基于车路云协同架构的用于机场的地面交通管控集成系统

摘要

本发明涉及一种基于车路云协同架构的用于机场的地面交通管控集成系统，包括：智能路侧设备，车载传感器，云控平台，自动驾驶控制装置，多模通信模块，天气信息模块。多模通信模块分别与智能路侧设备、车载传感器、云控平台、天气信息模块以及自动驾驶控制装置数据连接；智能路侧设备、车载传感器以及天气信息模块将采集的数据通过多模通信模块传输给云控平台；云控平台利用接收的数据规划出最优路径，并将最优路径通过多模通信模块发送给自动驾驶控制装置。该系统用于机场的地面交通管控时，实现了整个机场范围内地面交通的统一调度管理、科学路径规划，为各用车机构提供安全、高效、可控的服务保障。

说明书

技术领域

本发明涉及航空领域，特别是涉及一种基于车路云协同架构的用于机场的地面交通管控集成系统。

背景技术

目前，典型的自动驾驶智能车系统一般采用车载传感器来获取道路场景、车辆姿态等信息。接着，通过路径规划和驾驶行为决策机制确定车体控制指令(如动力、方向、刹车等)，最后在行驶过程中依赖传感器获取的实时信息，再结合反馈机制，实现自适应行驶控制与驾驶安全，使用车载传感器进行信息获取固然可以得到车辆周身的未知信息和进行目标识别分类及处理。但是，仅靠单体车辆传感器，其感知能力和处理速度均有限，且每种传感器都有自己的短板。当前自动驾驶车辆无论哪种传感器或者融合感知都不能够实现越过障碍物和时空限制来实现对周边环境的全面感知，不能解决视野遮挡情况和感知盲区下的行驶安全问题。这些都构成了制约自动驾驶车辆发展的瓶颈问题。

智能网联汽车，即ICV(Intelligent Connected Vehicle)，是指车联网与智能车的有机联合，是搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与人、车、路、智能交通云控平台等智能信息交换共享，实现安全、舒适、节能、高效行驶，让汽车更加智能。现有的智能网联汽车仅仅将汽车与网络之间进行简单连接，没有实现汽车与网络、汽车与环境之间的深度融合交互，因此现有的智能网联汽车在自动驾驶的过程中还存在很多安全问题。目前，利用云控技术的智能网联汽车技术是弥补自动驾驶技术功能不足，解决安全问题的一个途径。

智能网联交通在现阶段多集中于单一车辆或技术，在车端、云端以及中间协同管控方面存在着诸多不协调或功能单一，以及资源无法共享等问题。目前主要通过附近车辆检测、道路检测和车辆紧急制动手段，消除由于人分心、注意力不集中而造成的事故。但是，全球自动驾驶产业的战略重心已从单车智能转移到车辆与外界环境的连接，现有的云控技术仅仅实现了将车辆与网络之间进行简单连接，没有实现汽车与环境之间的深度融合，没有在技术上实现对云控数据的利用。

因此，在特定功能的封闭区域内安全高效地运行内部车辆，必须充分利用云控系统。特别是，迄今为止还没有一种基于车路云协同架构的用于机场的地面交通管控集成系统。众所周知，机场作为一个特殊的相对封闭环境，高精度、严时效是其基本要求。在这样一种要求高安全性、高时效性、高精度性的机场中急需基于车路云协同架构的用于机场的地面交通管控集成系统。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种在高度封闭的机场内实现高效、有序、安全的交通管控的基于车路云协同架构的用于机场的地面交通管控集成系统。

(二)技术方案

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于车路云协同架构的用于机场的地面交通管控集成系统，包括：智能路侧设备，用于采集障碍物信息以及道路信息；车载传感器，用于采集车辆周围的物体信息；云控平台，用于构建动态场景，并规划最优路径；自动驾驶控制装置，用于控制车辆自动驾驶；多模通信模块，用于进行数据传输；天气信息模块，用于获取天气信息；所述多模通信模块分别与所述智能路侧设备、所述车载传感器、所述云控平台、所述天气信息模块以及自动驾驶控制装置数据连接；所述智能路侧设备、所述车载传感器以及所述天气信息模块将采集的数据通过所述多模通信模块传输给所述云控平台；所述云控平台利用接收的所述数据规划出最优路径，并将所述最优路径通过所述多模通信模块发送给所述自动驾驶控制装置。

可选地，所述云控平台包括信息处理层、地图构建层以及路径规划层；所述多模通信模块分别与所述信息处理层、所述路径规划层数据连接；所述信息处理层对所述智能路侧设备、所述车载传感器以及所述天气信息模块采集的数据进行处理后，传输给所述地图构建层；所述地图构建层根据接收的所述数据构建动态场景并将所述动态场景信息输出到所述路径规划层中；所述路径规划层在所述动态场景内规划目标车辆驾驶的最优路径；所述路径规划层将所述最优路径通过所述多模通信模块发送给所述自动驾驶控制装置。

