大,故不使用其數(shù)據(jù);紅外傳感器、毫米波雷達采集信息的準確度所受影響較小,數(shù)據(jù)可以使用;打開所有雨刮器,根據(jù)實時降雪量調(diào)節(jié)雨刮器速度,然后對攝像機采集到的圖像信息進行認定,判斷攝像機采集的數(shù)據(jù)能否使用,若無法獲取準確的道路標線等信息,則提高雨刮器的速度,直至最快速度,若還是無法獲取準確的信息,則判定攝像機測量數(shù)據(jù)誤差較大,不使用其數(shù)據(jù),車輛以云端數(shù)據(jù)庫傳輸?shù)牡缆沸畔闇?,結(jié)合毫米波雷達等探測設(shè)備采集的信息,再根據(jù)實際能見度,按照交通規(guī)定等,制定相應(yīng)的具體行車策略,并打開相應(yīng)行車設(shè)備;
(c)大雪:2分鐘內(nèi)降雪量0.008~0.017mm;這種情況下,超聲波傳感器、激光雷達測量數(shù)據(jù)誤差較大,故不使用其數(shù)據(jù);紅外傳感器、毫米波雷達采集信息的準確度所受影響較小,數(shù)據(jù)可以使用;還要先判斷鏡頭是否已經(jīng)積雪,若雨刮器被壓住或凍住,則不能使用雨刮器,以免造成損壞;若雨刮器可以使用,則打開所有雨刮器,根據(jù)實時降雪量調(diào)節(jié)雨刮器速度,然后對攝像機采集到的圖像信息進行認定,判斷攝像機采集的數(shù)據(jù)能否使用,若無法獲取準確的道路標線等信息,則提高雨刮器的速度,直至最快速度,若還是無法獲取準確的信息,則判定攝像機測量數(shù)據(jù)誤差較大,不使用其數(shù)據(jù),車輛以云端數(shù)據(jù)庫傳輸?shù)牡缆沸畔闇?,結(jié)合毫米波雷達等探測設(shè)備采集的信息,再根據(jù)實際能見度,按照交通規(guī)定等,制定相應(yīng)的具體行車策略,并打開相應(yīng)行車設(shè)備;
(d)暴雪:2分鐘內(nèi)降雪量大于0.017mm;這種情況下,超聲波傳感器、激光雷達測量數(shù)據(jù)誤差較大,故不使用其數(shù)據(jù);紅外傳感器、毫米波雷達采集信息的準確度所受影響較小,數(shù)據(jù)可以使用;還要先判斷鏡頭是否已經(jīng)積雪,若雨刮器被壓住或凍住,則不能使用雨刮器,以免造成損壞,若雨刮器可以使用,則打開所有雨刮器,根據(jù)實時降雨量調(diào)節(jié)雨刮器速度,然后對攝像機采集到的圖像信息進行認定,判斷攝像機采集的數(shù)據(jù)能否使用,若無法獲取準確的道路標線等信息,則提高雨刮器的速度,直至最快速度,若還是無法獲取準確的信息,則判定攝像機測量數(shù)據(jù)誤差較大,不使用其數(shù)據(jù),車輛以云端數(shù)據(jù)庫傳輸?shù)牡缆沸畔闇剩Y(jié)合毫米波雷達等探測設(shè)備采集的信息,再根據(jù)實際能見度,按照交通規(guī)定等,制定相應(yīng)的具體行車策略,并打開相應(yīng)行車設(shè)備;
另外,在雪天情況下,行車前需要先清除車輛玻璃、攝像頭、雷達等設(shè)備上的積雪,保證設(shè)備采集的信息可以被使用。
(3)雨夾雪
在這種混合天氣的情況下,利用雨雪傳感器先檢測計算出2分鐘內(nèi)降水量,判斷確定為小雨、中雨、大雨或暴雨,再計算降雪量,確認是小雪、中雪、大雪或暴雪,然后進行結(jié)合歸類,具體描述為小雨加小雪、小雨加中雪、小雨加大雪、小雨加暴雪;中雨加小雪、中雨加中雪、中雨加大雪、中雨加暴雪;大雨加小雪、大雨加中雪、大雨加大雪、大雨加暴雪;暴雨加小雪、暴雨加中雪、暴雨加大雪、暴雨加暴雪,共計16種類型。
