无人驾驶车辆安全保障方法及系统与流程

1.本发明涉及智能驾驶控制技术领域，更具体地，涉及一种无人驾驶车辆安全保障方法，以及一种无人驾驶车辆安全保障系统。


背景技术：

2.近年来，随着人工智能技术的快速发展，实现无人驾驶车辆的智能化和自动化驾驶已成为车辆行业发展的重点，尤其是在矿山等危险作业场所。然而在现有技术中，为了保证矿山的全矿安全，避免事故的发生，通常会加宽道路的宽度增加无人驾驶车辆的车道以达到提升运输效率，但这样会大大增加前期的运营成本。


技术实现要素：

3.本公开的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
4.根据本公开的一个方面，提供了一种无人驾驶车辆安全保障方法，包括：获取所述车辆所行驶的区域的地图；获取所述车辆的位置信息；基于所述地图和所述车辆的位置信息获取所述车辆周边给定范围内的环境信息；基于所述车辆周边给定范围内的环境信息确定所述车辆的安全区间；以及基于所述车辆的安全区间确定所述车辆可行驶的车道线的路径点的坐标集合，并将所述车辆可行驶的车道线的路径点的坐标集合发送给所述车辆。
5.根据本公开的一种示例性实施例，基于所述车辆周边给定范围内的环境信息确定所述车辆的安全区间包括：基于所述地图和所述车辆的位置信息确定所述车辆所在的车道线；基于所述车辆所在的车道线和所述车辆周边给定范围内的环境信息确定所述给定范围内所述车辆前方的环境信息；以及基于所述给定范围内所述车辆前方的环境信息确定所述车辆的安全区间。
6.根据本公开的一种示例性实施例，所述给定范围内所述车辆前方的环境信息包括所述给定范围内所述车辆前方的障碍物信息和可停车位置信息。
7.根据本公开的一种示例性实施例，基于所述给定范围内所述车辆前方的环境信息确定所述车辆的安全区间包括：获取所述给定范围内位于所述车辆前方并距离所述车辆最近的障碍物的位置信息，并且获取在所述车辆和所述最近的障碍物之间是否存在可停车位置，如果存在，则获取在所述车辆和所述最近的障碍物之间距离所述车辆最远的可停车位置并将该可停车位置作为安全区间的顶点，如果不存在，则将所述最近的障碍物位置作为安全区间的顶点。
8.根据本公开的一种示例性实施例，所述障碍物包括行驶车辆。
9.根据本公开的一种示例性实施例，所述无人驾驶车辆安全保障方法还可以包括：基于所述给定范围获取所述车辆当前前方行驶路径上的车道线的路径点的坐标集合；确定所述区域内其它行驶车辆所在的车道线的路径点的坐标集合；以及将所述车辆当前前方行驶路径上的车道线的路径点的坐标集合与所述区域内其它行驶车辆所在的车道线的路径点的坐标集合进行数据匹配，以确定所述给定范围内所述车辆的前方是否存在行驶车辆，
如果存在行驶车辆则该行驶车辆被视为所述给定范围内位于所述车辆前方的障碍物，并获取该行驶车辆的位置信息。
10.根据本公开的一种示例性实施例，所述障碍物包括静态障碍物，其中所述无人驾驶车辆安全保障方法还包括：基于所述地图确定所述给定范围内位于所述车辆前方的静态障碍物信息。
11.根据本公开的一种示例性实施例，所述无人驾驶车辆安全保障方法还可以包括：基于所述地图确定所述给定范围内位于所述车辆前方的可停车位置信息。
12.根据本公开的一种示例性实施例，所述给定范围是指以所述车辆的当前位置为中心的圆形范围。
13.根据本公开的一种示例性实施例，获取所述地图包括采集所述区域的地图信息并基于所述地图信息生成所述地图。
14.根据本公开的一种示例性实施例，所述无人驾驶车辆安全保障方法，还可以包括基于所述区域内的至少部分车辆上的感知单元所感知的静态障碍物信息更新所述地图。
15.根据本公开的一种示例性实施例，所述无人驾驶车辆安全保障方法还可以包括获取所述区域的交通信息，并基于所述交通信息更新所述地图。
16.根据本公开的一种示例性实施例，所述无人驾驶车辆安全保障方法还可以包括获取所述车辆的车速相关信息，并基于所述车辆的车速相关信息确定当前所述车辆的最小安全区间，当所确定的安全区间小于所述最小安全区间时，控制所述车辆减速或停止。
17.根据本公开的一种示例性实施例，每隔预设时间更新所述安全区间。
18.根据本公开的一种示例性实施例，所述预设时间是0.5秒至1.5秒。
