基于太赫茲波檢測的無人駕駛汽車系統的制作方法

本發明涉及一種智能汽車控制技術，特別涉及一種基于太赫茲波檢測的無人駕駛汽車系統。

背景技術：

無人駕駛系統作為近年來智能控制領域前沿課題，能夠極大的方便普通人的出行，為平安高效出行提供了可能，近年來中國企業投入了很大的投資，百度公司與奇瑞汽車合作開發無人駕駛，百度董事長李彥宏堅信中國將出現第一個無人駕駛的城市，而國家《“十三五”汽車工業發展規劃意見》中八個目標之一“積極發展智能網聯汽車”的產業方向，也說明無人駕駛正快速地發展。

近期蓬勃發展的無人駕駛技術主要基于圖像處理技術與激光雷達技術。基于圖像處理技術的無人駕駛技術通過攝像機拍攝，并將處理的圖像傳遞給計算機，經計算機處理后對路徑或障礙物進行識別，該方法存在圖像分辨率不高，測量距離不準等不足，而且在光線微弱的環境或者在晚上，攝像機不能夠正常工作或存在誤判，這對無人駕駛的影響非常大；而基于激光雷達的無人駕駛系統，因為激光雷達在工作時受天氣和大氣影響大。激光一般在晴朗的天氣里衰減較小，傳播距離較遠。但在大雨、濃煙、濃霧等壞天氣里，衰減急劇加大，傳播距離大受影響。如工作波長為10.6μm的激光，是所有激光中大氣傳輸性能較好的，在惡劣天氣的衰減是晴天的6倍。大氣環流還會使激光光束發生畸變、抖動，直接影響激光雷達的測量精度，而且對于低反射率材質，如黑色車輛，其測量精度更為有限。

綜上所述，基于圖像處理的無人駕駛系統和基于激光雷達檢測的無人駕駛系統，容易受到環境因素的干擾，對無人駕駛產生不良的影響。

技術實現要素：

本發明是針對傳統無人駕駛技術受環境因素影響大，測量分辨率不高的問題，提出了一種基于太赫茲波檢測的無人駕駛汽車系統，通過THz檢測車輛與障礙物之間的距離或與障礙物的相對速度，通過北斗定位技術確定車輛行駛的地理信息并提供最佳線路，通過光譜儀判斷信號燈的信息。THz波波長非常短，其波長范圍在0.03-3.00mm，與激光雷達相比，THz檢測系統具有更高的分辨率，因此可以實現更精確的測量。而現有的電子信號的傳輸主要集中在微波及紅外波段，很難影響到THz波段，所以THz檢測系統具有更強的抗干擾性，這就為無人駕駛的安全性提供了強有力的保障。

本發明的技術方案為：一種基于太赫茲波檢測的無人駕駛汽車系統，包括中央處理模塊、太赫茲波障礙檢測模塊、控制模塊、信號燈判斷模塊、路徑規劃模塊、車輛狀態更新模塊；太赫茲波障礙檢測模塊探測車輛前方、后方以及左、右的障礙物信息，傳給中央處理系統；信號燈判斷模塊通過光譜儀接收路燈的信號，傳給中央處理模塊；路徑規劃模塊通過北斗系統，識別路徑并將最佳路徑傳給中央處理模塊；中央處理模塊接收太赫茲波障礙檢測模塊、車輛更新狀態模塊、信號燈判斷模塊、路徑規劃模塊的信號，并分析處理信號，然后將處理后的信息傳給控制模塊；控制模塊接收中央處理模塊的信號，控制車輛的方向與動力；車輛狀態更新模塊將車輛信息更新并反饋給中央處理模塊。

所述太赫茲波障礙檢測模塊包括三套太赫茲波發送接收系統，在車輛前方中間位置安裝一套太赫茲波發送接收系統，負責前方的障礙物檢測；在車輛后方的中間位置安裝一套太赫茲波發送接收系統，負責后方的障礙物檢測，車輛需要時刻檢測后方的障礙物情況；在車輛前方左側和車輛后方的左側安裝一套太赫茲波發送接收系統，負責左側的障礙物檢測；在車輛前方右測和車輛后方的右側安裝一套太赫茲波發送接收系統，負責右側的障礙物檢測。

本發明的有益效果在于：本發明基于太赫茲波檢測的無人駕駛汽車系統，基于THz檢測，受環境干擾少，能夠減少誤判的概率，為平安出行提供保證；在車輛前方、后方，前方左、右側與后方左、右側都設計了THz檢測系統，檢測的范圍更廣，檢測的準確性更高，安全性更好；利用THz波作為檢測的波信號，THz波的頻率范圍在0.1-10THz,其波長范圍在0.03-3.00mm，現代社會微波與紅外光無處不在，THz擁有更強的抗干擾性，用于障礙物的檢測，準確性更高；利用波長更短的THz,其載波頻率更高，更容易發射大帶寬信號，從而具有極高的分辨特性，可以實現更精確的目標測量。