在雨夾雪天氣情況下,對于路況采集識別設(shè)備使用情況的判定,參照雨天、雪天的各種情況下設(shè)備的判斷方法,確認各設(shè)備所受影響的大小,采集的數(shù)據(jù)信息的準確性,制定相應(yīng)的行車策略,并控制雨刮器的啟停,以及其他相應(yīng)的行車設(shè)備。
雨刮器的速度調(diào)節(jié)方式是根據(jù)實時降雨量和降水量進行調(diào)節(jié)的,噴頭一般用于清除覆蓋物,本發(fā)明設(shè)定雨刮器運行速度為最快2秒/次,最慢10秒/次;噴頭的一次噴水量是固定的。根據(jù)用途不同,具體調(diào)節(jié)使用方法如下:
(1)清除雨雪
在雨雪天氣情況下,根據(jù)實時天氣情況,雨刮器速度具體計算方法如下:
(a)雨天
其中,xR為實時降雨量,D為雨刮器運行速度,單位為秒/次;
(b)雪天
其中,xS為實時降雪量,D為雨刮器運行速度,單位為秒/次;
(c)雨夾雪
根據(jù)實時降雨量和降雪量,利用上述兩個公式,分別計算雨刮器的運行速度,取較大的速度值。
按照以上方法計算得出的雨刮器運行周期只是雨刮器運行的基礎(chǔ)速度值,即雨刮器的初始運行速度。若在這種運行速度下,攝像機無法獲取準確的道路標線等信息,則需要提高雨刮器的運行速度,每次減去1秒/次,直至到達最快速度2秒/次。
(2)清除覆蓋物
在清除擋風玻璃或攝像機鏡片上的沙塵等覆蓋物的情況下,雨刮器需要與噴頭配合使用,先由噴頭噴出一定次數(shù)的玻璃水等液體,然后雨刮器進行清掃,雨刮器速度為3秒/次,噴頭噴水次數(shù)為5次;若玻璃或鏡片未清除干凈,攝像機采集的信息不夠準確,再次打開噴頭、雨刮器運行,反復多次,直至玻璃或鏡片表面覆蓋物清除干凈。
參照圖4所示,雨雪天氣情況下,無人駕駛車輛行車方法的具體操作步驟如下:
步驟401:利用雨雪傳感器對當天天氣進行檢測;
步驟402:判斷所屬天氣是否為下雨天,若是,執(zhí)行步驟403;若不是下雨天,轉(zhuǎn)至步驟405;
步驟403:檢測計算出實時降雨量;
步驟404:打開所有雨刮器,并根據(jù)降雨量的大小控制雨刮器的速度;
步驟405:判斷是否下雪,若下雪,執(zhí)行步驟406;若不下雪,轉(zhuǎn)至步驟401;
步驟406:檢測實時降雪量;
步驟407:判斷外置攝像機的鏡片或者車窗玻璃是否有積雪,若沒有,執(zhí)行步驟408;若有積雪,執(zhí)行步驟409;
步驟408:打開相應(yīng)的雨刮器,根據(jù)實時降雪量控制其速度,執(zhí)行步驟410;
步驟409:關(guān)閉有積雪的相應(yīng)的雨刮器,執(zhí)行步驟410;
步驟410:利用能見度儀3,檢測出實時水平能見度;
步驟411:利用攝像機采集的圖像信息,判斷無人駕駛識別設(shè)備采集的路面的道路標線信息是否可靠;
步驟412:根據(jù)采集的數(shù)據(jù)和相關(guān)信息,采集的相關(guān)信息是否能夠使用;
步驟413:確認相應(yīng)的行車策略,再轉(zhuǎn)至步驟401;
參照圖5所示,雨雪天氣情況下,無人駕駛車輛的車載電腦1對于攝像機和超聲波傳感器、紅外傳感器、激光雷達、毫米波雷達等探測設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)信息都要進行判斷,確定其數(shù)據(jù)是否能夠被采用,以此制定相應(yīng)的行車方案,具體操作步驟如下:
步驟501:根據(jù)攝像機采集的圖像的清晰度,判斷其采集的道路信息是否可用,若能使用,執(zhí)行步驟502,若不能使用,執(zhí)行步驟503;
步驟502:車載電腦1以攝像機采集的道路信息為準,以此數(shù)據(jù)為依據(jù),然后執(zhí)行步驟504;