19.根据本公开的另一方面，还提供了一种无人驾驶车辆安全保障系统，包括：定位单元，所述定位单元被配置成定位所述车辆的位置；以及安全区间计算控制模块，所述安全区间计算控制模块经由通信模块接收来自所述定位单元的所述车辆的位置信息，并基于所述车辆所行驶的区域的地图和所述车辆的位置信息获取所述车辆周边给定范围内的环境信息；并基于所述车辆周边给定范围内的环境信息确定所述车辆的安全区间，以及基于所述车辆的安全区间确定所述车辆可行驶的车道线的路径点的坐标集合，并将所述车辆可行驶的车道线的路径点的坐标集合经由所述通信模块发送给所述车辆。
20.根据本公开的一种示例性实施例，所述安全区间计算控制模块被配置成：基于所述地图和所述车辆的位置信息确定所述车辆所在的车道线；基于所述车辆所在的车道线和所述车辆周边给定范围内的环境信息确定所述给定范围内所述车辆前方的环境信息；以及基于所述给定范围内所述车辆前方的环境信息确定所述车辆的安全区间。
21.根据本公开的一种示例性实施例，所述安全区间计算控制模块被配置成：获取所述给定范围内位于所述车辆前方并距离所述车辆最近的障碍物的位置信息，并且获取在所述车辆和所述最近的障碍物之间是否存在可停车位置，如果存在，则获取在所述车辆和所述最近的障碍物之间距离所述车辆最远的可停车位置并将该可停车位置作为安全区间的顶点，如果不存在，则将所述最近的障碍物位置作为安全区间的顶点。
22.根据本公开的一种示例性实施例，所述障碍物包括行驶车辆，其中所述安全区间计算控制模块还被配置成：基于所述给定范围获取所述车辆当前前方行驶路径上的车道线的路径点的坐标集合；确定所述区域内其它行驶车辆所在的车道线的路径点的坐标集合；
以及将所述车辆当前前方行驶路径上的车道线的路径点的坐标集合与所述区域内其它行驶车辆所在的车道线的路径点的坐标集合进行数据匹配，以确定所述给定范围内所述车辆的前方是否存在行驶车辆，如果存在行驶车辆则该行驶车辆被视为所述给定范围内位于所述车辆前方的障碍物，并获取该行驶车辆的位置信息。
23.根据本公开的一种示例性实施例，所述无人驾驶车辆安全保障系统还可以包括：地图数据采集车辆，所述地图数据采集车辆被配置成采集所述区域的地图数据；以及地图生成器，所述地图生成器接收所述地图数据采集车辆所采集的地图数据并基于所述地图数据生成所述地图，并将所述地图发送给所述安全区间计算控制模块。
24.根据本公开的一种示例性实施例，所述无人驾驶车辆安全保障系统还可以包括：感知单元，所述感知单元设置在所述区域内的车辆上，并用于感知所述区域内的静态障碍物信息，所述地图生成器经由所述通信模块接收所述感知单元所感知的静态障碍物信息，并基于所述静态障碍物信息更新所述地图。
25.根据本公开的一种示例性实施例，所述地图生成器经由所述通信模块接收所述区域的交通信息，并基于所述区域的交通信息更新所述地图。
26.根据本公开的一种示例性实施例，所述感知单元还包括设置在所述车辆上用于感知所述车辆的车速相关信息的传感器，所述安全区间计算控制模块通过所述通信模块接收所述传感器所感知的车速相关信息，并基于所述车速相关信息确定当前所述车辆的最小安全间距，当所确定的安全间距小于所述最小安全间距时向所述车辆发送减速或停车的指令。
27.根据本公开上述各种实施例所述的无人驾驶车辆安全保障方法及系统可以使区域中车辆的作业行驶一直处于安全状态，避免发生车辆之间碰撞的问题，避免行驶路线上发生不必要的减速以及停车行为，从而提高了实际运输效率。
28.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
29.附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
30.图1是根据本公开的一种示例性实施例的无人驾驶车辆安全保障方法的流程图。
31.图2是根据本公开的一种示例性实施例的确定车辆的安全区间的流程图。
32.图3是根据本公开的一种示例性实施例的车辆所在的车道线的路径点的示意图。
具体实施方式
33.为更清楚地阐述本公开的目的、技术方案及优点，以下将结合附图对本公开的实施例进行详细的说明。应当理解，下文对于实施例的描述旨在对本公开的总体构思进行解释和说明，而不应当理解为是对本公开的限制。在说明书和附图中，相同或相似的附图标记指代相同或相似的部件或构件。为了清晰起见，附图不一定按比例绘制，并且附图中可能省略了一些公知部件和结构。