可选地，所述路径规划层包括算法优化模块，所述算法优化模块基于大数据进行分析，对所述目标车辆驾驶路径进行优化。

可选地，所述智能路侧设备包括设置在路边的采集单元，所述多模通信模块与采集单元数据连接。

可选地，所述车载传感器包括激光雷达、毫米波雷达、立体相机、红外摄像头、超声波测距仪。

可选地，该系统还包括车辆定位模块，所述车辆定位模块与所述多模通信模块数据连接，向所述多模通信模块发送车辆的位置信息。所述多模通信包括4G、5G、C-V2X等等。

可选地，该系统还包括显示单元，所述显示单元与所述多模通信模块数据连接，用于显示所述多模通信模块所接收的信息。

(三)有益效果

本发明提供的一种基于车路云协同架构的用于机场的地面交通管控集成系统，通过采集道路上的障碍物、目标车辆行驶周围的信息以及附近的天气信息，并通过构建动态场景，模拟目标车辆在动态场景中的运行路径，来选择出最优路径，从而目标车辆可以在最优路径的辅助下实现自动驾驶，由于所采集的信息包括路上的障碍物信息、车辆周围的信息以及天气等信息，并通过多模通信技术进行数据的共享，从而为自动驾驶提供丰富的信息，保证自动驾驶汽车决策的快速性和正确性。该系统用于机场的地面交通管控时，实现了整个机场范围内地面交通的统一调度管理、科学路径规划，为各用车机构提供安全、高效、可控的服务保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的基于车路云协同架构的用于机场的地面交通管控集成系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中的基于车路云协同架构的用于机场的地面交通管控集成系统中的云控平台的结构示意图。

附图中的附图标记依次为：

10、智能路侧设备、20、车载传感器，30、天气信息模块，40、多模通信模块，50、云控平台，51、信息处理层，52、地图构建层，53、路径规划层，531、算法优化模块，60、自动驾驶控制装置。

具体实施方式

下面结合实施例和附图，对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。在此，本发明的以下实施例仅用于说明本发明，并不用来限定本发明的范围。

如图1所示，本发明的实施例提供一种基于车路云协同架构的用于机场的地面交通管控集成系统，包括：智能路侧设备10、车载传感器20、云控平台50、多模通信模块40、天气信息模块30以及自动驾驶控制装置60。

智能路侧设备10，用于采集障碍物信息以及道路信息；智能路侧设备10包括设置在路边的采集单元，用于采集道路信息和道路上的障碍物信息，以及采集指示灯所在路口的信息和障碍物信息。多模通信模块40与采集单元数据连接，收集采集单元采集的数据。

车载传感器20，用于采集车辆周围的物体信息；例如，车辆周围的物体与车辆的距离，绝对运动速度和相对于车辆的运动速度，车辆周围物体的形状和体积等。车载传感器20包括激光雷达、毫米波雷达、立体相机、红外摄像头、超声波测距仪。本发明实施例对此不作具体限定。

云控平台50，用于构建动态场景，并规划最优路径；其中，如图2所示，云控平台50包括信息处理层51、地图构建层52以及路径规划层53；多模通信模块40分别与信息处理层51、路径规划层53数据连接；云控平台50用来执行任务调度、路径规划、资源管理和信息协同。

信息处理层51对智能路侧设备10、车载传感器20以及天气信息模块30采集的数据进行处理后，传输给地图构建层52；地图构建层52根据接收的数据构建动态场景并将动态场景信息输出到路径规划层53中；路径规划层53在动态场景内规划目标车辆驾驶的最优路径；路径规划层53将最优路径通过多模通信模块40发送给自动驾驶控制装置60。

如图2所示，路径规划层53还包括算法优化模块531，算法优化模块531基于大数据进行分析，对目标车辆驾驶路径进行优化。

自动驾驶控制装置60，用于控制车辆自动驾驶；

天气信息模块30，用于获取天气信息；

多模通信模块40，用于进行数据传输；智能路侧设备10、车载传感器20以及天气信息模块30将采集的数据通过多模通信模块40传输给云控平台50；云控平台50利用接收的数据规划出最优路径，并将最优路径通过多模通信模块40发送给自动驾驶控制装置60，使得目标车辆在自动驾驶控制装置60的控制下按照规划的最佳路径行驶。

进一步的，该管控系统还包括车辆定位模块，该车辆定位模块与多模通信模块40数据连接，向多模通信模块40发送车辆的位置信息。

进一步地，该管控系统还包括显示单元，该显示单元与所述多模通信模块40数据连接，用于显示多模通信模块40所接收的信息。

在使用本发明实施例的基于车路云协同架构的机场地面交通管控系统时，智能路侧设备10和天气信息模块30持续地向多模通信模块40发送其所在位置采集的障碍物信息、道路信息和天气信息。车载传感器20持续地向多模通信模块40发送其所采集的车辆周围的物体信息。多模通信模块40将接收到的这些信息发送给云控平台50。云控平台50根据接收到的信息构建动态场景，并根据车辆的目的地为车辆规划出最优路径，并将最优路径通过多模通信模块40发送给自动驾驶控制装置60，使得车辆在自动驾驶控制装置60的控制下，按照最优路径行驶。当外部条件发生变化，使得当前的最优路径不是最佳选择时，云控平台50会根据收到的实时数据，重新规划最优路径，并发送给自动驾驶控制装置60，使得车辆按照最新的最优路径行驶。

本发明提供的一种基于车路云协同架构的用于机场的地面交通管控集成系统，通过采集道路上的障碍物、目标车辆行驶周围的信息以及附近的天气信息，并通过构建动态场景，模拟目标车辆在动态场景中的运行路径，来选择出最优路径，从而目标车辆可以在最优路径的辅助下实现自动驾驶，由于所采集的信息包括路上的障碍物信息、车辆周围的信息以及天气等信息，并通过多模通信技术进行数据的共享，从而为自动驾驶提供丰富的信息，保证自动驾驶汽车决策的快速性和正确性。本发明用于机场的地面交通管控时，实现了整个机场范围内地面交通的统一调度管理、科学路径规划，为各用车机构提供安全、高效、可控的服务保障。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。