步驟503:車載電腦1以由云端數(shù)據(jù)庫下載的道路信息為準,以此數(shù)據(jù)為依據(jù);
步驟504:對超聲波傳感器、紅外傳感器、激光雷達、毫米波雷達等探測設(shè)備采集的周圍車況、障礙物等信息進行相互比對,以毫米波雷達為基準,判斷探測設(shè)備采集的信息是否準確,若數(shù)據(jù)誤差較小,能夠采納,執(zhí)行步驟505,若數(shù)據(jù)誤差較大,執(zhí)行步驟506;
步驟505:車載電腦1以探測設(shè)備采集的周圍車況、障礙物等信息為準,以其數(shù)據(jù)為依據(jù),然后執(zhí)行步驟507;
步驟506:車載電腦1參照專利201610482030.X的駕駛模式切換方法,直接切換至有人駕駛模式,然后直接結(jié)束;
步驟507:車載電腦1根據(jù)相應(yīng)可用的信息數(shù)據(jù),制定行車路線等具體行車方案,以及雨刮器的具體控制方案;
步驟508:利用能見度儀3,檢測實時水平能見度;
步驟509:判斷水平能見度是否小于50m,若是,執(zhí)行步驟510,若不是,轉(zhuǎn)至步驟511;
步驟510:車輛行駛時車速須小于20km/h,同時打開相應(yīng)的車燈設(shè)備,然后轉(zhuǎn)至步驟501;
步驟511:判斷水平能見度是否低于100m,若是,執(zhí)行步驟512;若不是,轉(zhuǎn)至步驟513;
步驟512:控制車輛車速,保證車速小于40km/h,并與前車保持車距50m以上,同時打開相應(yīng)的車燈設(shè)備,然后轉(zhuǎn)至步驟501;
步驟513:判斷水平能見度是否小于200m,若是,執(zhí)行步驟514,若不是,轉(zhuǎn)至步驟515;
步驟514:控制車輛車速,須小于60km/h,并與前車保持車距100m以上,同時打開相應(yīng)的車燈設(shè)備,然后轉(zhuǎn)至步驟501;
步驟515:以原先制定的行車方案行車,無需減速或打開其他相應(yīng)車燈等設(shè)備,然后執(zhí)行步驟501。
具體地,在雨雪天氣的情況下,無人駕駛車輛按照能見度儀6得出的實時水平能見度,應(yīng)遵守如下規(guī)則:
(1)能見度小于200m時,車速不得超過60km/h,與同車道前車保持100m以上的距離,同時開啟霧燈、近光燈、示廓燈和前后位燈;
(2)能見度小于100m時,車速不得超過40km/h,與同車道前車保持50m以上的距離,同時開啟霧燈、近光燈、示廓燈、前后位燈和危險報警閃光燈;
(3)能見度小于50m時,車速不得超過20km/h,、同時開啟霧燈、近光燈、示廓燈、前后位燈和危險報警閃光燈,若難以判斷周圍車況、路況,直接切換成有人駕駛模式。
另外,在通過有紅路燈的路口時,根據(jù)水平能見度的不同,具體的行車方法如下:
(1)車輛在到達路口時,車載攝像機能夠采集路口的紅綠燈的實時信息,則以攝像機采集的具體信息為準,通過路口;
(2)車輛在到達路口時,車載攝像機無法采集到紅綠燈的信息,利用專利《一種基于云端數(shù)據(jù)庫的無人駕駛車輛導航行車方法》中的云端數(shù)據(jù)庫,在數(shù)據(jù)庫添加一個各路口紅綠燈的實時數(shù)據(jù)包,在車輛下載導航數(shù)據(jù)信息時,將相應(yīng)路口紅綠燈的實時顯示、切換時間等數(shù)據(jù)同時下載,然后根據(jù)相應(yīng)的紅綠燈數(shù)據(jù),進行行車;
(3)車輛在到達路口時,車載攝像機無法采集到紅綠燈的信息,同時云端數(shù)據(jù)庫中沒有相應(yīng)路口紅綠燈的實時顯示數(shù)據(jù),則將無人駕駛模式切換成有人駕駛模式。