34.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并
不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。措词“一”或“一个”不排除多个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其它元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”“顶”或“底”等等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。当诸如层、膜、区域或衬底基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
35.在本公开的一实施例中，如图1所示，无人驾驶车辆安全保障方法可以包括：
36.步骤s1：获取车辆所行驶的区域的地图；
37.步骤s2：获取该车辆的位置信息；
38.步骤s3：基于地图和车辆的位置信息获取该车辆周边给定范围内的环境信息；
39.步骤s4：基于车辆周边给定范围内的环境信息确定该车辆的安全区间；以及
40.步骤s8：基于车辆的安全区间确定车辆可行驶的车道线的路径点的坐标集合，并将该车辆可行驶的车道线的路径点的坐标集合发送给该车辆。
41.在一种示例性实施例中，如图1所示，基于车辆周边给定范围内的环境信息确定车辆的安全区间包括：
42.步骤s41：基于车辆的位置信息和地图确定车辆所在的车道线；
43.步骤s42：基于车辆所在的车道线和车辆周边给定范围内的环境信息确定给定范围内车辆前方的环境信息。
44.步骤s43：基于给定范围内车辆前方的环境信息确定车辆的安全区间。
45.在该实施例中，可以根据无人驾驶车辆所在的位置信息计算在地图上距离该无人驾驶车辆最近的车道线的路径点(如图3所示，i1，i1，
……
， i
17
)的坐标，进而确定该车辆所在的车道线。然而基于车辆所在的车道线和车辆周边给定范围内的环境信息确定车辆的行驶方向，进而确定给定范围内车辆前方的环境信息。其中无人驾驶车辆所在的位置信息包括经度、维度、航向角等信息。
46.作为示例，给定范围是指以车辆的当前位置为中心，半径为r的圆形范围。然而，需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，给定范围也可以是指以车辆的当前位置为中心的矩形范围、椭圆形范围等。
47.在一种示例性实施例中，给定范围内车辆前方的环境信息包括给定范围内位于车辆前方的障碍物信息和可停车位置信息。在这里，需要说明的是，给定范围内位于车辆前方的障碍物信息包括给定范围内位于车辆前方的行驶车辆，还可以包括给定范围内在该车辆的车道线上并位于车辆前方需要避让的静态障碍物，例如其可以是因故障等原因临时停止的其它车辆、其它作业设备、临时出现的其它障碍物(例如落石等)等。给定范围内位于车辆前方的可停车位置信息是指给定范围内位于车辆前方的允许车辆停车的位置信息。
48.在一种示例性实施例中，如图2所示，基于给定范围内车辆前方的环境信息确定车辆的安全区间包括：
49.步骤s431：获取给定范围内位于车辆前方并距离该车辆最近的障碍物的位置信息，
50.步骤s432：获取在该车辆和该最近的障碍物之间是否存在可停车位置，如果存在，则执行步骤s433：获取在该车辆和该最近的障碍物之间距离该车辆最远的可停车位置并将该可停车位置作为安全区间的顶点，如果不存在，则执行步骤s434：将该最近的障碍物位置作为安全区间的顶点。
51.在一种示例性实施例中，给定范围内位于车辆前方的行驶车辆是通过下列步骤确定的：
52.步骤s11：基于给定范围获取车辆当前前方行驶路径上的车道线的路径点的坐标集合；
53.步骤s12：确定该区域内其它行驶车辆所在的车道线的路径点的坐标集合；
54.步骤s13：将车辆当前前方行驶路径上的车道线的路径点的坐标集合与该区域内其它行驶车辆所在的车道线的路径点的坐标集合进行数据匹配，以确定在给定范围内车辆的前方是否存在其它行驶车辆，如果存在其它行驶车辆则该行驶车辆被视为给定范围内位于车辆前方的行驶车辆，并且例如通过该行驶车辆上的定位单元获取该行驶车辆的位置信息。