附圖說明

圖1為本發明系統控制結構示意圖；

圖2為本發明THz障礙檢測模塊的裝配示意圖；

圖3為本發明具體實施方案流程圖。

具體實施方式

如圖1所示基于太赫茲波檢測的無人駕駛汽車系統控制結構示意圖，包括中央處理模塊、THz障礙檢測模塊、控制模塊、信號燈判斷模塊、路徑規劃模塊、車輛狀態更新模塊；THz障礙檢測模塊探測車輛前方、后方以及左、右的障礙物信息，傳給中央處理系統；信號燈判斷模塊通過光譜儀接收路燈的信號，傳給中央處理模塊；路徑規劃模塊通過北斗系統，識別路徑并將最佳路徑傳給中央處理模塊；中央處理模塊接收THz障礙檢測模塊、車輛更新狀態模塊、信號燈判斷模塊、路徑規劃模塊的信號，并分析處理信號，然后將處理后的信息傳給控制模塊；控制模塊接收中央處理模塊的信號，控制車輛的方向與動力；車輛狀態更新模塊將車輛信息更新并反饋給中央處理模塊。

中央處理模塊是無人駕駛系統的“中樞神經系統”，負責各個模塊傳遞來的信息的處理，隨之傳遞給各個模塊，各個模塊采取相應的措施；THz障礙檢測模塊，此模塊是無人駕駛系統的“眼睛”，負責道路障礙物的檢測，其中包括與障礙物的距離以及相對速度的檢測，該模塊的詳細布局見圖2，其前方與后方的THz系統檢測前方與后方的障礙物，其前方左、右側與后方左、右側的THz檢測車輛左、右側的障礙物信息，如果在前方檢測到障礙物，而左右和后方沒有檢測到障礙物的條件下，中央處理系統將信息傳給控制模塊，控制模塊做出轉向控制；信號燈控制模塊，此模塊由光譜儀組成，可以快速接收信號燈的信息，并對信號燈信息做出判斷，傳給中央處理模塊；控制模塊，此模塊由動力控制系統與方向控制系統組成，能夠接收中央處理模塊的信息，并快速作出反應；車輛狀態更新模塊，此模塊將車輛信息更新并反饋給中央處理模塊，中央處理模塊再將處理后的反饋信息傳給控制系統；路徑規劃模塊，此模塊利用北斗系統，準確定位車輛的位置，并將最新的路徑信息傳給中央處理模塊。

如圖2為THz障礙檢測模塊的裝配示意圖，在車輛前方中間位置安裝一套THz發送接收系統，負責前方的障礙物檢測；在車輛后方的中間位置安裝一套THz發送接收系統，負責后方的障礙物檢測，車輛需要時刻檢測后方的障礙物情況；在車輛前方左側和車輛后方的左側安裝一套THz發送接收系統，負責左側的障礙物檢測；在車輛前方右測和車輛后方的右側安裝一套THz發送接收系統，負責右側的障礙物檢測。

如圖3所示具體實施方案流程圖，確定要到達的地點。首先選擇要到達的地點，將選的地點傳給北斗系統，北斗系統通過衛星通信技術確定所選取的地點，并提供最佳的行車路線。將所選取的路線傳給中央處理模塊，中央處理模塊對路況做出判斷——是否是路口，如果是路口，則信號燈判斷模塊接收信號燈信息——是否是綠燈，如果是綠燈，則車輛保持行駛狀態，否則車輛進入等待狀態；如果不是路口，則進行THz障礙檢測，如果沒有障礙物，則車輛保持行駛狀態，否則車輛將執行轉向或剎車命令。以上所有信號，信號燈判斷信息，THz檢測障礙物信息，都需要傳給中央處理模塊，中央處理模塊分析處理完信號之后，傳給控制模塊，控制模塊將信息傳給車輛狀態模塊，車輛狀態更新模塊將實時車輛信息反饋給中央處理模塊。

本發明基于THz檢測的無人駕駛系統，由于THz的波長范圍在0.03-3mm之間，其多普勒特征更加明顯，因此測量的精度更高，更有利于檢測障礙物的距離，使無人駕駛技術更加為人們所確信，而且在電子產品無處不在的今天，THz檢測能夠有效防止其他信號的干擾，這就減少了誤判的概率，大大提高了無人駕駛車輛對障礙物判斷的準確性。本發明還提出利用光譜儀作為判斷信號燈的技術，該技術準確性高，可以精確判定信號燈的信息。