55.在一种示例性实施例中，该方法还可以包括步骤s21:基于当前的地图确定给定范围内位于车辆前方的静态障碍物信息。
56.在一种示例性实施例中，该方法还可以包括步骤s31:基于当前的地图确定给定范围内位于车辆前方的可停车位置信息。具体地，可停车位置例如可以基于当前地图中的交通信息和当前地图中车辆所行驶的车道线的路况进行确定。当前的交通信息可以通过通信模块从其它终端获取，其包括例如是否存在交通管控区域等，车辆所行驶的车道线的路况包括是否存在不允许停车的坡道，以及坡道的具体位置等。
57.在一种示例性实施例中，获取车辆所行驶的区域的地图包括采集车辆所行驶的区域的地图信息并基于该地图信息生成地图。该地图可以是利用搭载激光雷达、激光点云等设备的地图信息采集车辆所采集的地图信息预先生成的，该地图可以包括车道线、车辆行车轨迹、车道线的路况(例如是否有坡道、坡道所在的位置等)、交通管制区域等信息。此外，可以通过在该区域内行驶的车辆上的车载摄像头、激光雷达、毫米波雷达等感知单元所感知的环境信息来实时更新该区域的地图；和/或，可以通过设置在该区域内的监控摄像头、雷达等所采集的环境信息等来实时更新该区域的地图，以使得该地图可以包括因故障等原因临时停止的其它车辆、其它作业设备、临时出现的其它障碍物(例如落石)等静态障碍物信息。此外，还可以基于当前的交通信息来更新该区域的地图。例如当交通信息发生变化时，可以例如基于操作员的输入获取该区域的更新的交通信息，并基于该交通信息更新地图。当然，也可以实时地获取该区域的交通信息，并基于该交通信息实时地更新地图。
58.在一种示例性实施例中，如图1所示，该方法还可以包括步骤s5：获取车辆的车速相关信息(例如车速、油门开度、制动踏板角度等)，并基于车辆的车速相关信息计算当前车辆的最小安全区间，然后执行步骤 s6：判断所确定的安全区间是否小于最小安全区间，以及当所确定的安全区间小于最小安全区间时，执行步骤s7：控制车辆减速或停止，否则执行步骤s8：基于车辆的安全区间确定车辆可行驶的车道线的路径点的坐标集合，并将该车辆可行驶的车道线的路径点的坐标集合发送给车辆。
59.在一种示例性实施例中，基于车辆的车速相关信息和车辆当前位置至安全区间的
顶点的距离确定安全区间的更新时间。例如，在车速相同的情况下，当车辆当前位置至安全区间的顶点的距离较大时，可以间隔较长的时间对安全区间进行更新，而当车辆当前位置至安全区间的顶点的距离较小时，需要间隔较短的时间对安全区间进行更新。然而，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，也可以每隔预定时间更新安全区间，该预定时间例如可以是0.5秒至1.5秒，例如1秒。当然，也可以实时地更新安全区间。
60.在一种示例性实施例中，该方法还可以包括监控并识别通信网络是否存在异常，当识别出通信网络存在异常时，则控制车辆行驶到安全区间的顶点处停止。这样，可以保证及时获取车辆的位置信息，更新后的地图并且将车辆可行驶的车道线的路径点的坐标集合等发送给车辆，等等。
61.根据本公开的实施例的无人驾驶车辆安全保障方法可以使车辆的作业行驶一直处于安全状态，避免发生车辆之间碰撞的问题，同时避免行驶路线上发生不必要的减速以及停车行为，从而提高了实际运输效率。
62.本公开的实施例还提供了一种无人驾驶车辆安全保障系统。该保障系统可包括：设置在车辆20上的定位单元22和安全区间计算控制模块30。定位单元22被配置成定位车辆20的位置，其例如可以为gnss等。安全区间计算控制模块30通过通信模块10接收来自定位单元22的车辆20 的位置信息，并基于该车辆20所行驶的区域的地图和车辆20的位置信息获取车辆20周边给定范围内的环境信息；并基于车辆20周边给定范围内的环境信息确定车辆20的安全区间，以及基于车辆20的安全区间确定车辆20可行驶的车道线的路径点的坐标集合，并将车辆20可行驶的车道线的路径点的坐标集合经由通信模块10发送给车辆20。该安全区间计算控制模块30可以是现场设备，也可以是远程设备，例如可以设置于云端，并与车辆20通过通信模块10进行通信。
63.在一种示例性实施例中，安全区间计算控制模块30被配置成：基于车辆30的位置信息和地图确定车辆30所在的车道线；然后基于车辆30 所在的车道线和车辆20周边给定范围内的环境信息确定给定范围内车辆 20前方的环境信息，以及基于给定范围内车辆20前方的环境信息确定车辆20的安全区间。
64.在一种示例性实施例中，安全区间计算控制模块30被配置成：获取给定范围内位于车辆20前方并距离车辆20最近的障碍物的位置信息，并且获取在车辆20和最近的障碍物之间是否存在可停车位置，如果存在，则获取在车辆20和最近的障碍物之间距离车辆20最远的可停车位置并将该可停车位置作为安全区间的顶点，如果不存在，则将最近的障碍物位置作为安全区间的顶点。
65.在一种示例性实施例中，障碍物包括给定范围内位于车辆20前方的行驶车辆，其中，安全区间计算控制模块还被配置成：基于给定范围获取车辆20当前前方行驶路径上的车道线的路径点的坐标集合；确定区域内其它行驶车辆所在的车道线的路径点的坐标集合；以及将车辆20当前前方行驶路径上的车道线的路径点的坐标集合与区域内其它行驶车辆所在的车道线的路径点的坐标集合进行数据匹配，以确定给定范围内车辆20 的前方是否存在行驶车辆，如果存在行驶车辆则该行驶车辆被视为给定范围内位于车辆20前方的障碍物。
66.在一种示例性实施例中，无人驾驶车辆安全保障系统还包括地图数据采集车辆和地图生成器40。地图数据采集车辆被配置成采集区域的地图数据。地图生成器40经由通信
模块10接收地图数据采集车辆所采集的地图数据并基于该地图数据生成地图。该地图生成器40可以是现场设备，也可以是远程设备，例如可以设置于云端，并与地图数据采集车辆通过通信模块10进行通信。需要说明的是，在本公开的其它一些示例性实施例中，该车辆所行驶区域的地图可以预先存储在安全区间计算控制模块30 的存储单元中。
67.在一种示例性实施例中，无人驾驶车辆安全保障系统还包括感知单元 21，感知单元21设置在该区域内的车辆上，并用于感知区域内的静态障碍物信息，地图生成器经由通信模块10接收感知单元21所感知的静态障碍物信息，并基于静态障碍物信息更新地图。此外，无人驾驶车辆安全保障系统还可以包括设置在该区域内的监控摄像头、雷达等环境信息感知设备，并基于这些设备所采集的信息实时更新该区域的地图。
68.在一种示例性实施例中，通信模块10还用于从其它终端50获取该区域的交通信息，地图生成器经由通信模块10接收该区域的交通信息，并基于该区域的交通信息更新地图。
69.该地图生成器40可以是现场设备，也可以是远程设备，例如可以设置于云端，并与地图数据采集车辆通过通信模块10进行通信。需要说明的是，在本公开的其它一些示例性实施例中，该车辆所行驶区域的地图可以预先存储在安全区间计算控制模块30的存储单元中，并可以基于感知单元21所感知的静态障碍物信息和/或区域的交通信息进行实时更新。
70.在一种示例性实施例中，感知单元21还包括设置在车辆20上用于感知车辆20的车速相关信息的传感器，安全区间计算控制模块30通过通信模块10接收传感器所感知的车速相关信息，并基于车速相关信息确定当前车辆20的最小安全间距，当所确定的安全间距小于最小安全间距时发送减速或停车的安全指令给车辆20。
71.在一种示例性实施例中，该无人驾驶车辆在交汇区域的管控系统还可以包括网络监测和异常识别模块(未示出)，该网络监测和异常识别模块被配置成对整个系统的通信网络进行监测，当发现该管控系统的通信网络存在异常时，控制车辆行驶到安全区间的顶点处停止以确保车辆的安全。这样一旦出现通信异常，则车辆可以行驶到安全区间的最前方。这样既保证了车辆安全，又最大限度地保障了无人驾驶车辆的形式连续性。
72.根据本公开上述各种实施例的无人驾驶车辆安全保障系统可以使区域中车辆的作业行驶一直处于安全状态，避免发生车辆之间碰撞的问题，避免行驶路线上发生不必要的减速以及停车行为，从而提高了实际运输效率。
73.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
74.上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其它因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。